Придумываем Стирлингу работу

megaherz пишет:
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?

Немного непонятная идея. Как в герметичной бочке заставить газ идти ко дну, вот это мне непонятно.

если вверху переизбыток давления, то газ пойдет по патрубку к клапану. Хорошее зеркало способно развивать небывалые температуры. Вода же всегда имеет растворенные в себе газы. в толстой трубе давление всегда больше чем в тонкой

Так ведь, как я понял, бочка герметичная давление в ней должно быть постоянным, тем более, что в нижней части бочки давление может быть слегка большим из-за высоты столба воды, сколько бочку не грей, газ сверху не устремится вниз по трубе (концы которой, как я понимаю, находятся все в той же бочке, только один сверху над водой, а другой снизу под водой) из-за того, что удельный вес газа много меньше удельного веса воды. По-моему, так или же я чего-то недопонял в Вашем замысле конструкции.

Вод имеет газонасыщение, если воду греть, то из нее газы начнут вылазить. с верхней части бочки газы сжимаясь создают давление и идут в трубку. внизу трубки клапан открывается и выпускает газ со дна бочки.

А с чего Вы взяли, что давление газа внизу трубки превысит давление воды на том же уровне?

Мы греем бочку зеркалом. какое давление создает один метр водного столба?

megaherz пишет:Мы греем бочку зеркалом. какое давление создает один метр водного столба?

Давление столба 0,1 атмосфера.
Давление на дне после выделения растворенных газов = 1 атмосфера+давление газов +давление столба жидкости. Оно не может быть больше давления столба газов даже чисто арефметически.

Зеркалом бочку греть конечно можно, причем весьма эффективно просто за счет конвекционных потоков, но я вижу здесь несколько недостатков:
1. Зеркало необходимо постоянно ориентировать на бочку
2. Если бочка имеет поверхность нагрева, через эту поверхность она будет и охлаждаться, когда нет солнечной радиации. А идея сделать термос. Иначе можно было бы просто черную бочку с водой поставить (в теплицах иногда так и делают, когда ночью заморозки возможны) и она хорошо нагреет воду. Только остынет еще быстрее.
3. Зерколом можно нагревать змеевик, через который принудительно циркулирует вода в бочку. Так можно успешно нагреть несколько бочек. Но нужна система слежения за солнцем.

Через змеевик принудительно гонять воду не нужно если уровень воды в бочке выше верха трубки, по принципу циркуляции водотрубного котла. А насчет трубки в бочке, я говорил, что она водой не заполнена, а у дна закрывается перепускным клапаном, который стравливает избыток давления газа вниз бочки, поэтому давление столба жидкости газу переосиливать не нужно. Может так будет работать?

megaherz пишет:Через змеевик принудительно гонять воду не нужно если уровень воды в бочке выше верха трубки, по принципу циркуляции водотрубного котла. А насчет трубки в бочке, я говорил, что она водой не заполнена, а у дна закрывается перепускным клапаном, который стравливает избыток давления газа вниз бочки, поэтому давление столба жидкости газу переосиливать не нужно. Может так будет работать?

Все равно нужно. Вспомните закон сообщающихся сосудов. В замкнутой (герметичной) системе давление газов сумируется к давлению столба жидкости. Клапан просто не откроется.

Айрат пишет:Все равно нужно. Вспомните закон сообщающихся сосудов. В замкнутой (герметичной) системе давление газов сумируется к давлению столба жидкости. Клапан просто не откроется.

Вот и я о том же толкую.

Закон сообщающихся сосудов не расспространяется на герметичные системы, это Вы можете взять ватерпасс и толковать этот закон. попробуйте закрыть крышку одного из сообщающихся сосудов, выровняется ли уровень? НЕТ В водотрубных котлах пламя греет колцеобразные трубки которые выходят и заходят в днище котла. и горячая вода по ним же циркулирует? или котлы паровых машин мы тоже отбросим?

megaherz пишет:Закон сообщающихся сосудов не расспространяется на герметичные системы, это Вы можете взять ватерпасс и толковать этот закон. попробуйте закрыть крышку одного из сообщающихся сосудов, выровняется ли уровень? НЕТ В водотрубных котлах пламя греет колцеобразные трубки которые выходят и заходят в днище котла. и горячая вода по ним же циркулирует? или котлы паровых машин мы тоже отбросим?

Конвекция однородной среды не оспаривается.
Здесь "крышки" сосудов не закрыты, герметична вся система.

megaherz
Может вы лучше начертите схемку. Так будет проще понять о чём разговор.

Игорь у вас были опыты над неким стирлингом американской фирмы с опцией солнечного концентратора. Буду благодарен если вы напишите примерную мощность данной модели( если вы ее определяли).

чтобы нагреть воду не нужны никакие концентраторы (они ведь тоже не дешево встанут) из подручных средств изготавливается плоский бак (чем тоньше тем лучше) и красится в чёрный цвет. располагается под наклоном, трубка снизу этого бака забирает воду из бочки термоса, трубка сверху отдаёт нагретую воду в бочку, при правильном расположении даже не понадобится насос.

Максик пишет:Игорь у вас были опыты над неким стирлингом американской фирмы с опцией солнечного концентратора. Буду благодарен если вы напишите примерную мощность данной модели( если вы ее определяли).

Да были, прошлым летом, мощность маленькая, в пределах 2ват, не больше, и то если сильно разогреть, но там и рабочий объём мизерный, кубика 4-5, бетта-компорновка

Здравствуйте. Всем доброго времени суток. Я предлагаю решение проблемы посредством использования двигателя "Стирлинга".
Итак.
В суровых зимних условиях возникает большая проблема - Пуск двигателя автомобиля.
Существуют несколько методов решения данной проблемы.
1. Установка сигнализации с системой автоматического пуска двигателя.
2. Установка электрического обогревателя двигателя от сети – 220в.
3. Установка автономного предпускового обогревателя двигателя.
У этих трёх способов есть свои недостатки, главные из которых
В первом случае - повышенный расход топлива, иногда весьма значительный.
Во втором случае - не всегда имеется возможность подключиться к электричеству.
В третьем случае - автономные обогреватели для работы циркуляционного насоса (помпы) охлаждающей жидкости и топливного насоса используют энергию аккумуляторной батареи!

Решением этих проблем мог бы стать предпусковой подогреватель, в котором часть тепла выхлопных газов утилизируется двигателем Стирлинга, который в свою очередь приводит в движение крыльчатку циркуляционного насоса (помпы) и шток топливного насоса. Если этот предпусковой подогрев ещё оснастить «ручным» пуском (как магнето на бензопилах) то, мы получим полностью независимую от бортовой сети автомобиля систему.
Ещё одним доводом в пользу идеи – предпускового подогрева на основе двигателя Стирлинга является то, что разница температур необходимая для работы двигателя Стирлинга зимой будет максимальная. А это ещё больше увеличит эффективность данной системы в целом.

Доброго времени суток Yerlan
Твоя идея оригинальна, но сразу несколько вопросов по поводу реализации на практике.
(который в свою очередь приводит в движение крыльчатку циркуляционного насоса (помпы) и шток топливного насоса.)
1 Как к штатному оборудованию авто привинтить Стирлинга? Ведь на современных машинах топливный насос питается о от бортовой сети батареи и зачем подкачивать топливо ведь бензин не мёрзнет, а соляра если не зимняя замёрзнет всё равно. Если топливный насос механический то шток насоса имеет привод от двигла. Ведь насос переделывать не будешь?
2 Помпа имеет ременной привод как тут быть? (опять же зачем гонять холодную охлаждающю жидкость)
3 (Решением этих проблем мог бы стать предпусковой подогреватель, в котором часть тепла выхлопных газов утилизируется двигателем Стирлинга ) А сам предпусковой подогреватель где выхлопные газы брать будет? Или это небольшой двигун? Зачем тогда Стирлинг? Ведь можно на прямую заряжать АКБ бензогенератором либо использовать пусковое устройство от навороченных до самых простых армейских типа два или четыре аккумулятора летом на тележке зимой на санках (хранятся в тепле на подзарядке.)
4 Зачем изобретать лисапед (если глобально мыслить) Посмотри устройство предпускового подогревателя на армейской технике типа БМП или Любого современного танка. Там на базе унифицированной паяльной лампы юсё изделано и жидкость по системе гоняет и масло в движке греет
5 Не проще ли двигун отладить и содержать в чистоте дабы сам в любой мороз пускался?
Всего хорошего жду ответа

для этой цели есть автономные предпусковые подогреватели типо вэбасто это импортный, или же есть росийские бинар и теплостар, но они стоят достаточно дорого от 1000 баксов. отечественные к тому же ещё и акб нагружают своим топливным насосом и помпой.
Единственно как можно применить стирлинг, это сделать такую же классическую схему, камеру сгорания с нагревом антифриза и туда же поместить стирлинг, который и топливо качать будет и антифриз, если хватит мощности то и небольшой генератор для подзарядки акб.

Тоже решил немного написать по поводу способов запасания энергии.
Аккумуляторы всем известны, Нагрев воды уже обсудили, я приведу цитату для дальнейшего сравнения:

"Айрат в Пн Янв 10, 2011 6:49 pm
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"

Супермаховик:

"AlXiMiK в Пн Янв 10, 2011 1:07 pm

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."


От себя тут уже хочу добавить, что супермаховик, напрямую подключённый к маховику стирлинга для накопления энергии и при этом ещё напрямую к генератору для отдачи энергии будет отдавать почти все 100 % накопленной мощности в отличии от случая с накоплением энергии в воде. И для накопления 1,4 кВт (как в примере с 200 литрами воды, остывшей на 50 градусов) понадобится супермаховик, раскрученный до 20-30 тыс. оборотов массой 10 кг и диаметром, если не ошибаюсь, примерно 0,6 метра...

Следующий вариант (хотя на мой взгляд супермаховик - самый что ни на есть фарш! Отвечает всем правилам развития технических систем по ТРИЗ) -
Нагнетание в баллон воздуха для создания давления к примеру 10 атмосфер. А затем разряжение баллона со сжатым воздухом через турбину Тесла.
турбина тесла

Какова запасаемая энергия? При 2х атмосферах 1 литр сжатого воздуха запасает 100 Дж энергии (расчёты этого приводить не буду, поверьте на слово ))). Далее. С увеличением давления сжатия запасённая энергия возрастает в арифметической прогрессии, то есть при 11 атмосферах 1 литр сжатого воздуха запасёт 1 кДж. Теперь вспомним, что 1 кВт*час = 3 600 000 Дж энергии, что в 3600 раз больше, чем 1 кДж ))) Итого получаем, что для запасания 1,4 кВт*часа энергии воздухом сжатым до 11 атмосфер нам понадобится объём чуть больший, чем 5 кубометров такого сжатого воздуха... Ой! Забыл про КПД турбины Тесла в 40%!... Получается даже не 5 кубометров, а 5/0,4=12,5 метров в кубе... Не айс... Хотя признаюсь честно, когда эта идея пришла мне в голову и пока я ещё не успел так вот всё расчитать, я надеялся на лучший результат... Конечно, если воздух сжимать до 21 атмосферы, необходимый объём будет вдвое меньше, но это всё равно не айс.

Для сравнения ту же энергию в количестве 1,4 кВт*часа запасают ровно 2 автомобильных аккумулятора по 60 Ампер*часов. (Расчитать это несложно, перемножив 60 А*ч на 12 Вольт и получив 720 Вт*ч = 0,72 кВт*ч)

Такие вот расчёты... И каждому самому предстоит решать - что для него лучше?

-2 Автомобильных аккумулятора по 60 А*ч,
-200 литров воды в специальной бочке типа "термос", нагретой до 80 градусов,
-12500 литров сжатого до 11 атмосфер воздуха тоже в специальном газгольдере, чтобы давление держал такое или
-10 кг железа в виде маховика диаметром 60 см, который крутится с бешенной скоростью на каскадной системе подшипников...

Сказать честно, если смогу сделать супермаховик - однозначно предпочту его, а так пока аккумуляторы как-то покомпактнее будут, на мой взгляд...

Солидарен.
Мало того, в аккумах уже электричество, а в прочем ещё тока энергия.
Хотя прочие системы много кузявее.

Как по мне, то сохранение энергии лучше в "коробочке" нежели в маховике. Это как сдохшая батарейка к мобильнику. Вы ее ночь заряжаете, а потом на пол дня зарядки с трудом хватает

Супермаховик - решение неплохое, но тут есть некоторые трудности. Во-первых, балансировка. На 20-30 тыщ оборотов в минуту требуется идеальная балансировка. Во вторых, прочность материалов. Монолитный стальной маховик тут не лучшее решение, его запросто может разорвать. Сейчас супермаховики делают либо из стальных лент, либо из композитных материалов с концентрическим положением волокон. И не масса здесь главное, а скорость, потому что энергия маховика прямо пропорциональна его массе и также прямо пропорциональна квадрату его скорости. В третьих, подвес маховика. Сейчас используют магнитные подшипники для того, чтобы исключить трение. В четвертых, маховик нужно заключать в ваккумный сосуд. Пятое - а как, собственно, Вы представляете передачу энергии к маховику и от него? Механика тут тоже далеко не идеальна. Можно продолжать далее, но назву еще одно: я бы предпочел безопаснее иметь у себя как накопитель энергии 200л бочку с водой температуры 80 градусов, чем самодельный маховик, пусть даже в стальной оболочке, разогнанный до 20-30 тыщ оборотов. Как-то я учился в универе и на аналитической химии у нас была центрифуга, которая разгонялась до 9 тыщ оборотов, которая использовалась для отделения осадка из взвеси раствора. После помещения пробирок в центрифугу ее верх закручивался спец. ключом и потом вся конструкция закрывалась защитным металлическим кожухом. Однажды верх центрифуги закрутили не совсем плотно и в процессе работы он открутился. Обороты тогда составляли где-то около 5 тыщ. Вы себе представить не можете, как легко отлетел защитный кожух, хорошо, что никто не пострадал. Так что маховик с суперскоростями может и убить при неосторожности или искалечить, с этим следует быть очень осторожным.

От автора супермаховика:.

Вы что смеетесь? Как это масса маховика не важна? Это всегда массивные тела, обладающие большой инерцией
маховик раскрученный до скорости 10-30 тысяч оборотов непременно будет проявлять гироскопический эффект