Прорыв в строении Стирлингов!!!

Разработка Псковского политеха

https://www.youtube.com/watch?v=4n7xbdK0UF8&feature=related

Все гениальное просто!!!

Под знаком Стирлинга
Российские ученые создали двигатель будущего

Андрей Меркулов
"Российская газета" - Федеральный выпуск №4777
22.10.2008, 03:00

В Москве прошла III Международная выставка "Перспективные технологии XXI века". Одним из гвоздей стала разработка ученых из Пскова.

В среде изобретателей слова "двигатель Стирлинга" звучат как пароль. По нему узнают своих. Тот, кто проникся его очевидными достоинствами, как правило, заболевает на всю жизнь. В самом деле, если для любого двигателя внутреннего сгорания выхлопы - это головная боль, то "Стирлинг" экологически чист. А еще его КПД - более 60 процентов, у ДВС - не более 35. Словом, не двигатель, а мечта. Она манит изобретателей почти 200 лет, с тех пор как шотландец Роберт Стирлинг придумал эту конструкцию, однако область применения пока остается узкой.

Есть несколько причин, почему "Стирлинг" не идет в массы. Одна из них - поршень. Принцип действия двигателя таков, что для эффективной работы число поршней в нем должно быть вдвое больше, чем в ДВС. Отсюда сразу же резко увеличиваются габариты и вес, а главное - цена. Поэтому уже давно энтузиасты "Стирлинга" пытаются уйти от поршня, заменив его роторно-лопастной системой.

- Я заболел этой идеей еще в юности, когда мечтал на автомобиле подняться на высоту 5-6 метров, - рассказывает главный конструктор нового двигателя Юрий Лукьянов. - Было ясно, что нужен мощный движок малых габаритов. Перебрав все варианты, понял, что подходит только роторно-лопастной "Стирлинг".

С тех пор прошло много лет. Лукьянов окончил институт, работал инженером на заводе, затем перешел в Псковский политехнический институт. Именно здесь собрал команду энтузиастов, куда вошли два доктора наук и три кандидата. Они взялись за создание нового двигателя, выиграли конкурс Роснауки и получили грант - 7,6 миллиона рублей.

- Мы сделали главное - описали математически все процессы в этом двигателе, - говорит Лукьянов. - До сих пор подобное никому не удавалось. И затем воплотили в железе основные узлы, доказав на деле, что математика верна.

По словам изобретателя, достоинства созданного ими "Стирлинга" очевидны. Он легче поршневого варианта, в нем намного меньше деталей, а потому он проще в изготовлении и в 10 раз дешевле. По тем же параметрам он выигрывает и у ДВС, не говоря уже об экологии и КПД.

Новый двигатель найдет применение прежде всего на небольших ТЭС мощностью до 1,5 МВт. Причем в качестве топлива можно использовать любое топливо, даже опилки. Себестоимость электроэнергии - копейка за киловатт-час! Такой "Стирлинг" можно устанавливать и на транспорте - судах и тепловозах, и т.д. Что же касается автомобиля, то специально для него Лукьянов сейчас разрабатывает новый вариант двигателя.

Среди других экспонатов этой выставки доминировали модные сегодня нанотехнологии, а также различные способы повышения добычи нефти и ее переработки. Так, Обнинский физико-энергетический институт им. Лейпунского представил не имеющие аналогов в мире самоочищающиеся фильтры, которые самую грязную воду делают совершенно прозрачной. Очисткой ведает мембрана с напыленными наночастицами. Специалисты сразу же оценили главные достоинства фильтра. Он не забивается грязью, которая быстро смывается водой. Впечатляет и производительность: от 100 до 700 литров в час. На их основе можно строить мини-заводы, причем их стоимость в два раза меньше, чем существующих сегодня установок очистки.

А предприятия Зеленограда выставили макеты платформ для выпуска самых разных элементов наноэлектроники, в частности, нанотранзисторов, чипов, интегральных схем и т.д. Такие комплексы уже установлены в Таганрогском радиотехническом университете, МГТУ им. Баумана, МИСиСе, Курчатовском институте.

Казанский государственный технологический университет вообще сделал ставку только на "нано". Здесь более десятка самых разных нанотехнологий для получения материалов с улучшенными свойствами, а также наноразмерных центров кристаллизации для эффективного тушения пожаров, рассеивания тумана, увлажнения почвы и т.д.

Ученые ВНИИнефть предлагают метод, который позволяет увеличить добычу "черного золота" из обводненных скважин. Дело в том, что вытесняющая нефть вода ищет "легкие пути", поэтому она не добирается до многих богатых топливом зон с низкой проницаемостью. Ученые научились управлять водой, направляя ее туда, где есть нефть. В итоге удается дополнительно взять из скважины тысячи тонн топлива.

Много лет символом бесхозяйственности считался попутный газ. Это бесценное сырье на месторождениях нефти просто сжигается в факелах. Об этом написаны кипы статей, сняты фильмы, но ничего не меняется. И вот, кажется, появилась надежда, что дело сдвинется с мертвой точки. Во всяком случае, Московский физтех представил технологию, которая позволяет получить из попутного газа метанол. По словам авторов разработки, уже есть опытный образец установки, а в ближайшее время на одном из месторождений начнется ее внедрение.

За попутный газ взялись и ученые ассоциации "Аспект". На основе нанотехнологий они создали комплекс по переработке попутного газа в ароматические углеводороды. Благодаря "нано" он потребляет мало энергии, что делает технологию экономически привлекательной.

Другая разработка "Аспекта" позволяет не только получать биогаз из любых видов отходов, но с помощью нанокатализаторов выделять из него метан, который обладает высокой теплоотдачей. Такой биокомплекс становится выгоден для небольших поселков.

"РГ" http://www.rg.ru/2008/10/22/dvigatel.html

Двигатель работает следующим образом. В каждый момент времени из малого цилиндра в ветвь высокого давления поступает некоторый объем газа. Чтобы заполнить полость нагнетания большого цилиндра и при этом сохранить давление, газ нагревают в регенераторе и нагревателе; его объем увеличивается, и давление остается постоянным. То же, но "с обратным знаком" происходит в ветви низкого давления.

Из-за разницы в площадях поверхности роторов возникает результирующая сила F=?p(Sб-S м), где ?p - разность давлений в ветвях высокого и низкого давлений; Sб - рабочая площадь большого ротора; Sм - рабочая площадь малого ротора. Эта сила вращает вал с роторами, и рабочее тело непрерывно циркулирует, последовательно проходя через всю систему. Полезный рабочий объем двигателя равен разности объемов двух цилиндров.



Детальное описание иллюстрации: Роторный двигатель внешнего сгорания состоит из двух цилиндров, соединенных двумя ветками трубопроводов - высокого и низкого давления (для наглядности роторы разнесены, хотя в действительности они находятся на одном валу). Рабочий газ движется в одну сторону, проходя последовательно нагреватель, большой цилиндр, теплообменник, холодильник и малый цилиндр.


Изобретатель Доктор технических наук В. НИСКОВСКИХ (г. Екатеринбург).

http://ekoteh.narod.ru/rbe_new/library/articles/aticle11.html

Чертежи роторного Стирлинга

http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/english/mk_rot.htm
www.bekkoame.ne.jp/~khirata/english/mk_rot.htm

Прошу меня извинить если эта тема уже есть просто я немного под впечатлением

Роторно–лопастные машины Конструктивные особенности Эффективность применения
http://ekoteh.narod.ru/rbe_new/rotor_valve/page01.html

Роторно-лопастной двигатель с внешним подводом теплоты



http://ekoteh.narod.ru/rbe_new/power_plant/page04.html

Это все громкие слова, а где хоть маленькое дело? Где работающая модель, мощностью в одну комариную силу?

Увы, изобретение пары поршень-цилиндр, сродни изобретению колеса.
Всё остальное уступает прежде всего по потерям давления и сложности, т.е. надёжности...
Они там помалкивают пока о смазке без которой ни компрессии, ни долговечности...

Я с Вами не совсем согласен ведь япошки выпускали серийно машины с роторными движками, так что думаю вопрос за реализацией не станет Считаю что технически мы уже доросли до серийного выпуска подобных двигателей. Веди двигатель внутреннего сгорания тоже очень долго не был совершенен, а распространение получил огого.

[quote="Егор"]Я с Вами не совсем согласен ведь япошки выпускали серийно машины с роторными движками, так что думаю вопрос за реализацией не станет Их недолговечность оправдывалась на каком то этапе малыми габаритами и мощностью. В итоге моторесурс оказался важнее.Тут вопрос не времени ,а рентабельности для потребителя.

Егор пишет:Я с Вами не совсем согласен ведь япошки выпускали серийно машины с роторными движками, так что думаю вопрос за реализацией не станет ...

У псковичан - роторно-лопастной...

Sogokon'A пишет:Это все громкие слова, а где хоть маленькое дело? Где работающая модель, мощностью в одну комариную силу?

Полностью согласен ! Где работающая модель ? При таких возможностях как у Псковских "мастеров" уже можно было бы на марс давно на стирлинге полет совершить , а они все демогогию разводят и ровным счетом ничего по теме не делают, на практике по крайней мере граждане нашей страны ничего не ощющают , движка как не было так и нет , и в массы он думаю не поступит никогда!

док пишет:

Sogokon'A пишет:Это все громкие слова, а где хоть маленькое дело? Где работающая модель, мощностью в одну комариную силу?

Полностью согласен ! Где работающая модель ? При таких возможностях как у Псковских "мастеров" уже можно было бы на марс давно на стирлинге полет совершить , а они все демогогию разводят и ровным счетом ничего по теме не делают, на практике по крайней мере граждане нашей страны ничего не ощющают , движка как не было так и нет , и в массы он думаю не поступит никогда!

Десять лет назад одна российская фирма, лидер российского машиностроения (правда не по стирлингам), решила построить аналогичный стирлинг. Правда, выглядел он "умнее". Вместо эксцентриков стояли элептические зубчатые колёса, которые "схлопывали" одну камеру, открывая при этом другую и . т.д. Словом, если не считать, что камеры меняли объём по сложному оптимизированному алгоритму, всё было то же самое. Когда это сделали в железе, система не смогла заработать. В чём причина? Машина имеет высокий КПД, только если в ней можно достичь высокой степени сжатия. В таких машинах по сравнению с поршневыми стирлингами, где на длинном поршне стоит по 8 колец уплотнения, достичь хорошей компрессии невозможно, так как газ перетекает по образующей и по торцевым зазорам, которые вы на плоском рисунке не видите. Более того, неподвижный цилиндр и подвижный эксцентрик при нагревании ведут себя по -разному. Даже если вы сделаете их из одного материала, при нагревании их линейные размеры меняются неодинаково: зазор увеличивается или уменьшается, утечка растёт или заклинивает. При пружинных кольцах на цилиндрах этот эффект сглаживается. А третья проблема - один и тот же вал участвует в сжатии (и нагреве), и расширении (и ожлаждении). Это приводит к тому что вал запасает тепло при фазе сжатии и сбрасывает его при фазе расширения.
Увы, всё это я видел своими глазами. И разочарование конструкторов, положивших на это годы своей жизни, и репрессии от начальства . Как я тогда благодарил судьбу, что не попал в этот проект.
Что же касается двигателей Стирлинга, то в первой половине прошлого века на них строили и автомобили и автобусы. Так что говорить, что это их будущее - не совсем корректно. Стирлинги уступили место ДВС по двум причинам. 1) Они требуют дорогостоящих теплообменников. 2) Теплотворность воздушно-бензиновой смеси чрезвычайно высока и всё тепло без промежуточных потерь попадает в термодинамический цикл.

Вот что разместил на моем форуме один из пользователей по данной теме:

...в начале 2010 съездили в Псковский политех по их разработке. Разработчик Лукьянов Юрий Николаевич очень толковый и вообще нормальный мужик которому интересно воплощение идеи, но ... Данным вопросом занимается коммерческий отдел института, а у него совсем другие интересы, в т.ч. шкура неубитого медведя. На момент нашей встречи у них была теретико-расчетная часть роторно-поршневого двигателя (владельцем которой кстати является государство поскольку отрабатывалась на деньги по госфинансированию) и отдельные узлы выполненные в виде полезных моделей. Сколь-нибудь отработанной схемы подвода разогретых газов в полость расширения, регенератора и холодильника на момент нашего посещения не было. Поскольку транш закончился и практические работы остановились институт находился в поиске спонсера для изготовления действующего образца (модели) двигателя в роторно-лопастном варианте для снятия характеристик и отработки процессов. Завод конечно спонсерство не потянул бы (ну не предусматривается сметой расходов), но в факультативном порядке кое-что может. Поэтому институту было предложена помощь в изготовлении и сопровождении опытного двигателя на договорной основе в замен на КД на "боевой" двигатель мощностью 10 КВт. Опять но ... получили неполный комплект КД на роторную группу модели (без кулачка ромбоида который и является их "фишкой" во всей конструкции) и далее вдруг в их варианте договора исчезает условие предоставления документации на "боевой". Долгая переписка (а детали уже в работе) привела ни к чему. Поэтому из-за загрузки мощностей по основным контрактам я эту работу отложил, а вот сейчас возобновил пока затишье. Оказалось что за это время ППИ получил новый транш под исследования и заказал это изделие (зная что мы уже делаем) на другом предприятии, по моим сведениям то, что они получили в деталях не собирается в изделие...

Ник пользователя: "панцирь"
Адрес страницы с полным текстом сообщения: http://www.stirlingmotors.ru/phpBB3/viewtopic.php?f=3&t=1469&p=2658&hilit=%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%BE#p2658

Так что Александр Борисович в который раз совершенно прав: "...где работающая модель, мощностью в одну комариную силу?"

Странный девайс:
epiphanylaboratories. com
Ребята сняли денег с пожертвователей кикстартера, более ста штук зеленых, типа, на запуск в серию, однако в обсуждении у народа возникла куча вопросов по возможности реализации данной конструкции на основе стирлинга , даже кто-то подсчитал по калькуляторам и уперся в теоретический предел, сильно похоже на фейк, собраный, на чем-то другом, например, на пельтьях. На прямые вопросы по конструкции авторы не отвечают, вдаются в пространные рассуждения.
Однако сама идея достойна внимания.

Однако сама идея достойна внимания.

[/quote]
Всем хорошо известно понятие вечного двигателя. Все хорошо выучили, что создать его невозможно, так как это противоречит второму закону термодинамики. На самом деле понятие вечного двигателя стоит рассматривать шире. Есть целый пласт различных устройств, которые теоретически должны работать идеально, и которые не противоречат никаким фундаментальным законам. Но как только их начинаешь реализовывать в железе, оказывается, что не учтена крохотная мелочь, а она на всём ставит крест. Этот стирлинг и относится к таким "вечным двигателям". Довести его до рабочего состояния теми техническими средствами, которыми сегодня располагает Россия практически невозможно. Если же привлечь высокоточное импортное оборудование и материалы, то он будет работать с минимальной эффективностью, коротким ресурсом из-за быстрого износы многочисленных уплотнений, а стоить будет - мама не горюй! Вообще, если у кого-то есть сомнения относительно работоспособности свежих идей, то лучше обращаться к опыту высокоразвитых стран. У них проходят ежегодные выставки самых разнообразных стирлингов и прфессионалов, и самодельщиков. Такие гиганты, как "Филлипс" и "Дженерал Моторс" занимаются этими устройствами почти век. Думаете их КБ сидят сложа руки? Да они в своё время таких проектов пересмотрели не одну тысячу. А что же они выпускают в серию? Если кто-то и выпускает роторно-лопостной вариант, то исключительно в рекламных целях, штучно, вот, дескать, какая у нас высокоточная техника, даже такое можем. А в России такие проекты будут появляться по двум причинам: низкие практические навыки теоретиков и желание руководства срубить "бабла" пока идёт шумиха. Извините, за резкость, если кого обидел. Мне просто искренне жаль теоретиков, которые поздно поняли свою ошибку. Сам как теоретик знаю, как больно разочаровываться в своём творении, которым так долго болел.

Может у них и получился работоспособный двигатель, но не начнут его выпускать. Под видом финансирования и грантов им заткнут рот, всё засекретят и будут охранять эту тайну всеми возможными способами. Только представьте себе сколько противников будет у любого двигателя с высоким КПД и малыми размерами.
Топливным компаниям крайне невыгодно снижение спроса на топливо, это только кажется, что все за экологию, на самом деле собственная прибыль прежде всего. Также и автомобильная промышленность, зачем менять оборудование, когда можно выпускать и получать прибыль на существующем оборудовании. Тот же ВАЗ давно мог начать выпускать модели на пропан-бутане, но до сих пор газобалонное оборудование приходится устанавливать самим, хотя заводские настройки для газа были бы наиболее оптимальными да и баллон можно было бы разместить наиболее рационально.
Сложность изготовления - это проблема для самоделок, а не для промышленности. Компактный двигатель рано или поздно будет дешевле чем более материалоёмкий, что не выгодно для многих участников производства. Так что то, что попало под поддержку государства долго не будет реализовано.