Придумываем Стирлингу работу

Айрат пишет:
Это что-то вроде нижкотемпературного парогенератора (имею в виду не водяной пар, а фазовый переход в жикости в газ). Тогда у нас система не как стирлинг работать будет от перепада температур, а будет строго в настройках привязана к температуре нагрева и охлаждения. Нестабильно, на мой взгляд.

Согласен насчет нестабильности, но если рассчитать стирлинг для работы в конкретных условиях и при конкретной разнице температур, то за счет фазового перехода должно увеличится КПД и мощность. Есть же и низко- и высокотемпературные двигатели. И если уж всерьез ставить перед собой задачу постройки двигателя Стирлинга, то нужно, на мой взгляд, очертить хотя бы примерно сферу его применения и рабочий диапазон температур, в котором он должен отдавать максимальную мощность и уже исходя из этого, рассчитывать его характеристики, такие, как рабочее тело, его обьем, давление, площадь и ход поршня, конструкцию и т.п. Думаю, что не стоит создавать двигатель для всех сфер применения, так как он не сможет при разных условиях быть одинаково эффективным. Я всего лишь описал один частный случай возможного применения фазового перехода в конструкции ДС. При фазовом переходе теплообмен намного превышает чисто конвекционный, так что, думаю, стоит попробовать.

alex_koa пишет:

Айрат пишет:
Это что-то вроде нижкотемпературного парогенератора...

Я всего лишь описал один частный случай возможного применения фазового перехода в конструкции ДС. При фазовом переходе теплообмен намного превышает чисто конвекционный, так что, думаю, стоит попробовать.

все уже придумано до нас и работает - http://www.membrana.ru/articles/technic/2010/12/01/163800.html

Это конечно все хорошо. А если течение теплое изменится то будут они как дурни гоняться за ним по всему океану на ходу меняя все свои коммуникации. А я вот тут думаю: зачем повышать мощность стирлинга если при помощи нано технологий все минимизируют и уменьшают потребляемую энергию источников тепла и света. По телеку смотрел про нано диоды изобретенные в россии которые потребляют 00,5 вольта. И испытывают их в сварочных стеклах, потому что дают свечение колоссальное. Вот таких бы парочку на низкотемпературный стирлинг установить , и на батарею ц.о. Можно помещение осветить. Нужно все в комплексе рассматривать и зараннее знать для каких целей. И будит нам счастье, а Чубайсу шишь в кармане.

Максик пишет:Это конечно все хорошо. А если течение теплое изменится то будут они как дурни гоняться за ним по всему океану на ходу меняя все свои коммуникации. А я вот тут думаю: зачем повышать мощность стирлинга если при помощи нано технологий все минимизируют и уменьшают потребляемую энергию источников тепла и света. По телеку смотрел про нано диоды изобретенные в россии которые потребляют 00,5 вольта. И испытывают их в сварочных стеклах, потому что дают свечение колоссальное. Вот таких бы парочку на низкотемпературный стирлинг установить , и на батарею ц.о. Можно помещение осветить. Нужно все в комплексе рассматривать и зараннее знать для каких целей. И будит нам счастье, а Чубайсу шишь в кармане.

Состояние электроэнергетики, в России по крайней мере, и благодаря упомянутому выше Чубайсу, весьма плачевное. Поэтому вопрос автономной элетроэнергетики становиться максимально актуальным

alex_koa пишет:

Айрат пишет:
Это что-то вроде нижкотемпературного парогенератора (имею в виду не водяной пар, а фазовый переход в жикости в газ). Тогда у нас система не как стирлинг работать будет от перепада температур, а будет строго в настройках привязана к температуре нагрева и охлаждения. Нестабильно, на мой взгляд.

Согласен насчет нестабильности, но если рассчитать стирлинг для работы в конкретных условиях и при конкретной разнице температур, то за счет фазового перехода должно увеличится КПД и мощность. Есть же и низко- и высокотемпературные двигатели. И если уж всерьез ставить перед собой задачу постройки двигателя Стирлинга, то нужно, на мой взгляд, очертить хотя бы примерно сферу его применения и рабочий диапазон температур, в котором он должен отдавать максимальную мощность и уже исходя из этого, рассчитывать его характеристики, такие, как рабочее тело, его обьем, давление, площадь и ход поршня, конструкцию и т.п. Думаю, что не стоит создавать двигатель для всех сфер применения, так как он не сможет при разных условиях быть одинаково эффективным. Я всего лишь описал один частный случай возможного применения фазового перехода в конструкции ДС. При фазовом переходе теплообмен намного превышает чисто конвекционный, так что, думаю, стоит попробовать.

Согласен с Вами. Но это будет цикл, обратный тому, что в кондиционерах, а не Стирлинга. Хотя лично я во фрионах слабо разбираюсь, но мысли интересные.

Василь пишет:Здравствуйте!
а если низкотемпературный стирлинг (на подобие как у Игоря в руках) сделать размерами примерно 1м - 1.5м и при разнице температуры в 20градусов, будет ли такой стирлинг работать? и какую полезную мощность он сможет отдать в нагрузку?
p.s. можно применить на дачном участке для поливки растений.

Посмотрите, я в ветке низкотемпературников для этих целей схемку показывал. Практически без механики. Буду собирать такой насос, но трехпоршневой.
Чем больше площадь поверхности нагрева/охлождения на единицу газа, тем лучше. Чем больше размером вытеснитель и чем чаще он двигается, тем больше на это тратится энергии, кроме того большому вытеснителю сложно двигаться равномерно и не деформироваться. Воздух плохой проводник тепла, поэтому чем тоньше слой воздуха, тем он быстрее прогревается (и зависимость не линейная!). Но чем меньше слой воздуха, тем меньше его объем, и тем меньшую полезную работу он может сделать. Любая конструкция - компромис.
Я все-таки считаю, что толщину слоя нагрева рабочего необходимо значительно увеличить, при этом либо сделав стирлинг медленного цикла, чтобы естественная конвекция работала, либо поставив принудительные вентиляторы, например, работающие от солнечных элементов.

Не настаиваю, но на мой взляд гиравлический поршень, являющийся частью насоса, решение с максимальным КПД для стирлинга данного назначения

Кидаю ссылочку может кому пригодится, работает на пропане, расход 30 гр. пропана в час

ввв.стирлинг-генератор.ру (на английском) Прикольный материал.

Советую всем у кого есть рабочие стирлинги посмотреть материал по светодиодам. Цены на них "кусаются", но поднять пару -тройку штук не в ущерб бюджету можно. Где-то у Игоря было видео где он катушку устанавливал на самый маленький стирлинг . Думаю альтернативное освещение с экономией бюджета будит на лицо.

Дружище, не рассматривай освещение от альтернативных источников напрямик. Днём не сложно стока насобирать в аккумулятор, что не на одну лампочку люминесцентную хватит вечером. Через прибамбас преобразовательный, разумеица.

Я закалебался на свет уже работать. А на даче светой и не пахло уже лет как 200. Так а где оно все, эти дивайсы, концентраторы? Не дружный народ у нас. И Чубайс нигодяй. У меня вся семья во 2-м поколении энергетики, и все проработали на одной ТЭЦ. Такое рассказывали что волосы дыбом вставали. Мы переплачиваем 500% за 1 Кв. мощности только благодаря посредникам. Так что плохая идея на счет сверхмощных светодиодов?

При высокой цене для меня лично да. Я любитель рассеяного света.

Так есть уже и светодиодные рассеивающие лампы. Ну 21-й век -то на дворе, вот и нужно подумать куда ту штучку повернуть другим боком и прикрепить ее к той-другой штучки.

samorez пишет:Дружище, не рассматривай освещение от альтернативных источников напрямик. Днём не сложно стока насобирать в аккумулятор, что не на одну лампочку люминесцентную хватит вечером. Через прибамбас преобразовательный, разумеица.

Аккумулятор тоже денег серьезных стоит, кроме того его ресурс ограничен. Мне видется система из двух стирлингов: первый солнечный перекачивает воду через коллектор и накапливает тепло в теплоизолированной 200 литровой бочке, откуда после ухода солнца вторым низкотемпературником с генератором вырабатывается эелектроэнергия для светодиодов.
В качетстве освещения мне симпотизируют светодиодные ленты.
Эффектно выглядит светильник, стеланный в виде фальш-окна с матовым стеклом.

Айрат пишет:...видится система из двух стирлингов... ...через коллектор и накапливает тепло в теплоизолированной 200 литровой бочке... ...вторым низкотемпературником с генератором...

Аккумулятор на 1 кВт\час стоит 150 у.е., преобразователь 50 у.е.. Докажите, что Описанный вами гарнитур стоит значительно дешевле.
Ну люблю я беспонтовый тёплый рассеяный люминесцент со спектром накала.

samorez пишет:

Айрат пишет:...видится система из двух стирлингов... ...через коллектор и накапливает тепло в теплоизолированной 200 литровой бочке... ...вторым низкотемпературником с генератором...

Аккумулятор на 1 кВт\час стоит 150 у.е., преобразователь 50 у.е.. Докажите, что Описанный вами гарнитур стоит значительно дешевле.
Ну люблю я беспонтовый тёплый рассеяный люминесцент со спектром накала.

Для заряда аккомулятора также желательна управляющая электронника. Его ресурс - ограничен, его стоимость равна промышленным 2647 килловат часам, в этом плане он не оккупается.
Стирлинг-генератор не беру в расчет, он нужен в любом случае, преобразователь для светодиодного освещения не нужен,но потребуется аналогичный по стоимости стабилизатор на 12 вольт.
Бочка с утеплителем обойдется в 30$, шланг еще 10$, пластиковые бутыли условно бесплатно, ну еще фитинги около 10$? Итого 50$.
Нужен еще стирлинг - насос. При оптимизации технологии изготовления его возможно будет уместить в 100$ (Надеюсь).

Для вашей окончательной системы также потребуется источник тепла для стирлинга - зеркало-концентратор с системой слежения, печь с дровами или газовая горелка - в зависимости от применяемого источника энергии, что также стоит денег (в мой комплект это включено).

Источник освещения - отдельная тема, светодиоды потребляют меньше всего, но и самые дорогие. Здесь кому что нравится.

энергию можно запасать не в АКБ, а в маховиках, маховик по сравнению с АКБ имеет неограниченный срок эксплуатации.

монолитный маховик из стали (материал мартенситно-стареющая сталь) при удельной энергоёмкости в 50 Вт·ч/кг для накопления 400 Вт·ч потребуется маховик массой около 10 кг при диаметре 0,3 м. скорость вращения 20-30тыс.об.мин.Подшипники – каскадные, состоящие из обычных шариковых с консистентной смазкой, среда в корпусе – водород или гелий при давлении 1 кПа.уплотнение – магнитожидкостное.

по моему очень перспективный накопитель энергии.
снимать и запасать энергию можно прямо на маховик, используя его как якорь генератора/эл.двигателя (разместив на маховике постоянные магниты).
Не забывайте у стирлинга КПД не более 43% (это в идеальных условиях), а запасание горячей воды в бочках занятие сомнительное, хорошо подходит только для обогрева жилья.

AlXiMiK пишет:энергию можно запасать не в АКБ, а в маховиках, маховик по сравнению с АКБ имеет неограниченный срок эксплуатации.

монолитный маховик из стали (материал мартенситно-стареющая сталь) при удельной энергоёмкости в 50 Вт·ч/кг для накопления 400 Вт·ч потребуется маховик массой около 10 кг при диаметре 0,3 м. скорость вращения 20-30тыс.об.мин.Подшипники – каскадные, состоящие из обычных шариковых с консистентной смазкой, среда в корпусе – водород или гелий при давлении 1 кПа.уплотнение – магнитожидкостное.

по моему очень перспективный накопитель энергии.
снимать и запасать энергию можно прямо на маховик, используя его как якорь генератора/эл.двигателя (разместив на маховике постоянные магниты).
Не забывайте у стирлинга КПД не более 43% (это в идеальных условиях), а запасание горячей воды в бочках занятие сомнительное, хорошо подходит только для обогрева жилья.

Маховик, тема интересная, но не совсем простая для самостоятельного изготовления.
С точки зрения утилизации солнечного тепла нагрев воды самое простое решение, а теплоемкость воды огромна. Энергию нужно накапливать только для ночной работы освещения. Остывание воды компенсируется остыванием ночью окружающего воздуха. Для снятия пиковых нагрузок со стирлинга можно использовать ионистры.

Вот очень интересная статья про маховики : http://www.popmech.ru/article/4421-diski-vyisokoy-energii/

А вот еще можно. Переделываем газовый котел ( форсунки у него горят постоянно) под гнездо для рабочей камеры для стирлинга. Маховик идет на привод водяного насоса( выигрыш в экономии газа+халявная запитка насоса) Ну и генератор ставим для бытовых нужд. Зимой стирлинг работает от котла газового, ну или на саляре( раздницы нет), а летом солнце в помощь с концентратором. Думаю для бытовых нужд маленькой дачки вполне хватит.

AlXiMiK пишет: а запасание горячей воды в бочках занятие сомнительное, хорошо подходит только для обогрева жилья.

Да не скажите. У воды самая больная теплоемкость 4,2 КДж/кг градус. Больше только у лития, и то не на много всего 4,4 КДж/кг град. Но согласитесь, с водой легче работать, чем с литием На солнечной электростанции, которая была в Крыму, стоял тепловой аккумулятор на 1000 тонн воды. Он обеспечивал работу станции не только ночью, но и двое суток без солнца.

Sogokon'A пишет:

AlXiMiK пишет: а запасание горячей воды в бочках занятие сомнительное, хорошо подходит только для обогрева жилья.

Да не скажите. У воды самая больная теплоемкость 4,2 КДж/кг градус. Больше только у лития, и то не на много всего 4,4 КДж/кг град. Но согласитесь, с водой легче работать, чем с литием На солнечной электростанции, которая была в Крыму, стоял тепловой аккумулятор на 1000 тонн воды. Он обеспечивал работу станции не только ночью, но и двое суток без солнца.

Или иначе говоря бочка 200 литров с водой, оствыающей с 80 до 30 градусов выделяет 14 килловат часов энергии. При КПД стирлинг генератора в системе 10% 1,4 КВт час, что достаточно для светодиодной подсветки ночью.

Айрат пишет:

Sogokon'A пишет:

AlXiMiK пишет: а запасание горячей воды в бочках занятие сомнительное, хорошо подходит только для обогрева жилья.

Да не скажите. У воды самая больная теплоемкость 4,2 КДж/кг градус. Больше только у лития, и то не на много всего 4,4 КДж/кг град. Но согласитесь, с водой легче работать, чем с литием На солнечной электростанции, которая была в Крыму, стоял тепловой аккумулятор на 1000 тонн воды. Он обеспечивал работу станции не только ночью, но и двое суток без солнца.

Или иначе говоря бочка 200 литров с водой, оствыающей с 80 до 30 градусов выделяет 14 килловат часов энергии. При КПД стирлинг генератора в системе 10% 1,4 КВт час, что достаточно для светодиодной подсветки ночью.

признаю недооценивал теплоёмкость воды), если по расчёту Айрата всё так и получится, то это в принципе приемлемый результат за малые вложения.
конечно у маховика КПД не на один порядок поболее будет, но в виду что энергия здесь как бы сказать дармовая (от солнца) можно и принебреч этим КПД в пользу большей простоты.
з.ы. оставим тогда маховики для более продвинутых проэктов, ибо маховики это тоже перспективная область. ведь с 200л воды эти 14кВт ничем не преобразуешь в электричество без больших потерь!)

Айрат пишет:
Аккумулятор тоже денег серьезных стоит, кроме того его ресурс ограничен. Мне видется система из двух стирлингов: первый солнечный перекачивает воду через коллектор и накапливает тепло в теплоизолированной 200 литровой бочке, откуда после ухода солнца вторым низкотемпературником с генератором вырабатывается эелектроэнергия для светодиодов.
В качетстве освещения мне симпотизируют светодиодные ленты.
Эффектно выглядит светильник, стеланный в виде фальш-окна с матовым стеклом.

Греть воду в бочке можно и зеркалом, причем более эффективно, а циркуляцию осуществить по принципу аквариумных аэраторов. В герметичной бочке заполненной не полностью от верх до днища проложить трубку с распылителем. Избыток давления в незаполненном пространстве бочки будет заполняться газами растворенными в воде в процессе ее дегазации и за счет давления идти по трубке ко дну, выходить через клапан "бурлить", насыщать газом воду снова и перемешивать прогретую с менее прогретой. Как такая идея?