Разность фаз поршней двигателя Стирлинга. Термоакустические устройства с бегущей волной и со стоячей

[@sailtogether3236]

Спасибо! Речь и информация поставлены очень хорошо. Прямо мёд в уши : )

[@user-vr7br8tn7g]

Вот Это НАКОНЕЦ ТО ПРОСТО НАГЛЯДНО! И ШИКАРНО!

[@Radio_klest]

Спасибо братишка,помог неучам 👍

[@Radio_klest]

А какой цикл реализуется тут?kzbin.info/www/bejne/Z5rKoIKne9N4o7s

[@Sol-En]

@@Radio_klest пожалуйста :) Скорее всего Стирлинга, но надо знать как движутся поршни внутри, так с виду трудно сказать что там точно происходит

[@user-qk1ll5sw3j]

теория на 5 с плюсом.спасибо.

[@hack_games1979]

Ты лучший! С новым годом тебя!

[@Sol-En]

Спасибо ! С юбилейным 2020 -м

[@viktorlevchenko4337]

Не гидравлический радиус, а гидравлический диаметр. Отличаются они в 4 раза. Вообще видео очень понравилось.

[@Sol-En]

Ну гидравлический радиус тоже можно рассмотреть

[@sergeybrin9429]

Молодец) Я Экс ученый, десять лет занимаюсь расчетом двигателя стирлинга и даже при этом узнаю что-то новое)))

[@Sol-En]

Благодарю ) Вы в университете разрабатывали двигатель Стирлинга ?

[@sergeybrin9429]

Нет, в качестве хобби. Написал программу, которая считала год))

[@Sol-En]

@@sergeybrin9429 А на чём написана программа ? Какую методику расчёта вы использовали ?

[@sergeybrin9429]

@@Sol-En Scilab, это бесплатный аналог Mathlab. Методика - система из 18 уравнений. Решение банальным методом конечных разностей. Для большой системы в скайлабе есть функция. Как минус для метода конечных разностей есть ограничения по величинам шагов различных переменных. Соответственно долгий счёт. А вы реализовали очень серьёзные модели. Я думаю, что это невозможно без расчетов.

[@Sol-En]

@@sergeybrin9429 Здорово. Может тоже снимите видео с рассказом о вашей программе ? Было бы очень интересно. А я рассчитывал двигатель в специализированной для термоакустики программе Delta EC. Двигатель Стирлинга с большой степенью сжатия (больше 15 %) к сожалению в ней рассчитать нельзя. Уравнения акустики там линейные используются и при больших амплитудах колебания давления дают большое отклонение от истины. Но в термоакустике компрессия низкая - не более 10 % почти во всех устройствах, так что можно рассчитать при помощи линейных уравнений с приближением малых по амплитуде колебаний.

[@dimafedch1073]

Жаль Вы удалили некоторые видео

[@user-gz6od9li2h]

молодец

[@user-ph5db2cb1r]

Куда пропали другие Ваши видео?

[@SuperAlex275]

Здравствуйте. Куда пропали ваши видео и где новые выпуски? Уж прямо очень хочется увидеть что у вас получилось с генератором.

[@Sol-En]

Здравствуйте. Понимаю ваше разочарование. Мне хотелось бы рассказать про всё что я знаю об этой теме в мельчайших подробностях, но дело в том, что я обязательно должен создать компанию, так как чувствую своё призвание в том, чтобы быть предпринимателем. Как выясняется, рассказывать технические подробности на ютубе - это не лучшая стратегия на начальном этапе развития. Для старта компании гораздо лучше - показать уже готовый к использованию товар и ограничиться общими фразами при объяснении принципов работы. Так что готовый к покупке экземпляр я обязательно покажу :) Может быть и все технические подробности расскажу потом, если посчитаю, что это будет на пользу компании

[@AntonBugatti]

@@Sol-En День добрый, когда ждать первый образец?

[@VladislaV-]

Никогда

[@AntonBugatti]

@@VladislaV- я не заметил что вы автор видео , некрасиво так за других писать

[@erikrobillard6950]

great

[@user-pw9sk4mm1t]

Скажите, а почему во всех реальных моделях альфа Стирлинга нагреватель совмещён с рабочим цилиндром , и поршень совмещён с вытеснителем? Это же дополнительная масса возвратно поступательных масс. Почему не делают нагреватель отдельно как на теоритоиеских схемах?

[@Sol-En]

Нагрев через стенку цилиндра осуществляется только в любительских или игрушечных конструкциях. Во всех промышленных Стирлингах тепло подводиться и отводиться через теплообменники, прямо как на теоретической схеме.

[@user-pw9sk4mm1t]

@@Sol-En спасибо, а какой тип Стирлинга предпочтительнее для мощности 1-10квт? Альфа имеет большой мертвый объем, бета большую массу возвратно поступательных масс, Филипс вроде бета использовало. Я тоже двигателями занимаюсь, правда ДВС, даже Дмитрию, другу Игоря Негоды , двигатель собирал.

[@Sol-En]

@@user-pw9sk4mm1t Предпочтительнее всего для практической реализации - гамма конфигурация. В альфа Стирлинге есть горячий рабочий поршень, что требует высокотемпературных уплотнений и снижает ресурс. В бетта Стирлинге довольно сложный в производстве ромбический механизм присутствует. А в гамма Стирлинге рабочий поршень холодный, а вытеснительный поршень горячий, но при этом не нуждается в уплотнениях. Рекомендую канал Виктора Закомолдина. Он сделал такой двигатель из обыкновенного компрессора

[@user-hi5sw6gz4y]

@@Sol-En Рабочий поршень обязательно должен быть горячим вплоть до принудительного подогрева , если делать иначе вы будете зря тратить энергию . Двигатель Стирлинга всегда будет иметь КПД больше теоретического если соблюсти условие , рабочий поршень должен быть горячим .

[@Nezhelskiy]

Мне не дает покоя сделать ДС с медленно вращающимися двумя соосными маховиками между которыми общий коленвал передает возвратно-поступательное движение рабочему поршню. С внутренней стороны он через упругую селиконовую толстую прокладку или пружину (для задержки фазы движения) шатает вытеснитель, состоящий из относителино тонких слоев. Внешние слои вытеснителя - его корпус имеют вентиляционную решетку по периметру, внутренняя диафрагма имеет небольшие отверстия в центре, а между ними два слоя для движения рабочего газа в радиальном направлении, в котором расположена керамическая крошки одинаково мелкой фракции. Рабочие камеры - две сковародки с термоизолирующей прокладкой между ними, стянутые болтами. Рабочий газ - насыщенная паровоздушная смесь, которая должна менять агрегатное состояние переходя из одной камеры в другую, в холодной зоне - туман, в горячей - влажный воздух. Первоначальную кинетическую энергию передавать маховиким от внешнего источника или вручню.

[@Sol-En]

С изменением фазы рабочего тела уже есть цикл, который называется цикл Ренкина и в данный момент как раз он и вырабатывает для нас электроэнергию на электростанции. Паровой цикл лучше всего делать именно так - с паровой турбиной, котлом и конденсатором. Поршни создают проблемы со смазкой и герметизацией

[@evgeniysvinovsky326]

Наконец-то я напал на серьёзный источник знаний и надеюсь теперь достичь некоторого просветления в этой области. Кстати можно ли на пальцах обрисовать работу машины "акустический Стирлинг генератор колебаний + акустический Стирлинг-холодильник на этих колебаниях"? С одной стороны греется, с другой охлаждается охладителем, а с третьей глубокий холод, а внутри колебания газа?

[@Sol-En]

Ну вот возьмём 4-х ступенчатый двигатель как на заставке ролика. Там 4 ступени. К трём из них подводиться тепловая энергия. Во всём кольце соответственно возникает волна. 4-ю ступень не нагревают и она на начинает производить разность температур под воздействием волны

[@evgeniysvinovsky326]

Сол - Эн Спасибо

[@user-bj8th8et5x]

@@Sol-En а каким образом эту энергию перевести в электричество?

[@Sol-En]

@@user-bj8th8et5x два пути - либо поршнями преобразовывать, либо турбиной

[@user-bj8th8et5x]

@@Sol-En Турбина вряд-ли подойдёт - движение колебательные поршень ставить на пути волны или в боковом ответвлении? Также они должны быть маленькие, по озвученной выше причине

[@sergeyosadchiy5342]

Доброго здравия. Как успехи с экспериментами? Не пропал ли запал? Будет ли продолжение?

[@Sol-En]

Приветствую ! Продолжение обязательно будет. Покажу новый аппарат и запишу лекции по термоакустике. Тот двигатель, который я строил запустился, но долго не проработал. Не успел даже снять на видео так мало проработал. Холодные теплообменники лопнули. Новый двигатель имеет другую конструкцию. Все проблемы там устранятся я надеюсь

[@sergeyosadchiy5342]

@@Sol-En отлично! Уверен, всё отлично будет. Я просто в частном доме живу и очень интересно и перспективно, на мой взгляд, это решение. Если бы ещё работало приемлемо при разнице температур от +100- +120 до +5- +10

[@Sol-En]

@@sergeyosadchiy5342 как холодильник аппарат может работать при разнице температур 100 градусов, а для генерации электроэнергии турбинами 100 градусов маловато. Где то с разницы температур в 150 градусов можно турбины использовать.

[@sailtogether3236]

Скажите, пожалуйста, а как изменится эффективность "цикла Стирлинга" в альфа-стирлинге, если холодный поршень будет с "конвенциональным" смещением 90 градусов, но двигаться не по синусоиде, а по увеличенной синусоиде с насыщением? Т.е., холодный поршень будет перемещаться из одного крайнего состояния в другое, проходя середину с большей скоростью, чем обычно.

[@Sol-En]

Увеличенная синусоида с насыщением ? Гугл ничего не находит по такому запросу. Откуда такое название ? Что будет, если у поршня в середине движения будет больше скорость - это сложный вопрос. Что будет зависит не только от поршня, а так же от теплообменного аппарата двигателя. Можно сделать такой теплообменный аппарат при котором оптимальная разность фаз будет не 90 градусов, а меньше чем 90. То есть нужно оптимизировать не по отдельности поршни , а поршни и теплообменную часть сразу вместе считать

[@sailtogether3236]

@@Sol-En наверно, нет смысла пробовать объяснить про "увеличенную синусоиду". Что-то мне кажется, что бета-стирлинг по варианту сименс мне будет проще сделать. Много цилиндрических частей, можно резать на токарном.

[@Sol-En]

@@sailtogether3236 рекомендую книгу Ридер, Хуппер, двигатели Стирлинга. Там есть много советов и рекомендаций по постройке Стирлинга

[@Nezhelskiy]

Эта теория относится, видимо, только к ламинарному потоку воздуха, а турбулентный поток воздуха между пластинами, думаю, должен искажать картину теплообмена? Как практически измерить величину проникновения теплового потока?

[@Sol-En]

Уравнение движения газа выводилось из уравнения Навье-Стокса - уравнения гидродинамики. По моему да, для ламинарного потока уравнение было получено. Но это оправдано, там число Рейнольдса соответствует ламинарному потоку обычно. Глубина термического проникновения = корень квадратный из (2*K/(w*p*Cp)), где K - коэффициент теплопроводности газа, w - круговая частота колебаний, p - плотность газа, Cp - удельная теплоёмкость газа при постоянном давлении. Ещё есть глубина вязкостного проникновения, но это уже в следующих сериях

[@Nezhelskiy]

Благодарю за формулу, но тогда прошу Вас не отказать мне в просьбе указать размерность входящих в формулу величин. Иначе я боюсь здесь ошибиться. Глубина, вычисленная по формуле, дает линейную размерность в метрах?

[@Sol-En]

@@Nezhelskiy K[Вт/(м*К)], w[рад/сек], p[кг/м^3], Cp[Дж/(кг*К)]. Вообще рекомендую книгу Свифта - Thermoacoustic engines and refrigirators. Там вся основа термоакустики. А вы хотите построить термоакустический двигатель ?

[@Nezhelskiy]

@@Sol-En Благодарю за быстрый ответ. Построить вряд ли удастся, но эта тема почему-то не дает мне покоя. Успехов вам в новом году в вашем начинании! Я ваш подписчик. С большим интересом посмотрел все ваши видео в этом блоге. С Новым 2020 годом!

[@Sol-En]

@@Nezhelskiy спасибо ! Дальше будет вообще интересно :)

[@FadeToEvil]

А какие вообще существуют альтернативы циклу Стирлинга с теоретическим КПД на уровне цикла Карно? Я, например, знаю регенеративный цикл Эриксона. Есть, вроде, и другие регенеративные циклы, например, регенеративный цикл Ренкина, но кпд там вроде не как у Карно. Можно ли другие циклы сделать регенеративными, например, цикл Брайтона? И вопрос два: на сколько оправданно снимать мощность с термоакустического двигателя через реализацию магнитогидродинамического генератора?

[@Sol-En]

Про циклы не знаю. Тоже кроме Стирлинга, Эриксона и Карно ничего не знаю, какие ещё есть с максимальным КПД. Находил какую то классную статью на эту тему, но забыл. Регенеративный цикл Ренкина меньше чем у Карно. У меня была задумка использовать магнитогидродинамический генератор. Для его работы понадобиться жидкий хороший проводник. Это может быть только жидкий металл. Других веществ нет в природе. А при комнатной температуре и ниже жидкая только ртуть. Что уже сразу очень плохо. Ну и я рассчитывал этот генератор. Расчёты показывают, что трение там очень большое. Ну и принципиально это ничем не отличается от поршня с магнитом, движущегося в медной катушке. А если делать поршневой аппарат - то надо делать двигатель Стирлинга, а не термоакустический. В общем, к сожалению МГД генератор не пойдёт

[@FadeToEvil]

@@Sol-En я имел ввиду МГД газовый, через принудительную ионизацию

[@Sol-En]

@@FadeToEvil рассматривал эту концепцию. На форуме кто то под ником Татарин это предложил. Мне понравилась эта идея. Начал изучать ионизацию. Оказалось, что с ростом давления всё сложнее ионизировать газ. При давлении 30 атм электрическая дуга уже практически не загорается. Ну и нужен высокий уровень радиации я думаю, для ионизации, если от атомного реактора питать. С радиацией нужно конечно ещё рассчитать, чтобы сказать насколько сильный эффект ионизации возникает, но уже можно сказать сразу, что высокое давление плохо влияет на ионизацию

[@evgeniysvinovsky326]

Сол - Эн а что жидкий металл. Металл это только промежуточный теплоноситель, а не рабочее тело теплового двигателя. Металл расширяться не может. С жидкими металлами не всё так плохо. Это щелочные металлы, галлий, олово, свинец, висмут, индий и многочисленные сплавы в их сочетаниях. Хуже с кипящими металлами. При низких температурах это ртуть. При +800 это калий и кадмий.

[@Maximvvv777]

. Сол - Эн, ртуть не подойдет, т.к. она вступит в реакцию с металлами, образуя амальгаму.

[@Lechoslowianin]

Мне кажется, что в зависимости от нагрузки на двигатель Стирлинга угол опережения должен автоматически изменяться для поддержания эффективности двигателя

[@Sol-En]

Оптимальный угол не сильно зависит от нагрузки. Он сильно зависит от теплообменной части. Не думаю, что стоит заморачиваться с изменением угла

[@Lechoslowianin]

@@Sol-En Какими должны быть, по вашему мнению, пропорции емкости смесительного цилиндра к рабочему цилиндру?

[@Sol-En]

@@Lechoslowianin Это зависит от рабочей разности температур. Если сделать большой вытеснитель и большую теплообменную часть относительно рабочего поршня, то температура старта двигателя будет низкая (от тепла ладони есть которые запускаются с большим вытеснителем). Если увеличивать степень компрессии в цикле, то есть увеличивать объём рабочего поршня, относительно объёма всей рабочей полости, то температура старта будет возрастать, но и КПД будет расти конечно

[@Sol-En]

@@Lechoslowianin обычно этот перекачивающий газ цилиндр называется не смесительный цилиндр, а вытеснительный

[@Lechoslowianin]

@@Sol-En Я думаю, что чем выше будет частота вращения двигателя, тем большая часть тепловой энергии будет преобразована в работу.

[@user-tw6db6ym7m]

ПОЧЕМУ ТАК МАЛО ПРОСМОТРОВ????? И ПОЧЕМУ ТАК МАЛО ЛАЙКОВ???????

[@CaptainTarrtuga]

согласно этой работе похоже что при определенном давлении и скорости нарастания давления возникает эффект самовоспламенения водорода. www.mathnet.ru/links/0e1764d0305418457eabcb8e6c42e70d/tvt753.pdf Нельзя ли использовать данный эффект в термоакустическом двигателе. Для меня все еще остается вопрос, превратиться ли водород в воду? и какой должен быть холодильник для этого? =) Вода это несжимаемая среда, помыслив чуток, думаю, она может сработать как пружина. Дело в том, что все пытаются извлечь из системы работу, по сути, которой нет. Другое дело, если подмешивать скудный объем водорода, и заставлять этот объем работать в зоне нагрева. А расширение использовать для запуска последующего цикла. Так извлечение тепла будет происходить изнутри. Тогда это уже будет считаться замкнутым ДВС. Сам водород должен быть в объеме стоячей волны и его надо совсем не так много. Допустим генератор в виде стакана с содой и шайбами к примеру. Уменьшит ли это тракт между ступенями? Я любитель и мой взгляд на вещи может быть ошибочным. Надеюсь вы подвергните этот взгляд компетентной оценке.

[@Sol-En]

Существуют пульсирующие воздушно-реактивные двигатели. Они очень похожи на то что вы описываете. Проблема такой конструкции с пламенем внутри корпуса в том, что нельзя повысить давление в таком двигателе выше атмосферного. При атмосферном давлении очень большие потери на паразитные утечки тепла по корпусу и по газу. По этому, делают двигатель под давлением атмосфер 30 где то обычно. С детонацией водорода от давления - это очень сложный путь. Если поместить внутрь обычную горелку, то можно сделать работоспособный двигатель, если подводить и отводить продукты сгорания через тоненькие трубочки, чтобы по ним акустическая энергия не рассеивалась наружу

[@CaptainTarrtuga]

@@Sol-En 30 атмосфер? Чудесно. Это ведь не выполнимая задача. Какие кип иа должны быть тогда? Мдя. А есть примеры? кто нить делал подобное?

[@Sol-En]

@@CaptainTarrtuga под атмосферным давлением всё работает. Называется пульсирующий реактивный двигатель. Там стоячая акустическая волна. То есть это термоакустический двигатель по сути. А 30 атмосфер конечно трудно сделать, ведь надо как то подводить туда будет топливо и отводить выхлоп. А из сосуда под давлением это сделать не просто без потерь энергии

[@mifikaciy]

Простой, а потому дешевый, экономичный и надежный тепловой двигатель: kzbin.info/www/bejne/nX3FoaKNp812jMU&ab_channel=mifikaciy

[@Radio_klest]

Братиш куда пропал?

[@Sol-En]

Готовился выдать феерию термоакустики :) Буду скоро записывать и обзоры программы расчёта Стирлингов и термоакустики Delta EC и рассказывать про Стирлинги и покажу 4- х ступенчатый, а потом и 8-ми ступенчатый аппарат с турбинами. Я очень хорошо стал разбираться в Стирлингах. Статьи и кандидатскую диссертацию писал ещё последнее время

[@Radio_klest]

@@Sol-En а я чёт очень хорошо перестал во всем разбираться, работа техником напрочь отбила желание и поиск возможностей. Не то чтоб руки опустились а скорее поднял их вверх обозначил ,что сдаюсь.С нетерпением жду продолжения твоих проектов, может немного подпитаюсь вдохновением, энергетический вампиризм вроде остался. Не пропадай Илюха, покедова!

[@Sol-En]

@@Radio_klest постараюсь вдохновить на новые свершения :) У меня уже намечается по сути готовый на продажу продукт - когенерационная установка, работающая с твердотопливным котлом. Расскажу всё что знаю по этой теме. Счастливо, старина !

[@Radio_klest]

@@Sol-En вот это подход👍

[@user-hi5sw6gz4y]

Слишком много не нужных расчётов которые приведут к совсем другим результатам в реальности .Стирлинг очень легко рассчитать, для этого нужно знать разницу температур , остальные значения влияют только на мощность .

[@user-vj2ms7bj7l]

Автор ролика, было бы хорошо если бы ты сам понимал что говоришь.