Появился на форумах вполне закономерный вопрос по поводу эффективности двигателя Стирлинга, а именно распределение теплового энергетического баланса на основании известных всем книг Уокера и Ридера с Хупером.
Возникают непонятные процентные доли в отношении двигателей дизеля. Т.е. среднее значение тепловой энергии, которая отводится через охлаждающую систему радиатором, для двигателей дизеля составляет около 20%, а для двигателей Стирлинга этот показатель доходит до 50% и выше. На что и обращается внимание читателей выше перечисленной литературы авторами. Они сразу советуют закладывать в 2-2,5 раза большую производительность радиаторов для наземной техники.
Этот вопрос не встаёт так жестко для водных видов транспорта, так как в избытке имеется забортная вода, которая по эффективности охлаждения намного выше окружающего нас воздуха. Именно воздушные радиаторы и страдают увеличением своих габаритов при проектировании двигателей для автобусов, автомобилей и грузовых машин.
Вот диаграмма распределения теплового баланса для Стирлинга в книге Уокера:
Распределение тепла в контурах двигателя СтирлингаА вот сравнительный анализ Стирлинга и дизеля из литературы Хупера и Ридера:
Стирлинг против ДизеляКак вы видите в сравнении с дизелем у Стирлинга примерно в два раза больше площадь охлаждающей жидкости и наоборот в два раза меньше выпуск (сброс тепла с отработавшими газами).
И вопрос как раз в том, а откуда же берётся такое удвоенное значение (в данном случае 46%) зазря выкидываемой в радиатор энергии? Ведь потери за счёт неидеальности регенератора, потери на трение и утечки тепла (за счёт теплопроводности материалов) от горячей части цилиндра вдоль длины корпуса двигателя к холодной части максимум составляют 20%.
А проблема кроется в непостоянстве температуры. Нет, здесь не имеется в виду повышение температуры рабочего тела в области нагревания при перетоке из области сжатия в область расширения и наоборот.
В книге Г.Уокера «ДВИГАТЕЛИ СТИРЛИНГА» говорится примерно следующее:
В двигателе Стирлинга процессы нагрева и охлаждения рабочего тела не являются изотермическими (с постоянной температурой), а приближены к адиабатическим. Поэтому в области расширения рабочий газ имеет более пониженную среднюю температуру, а в области сжатия более повышенную среднюю температуру. А это означает, что и полезная работа и термический КПД снижаются.
Но и тут остаётся непонимание. Что такое средняя температура? Давайте я покажу вам частный случай, как говорится «на пальцах». Для упрощения приведён только вытеснитель. Расположение рабочего поршня не показано, так как оно будет зависеть от выбранной вами модификации.
Движение вытеснителя из ВМТ в НМТСмотрите рисунок выше. Когда вытеснитель начинает своё движение вниз (из ВМТ в НМТ), то рабочий газ начинает перемещаться из холодной зоны (зоны сжатия) в горячую зону (зону расширения). При этом рабочее тело проходит через нагреватель и увеличивает свою температуру. И опять же при этом его давление начинает повышаться. А так как при этом объём газа в горячей части цилиндра и в холодной его части свободно связаны, то давление начинает также подниматься и в холодной части цилиндра. А вот это и означает, что в холодной части также возрастает и температура. И это тепло начинает отдаваться на всю конструкцию двигателя в холодной части двигателя. Объём то остаётся постоянным! Мы имеем потери тепловой энергии.
Теперь смотрим рисунок ниже.
Движение вытеснителя из НМТ в ВМТВытеснитель начинает двигаться вверх (из НМТ в ВМТ). Происходит ровно всё наоборот вышеописанному. Т.е. рабочее тело перетекает из горячей области в холодную через холодильник. При этом его температура падает. И при этом же и его давление падает. А так как горячая и холодная части цилиндра свободно соединены, то начинает падать давление и в горячей части. А это приводит к понижению температуры. Т.е. рабочее тело берёт излишнее тепло от нагревателя и не выполняя полезной работы сбрасывает его в регенераторе и холодильнике. Снова потери тепла.
Вот именно вот это непостоянство температуры и влияет на увеличенные потери в двигателях стирлинга. Судя по источникам, которые описывают реально спроектированные и апробированные двигатели, средние отношения колебания давлений (максимального к минимальному) равняются 2 (двум). Это означает, что примерно температура будет изменяться в этих же пределах. Т.е. если минимальная температура газа в холодной его части (зоне сжатия) равна 40°С, то максимальная будет 80°С (будет сброс тепла в радиатор), а значит средняя 60°С.
Это и есть очередная проблема для построителей двигателей стирлинга. Можно ли её решить? Да! Запаять нафик переход газа из холодной части в горячую и наоборот. И проблем с потерями не будет …. и проблем со стирлингом не будет ))). Можно ли придумать конструкцию, исключающую или сильно уменьшающую данную проблему? Не знаю. Всё возможно.
Тепловые стирлинг насосы — пожалуй правильный шаг в развитии сберегающих технологий. Они позволяют не только экономить электроэнергию или сжигаемое топливо, но и оказывают минимальные негативные эффекты на окружающую нас среду. А представляют они собой обычный холодильник из двигателя Стирлинга.
Принцип работы прост. Если к двигателю стирлинга приложить механическую энергию, то т.н. горячий цилиндр будет охлаждаться, а холодный нагреваться, преобразуя низко потенциальное тепло (из охлаждаемой части) в тепло с более высокой температурой. Температура этой охлаждённой части может опускаться до -273°С (теоретически). Практически же удаётся легко достигать значений -190°С и ниже.Если «насильно» нагревать охлаждённую часть цилиндра, то горячая сторона будет ещё больше нагреваться, пытаясь преобразовать тепло, подводимое к охлаждённому участку. Это называется перенос тепла от «источника» к «потребителю». Получается, что мы ещё больше отбираем тепло у холодного источника, делая его ещё холоднее и передаём это тепло к потребителю, делая его ещё горячее. Это даёт нам прекрасную возможность использовать низко потенциальную энергию (воздух, вода, грунт, сточные воды и т.п.) для нагревания чего либо. Например, температура грунта является практически постоянной величиной. В средней полосе России она колеблется от 4 до 8 градусов. Т.е. нагревая замерзающую часть цилиндра теплотой, запасённой в земле, мы можем температурой в горячей части двигателя обогревать своё жилище. Вкратце это и есть суть теплового насоса из Стирлинга и вообще любого теплового насоса.
Тепловой насос СтирлингаНа сегодняшний день на базе двигателя Стирлинга практически не производят тепловых насосов для бытовых нужд. Их преимущественно делают при помощи компрессоров с газами, обладающими способностью сжижаться при невысоких давления. Это различные марки фреонов, аммиак, углекислота и т.п.
Эффективность теплового насоса характеризуется коэффициентом трансформации энергии (переноса тепла). Для быстрой оценки можете воспользоваться калькулятором т.н. КПД (здесь). Для примера, температура грунта равна 4°С, а температура для нагрева требуется 70°С. По калькулятору мы получаем эффективность преобразования почти 420%. Это означает, что приложив 1 кВт энергии для переноса тепла от низко потенциального источника (в нашем случае от грунта), мы получим выделение 4,2 кВт тепловой энергии. Заметьте, чем меньше разница температур, тем больше эффективность. А те, кто снова задумался над вечным двигателем, советую прочитать пост Некоторые заблуждения относительно Двигателей Стирлинга.
На практике же всё не так уж радужно. У каждого устройства есть как свои достоинства, так и свои недостатки. У тепловых насосов есть много различных потерь, которые в сумме очень существенно снижают эффективность устройства.
В общем и целом все эти суммарные потери в тепловых насосах называют степень термодинамического совершенства и обозначают это коэффициентом h. Для устройств мощностью до 3 кВт h = 0,35 максимум. В более современных и дорогих разработках удаётся значительно увеличить это значение. Это значит, что для нашего примера (где мы получили 420% эффективности) реальная эффективность будет максимум 147% (420*0,35). Для более мощных установок h=0,5 . Т.е. и эффективность здесь будет на уровне 210%. На практике же редко используют такие высокие температуры нагревания. Обычно не выше 55°С. При такой температуре теоретическая эффективность будет 543%, а реальная эффективность для маломощного теплового насоса составит около 200%. Т.е. затратив 1 кВт электроэнергии вы получите 2 кВт тепла. Также для увеличения эффективности следует стремиться к увеличению температуры источника тепла (грунта, воды, воздуха). Из-за низких температур земли во многих широтах нашей страны не выгодно использовать тепловые насосы для обогрева жилища, особенно на территориях с вечной мерзлотой.
Что нас манит в производстве холодильников на основе двигателей Стирлинга? В первую очередь мы лишаемся некоторых недостатков, а именно потери на испарение и конденсацию. Двигатель стирлинга работает по циклу Карно, а это самый эффективный цикл преобразования тепловой энергии. Также различные технологические ухищрения могут повысить степень термодинамического совершенства. К примеру — конфигурация двойная гамма. Она почти в двое может снизить потери на трение. Вместо фреонов и других опасных рабочих тел в стирлингах мы можем использовать любой безопасный газ: воздух, углерод, азот, гелий и водород. Конечно расплатой за это будет высокие значения давлений рабочих газов, доходящих до 100 атмосфер и больше.
Многие компании, производящие бытовые холодильники и тепловые насосы пытались и пытаются сделать эффективный, надёжный и безопасный холодильник Стирлинга и даже в 2004 году фирма LG сделала громкое заявление, что вот вот начнёт производство холодильников на основе этого самого эффективного устройства. Но как-то до сих пор они не появились. А посему становится ясно, что удел изобретению г-на Стирлинга это узкоспециализированное применение. Применение, где финансовая сторона не играет определяющей роли, а важны надёжность, высокая эффективность и универсальность.
А кому интересны данные темы, предлагаю подписаться на новые статьи (в правом сайтбаре).
domolov.ru
Итак, смотрим диаграмму движения поршней в идеальном двигателе Стирлинга здесь. Теперь читаем статью Альфа и Гамма типы двигателя Стирлинга — само несовершенство. Теперь внимаем рисунку ниже.
Мёртвый объём в двигателях Стирлинга с неидеальным движением поршнейЧто ту не так? А не так зелёная трава! Т.е. мы выделили площадь А, которая не достижима во всех многих конструкциях двигателей Стирлинга. Дело в том, что в книгах не акцентируют внимание на тот факт, что существующие конструкции альфа, бета, гамма имеют какие-то конкретные минусы и плюсы. Там нам просто говорят — альфа сложнее гаммы, потому что нужны уплотнения. А вот факт того, что Альфа и Гамма типы двигателя Стирлинга — само НЕсовершенство почти нигде толком не встречается, а если и есть упоминания, то сделано это очень бегло и не явно.
Вот как раз в этих двигателях и есть одно из самых паразитных мест, которое «хавает» КПД двигателя Стирлинга. Этот, генами заложенный мёртвый объём не только не участвует в процессе работы, но и является той «поролоновой прокладкой», которая сглаживает удар молотка по гвоздю. Аллегория, конечно же. Этот «А»-участок разбавляет и уменьшает рост давления рабочего тела, которое участвует в выполнении работы по перемещению рабочего поршня. Т.е. рабочий поршень будет более вяло шнырять по цилиндру.
Стоит ли ломать голову над механизмами, которые приблизят нас к идеальному движению? Стоит! Но не забывайте об участке «А». На эту тему можете почитать пост Круговое движение с переменным радиусом в двигателе Стирлинга. Этот кулачковый механизм совершенно не поможет вам некоторых типах двигателей Стирлинга. А вот в бета-реализации такие улучшения вполне вероятны.
Кому интересна данная тематика, советую подписаться на новые статьи (форма справа). При выходе нового поста вам на почту будет падать сообщение.
domolov.ru
Поиском не нашёл, так что традиционно: если было - киньте ссылкой, плз.Итак, вопрос к сообществу: почему не получает развития бытовое применение двигатель Стирлинга (хотя бы в составе электрогенератора)?КПД выше у ДВС, но если говорить об автономности, живучести и всеядности, то, вроде как, "стирлинг" кроет ДВС, как кит селёдку.Опять же, если рассматривать его не отдельно, а в составе системы отопления, то совокупно КПД должен быть сильно выше.В мирное время, в условиях доступности бензина и дешевезны генераторов смысла, пожалуй, не много. Но если говорить об условной автономности (удалённость от дорог и электросетей), то чем не вариант?
amatol 15-06-2015 12:40так что мешает сделать?чертежи в нете есть,анализируйте,адаптируйте под имеющуюся у вас техническую базу и вперед.но сперва неплохо бы паровую машину по книге Бекетова осилить(где-то тут выкладывали-дореволюционная книга "как самому сделать паровую машину до 1,5 лс)
amatol 15-06-2015 12:41quote:Originally posted by Тот самый Дуб:В мирное время, в условиях доступности бензина и дешевезны генераторов смысла, пожалуй, не многоделайте сейчас-потом(при П,когда понадобится) не сделаете.kot-obormot 15-06-2015 17:19quote:КПД выше у ДВССразу видно специалиста.Откуда дровишки по поводу КПД???Serrrgey 15-06-2015 17:35quote:Итак, вопрос к сообществу: почему не получает развития бытовое применение двигатель Стирлинга (хотя бы в составе электрогенератора)?Находит - посмотрите - многие твердотопливные котлы имеют встроенный стирлинг.И еще - раньше выпускали серийный стирлинг-генератор. Но перестали. По чему - хз. В Ютуб есть ролики с этим изделием.
Самому муторно делать. Хотел. Почти все материалы собрал. Но с нержей тяжело работать - плюнул. Делать же из обычной стали - удел энтуазистов, слишком среды агрессивные - не долго проживет самоделка. Для выживыльщика не айс. Лучше сделать простейшую перегонную колонну для производства скипидара из хвои. На скипидаре бензовые движки нормально работают.
kot-obormot 15-06-2015 17:44quote:Находит - посмотрите - многие твердотопливные котлы имеют встроенный стирлинг.Ну, во первых, не то чтобы очень уж многие, а во вторых, цена от 10 000 ойро переводит эти девайсы в разряд гринписьковских понтов, а не сцуковыживальческого девайса. За 10 000 евриков я приобрету злого дизельного гену, запас соляры к нему на всю жизнь, и ещё сдача по мелочи останется.quote:Лучше сделать простейшую перегонную колонну для производства скипидара из хвои. На скипидаре бензовые движки нормально работают.+100500. Стационарный перегонный куб - универсальная штука, позволяет получать синтетическое топливо из всякого говна, начиная с уже озвученных вами дров, а так-же из резины и пластика, и вплоть до асфальта - вопрос только в качестве и количестве "готового продукту". А запилить перегонный куб - всяко проще, чем пилить Стирлинг.Lokki 15-06-2015 21:36quote:Originally posted by Тот самый Дуб:КПД выше у ДВС, но если говорить об автономности, живучести и всеядности, то, вроде как, "стирлинг" кроет ДВС, как кит селёдку.Святая наивность ;-)Во первых, ниже удельная мощность, во вторых КПД выше при использовании водорода как рабочего тела. А от водорода технологи ракетной отрасли, не то, что кирпичи, иногда шлакоблоки откладывают, а вы про бибики и генераторы.конь44 15-06-2015 22:35Про КПД. У меня книжица 1977года под редакцией М.Г.Круглова. Называется Двигатели Стирлинга. Так там упоминается Голландско Шведский карьерный серийно выпускаемый самосвал с двигателем Стирлинга. Так у его КПД зимой дотягивает до 70%. Какой ДВС на такое способен?. Где-то вычитал, что ещё при царе серийно выпускался для бытовых нужд относительно дешовый двгатель Стирлинга. Под названием "Тепло и Сила". Правда, тогда электричество в быту не использовали и двигатели применялись для привода разных полезных механизмов.
kot-obormot 15-06-2015 23:05quote: Так там упоминается Голландско Шведский карьерный серийно выпускаемый самосвал с двигателем Стирлинга. Так у его КПД зимой дотягивает до 70%.Дедушка Карно с неодобрением смотрит на подобные цифры.Даже газовые турбины, у которых движение изначально вращательное, и те не выдают подобное КПД. А уж в возвратно-поступательных машинах, с кривошипно-шатунным механизмом, добиться такого КПД - не верю (с).конь44 16-06-2015 08:13quote: А уж в возвратно-поступательных машинах, с кривошипно-шатунным механизмом, добиться такого КПД - не верю (с).А зря! Потери в турбинах на преодоление сопртивления связанного с трением в пограничном слое, вполне соответствуют потерям на трение в поршнях и потерях в трубах-клапанах. Существует даже турбина Тесла, в котрой вся энергия отнимается от струи посредством трения газа о гладкие диски. А разница температур между 1100градусов и минус10, дедушке Карно наверно понравилась бы.
kot-obormot 16-06-2015 09:06quote:Изначально написано конь44:А зря! Потери в турбинах на преодоление сопртивления связанного с трением в пограничном слое, вполне соответствуют потерям на трение в поршнях и потерях в трубах-клапанах. Существует даже турбина Тесла, в котрой вся энергия отнимается от струи посредством трения газа о гладкие диски. А разница температур между 1100градусов и минус10, дедушке Карно наверно понравилась бы.
Ув. Конь, я не буду топтать клаву, и объяснять вам разницу в кинематике работы кривошипного-шатунного ДВС и вращающейся турбины. Я даже не стану предлагать вам поднять голову наверх, и посчитать, сколько над вами пролетает самолётов с винтовыми ДВС, и сколько - с турбинами. Видимо в авиационных КБ сплошь и рядом дураки работают, которые не могут просчитать сопротивление пограничного слоя, и лепят свои турбины куда ни попадя.Я просто положу тут одну картинку из одной вполне реальной книги. И буду рад увидеть похожие картинки из ваших мифических книг.
Не вижу противоречий. У меня даные из одной книжки,(указал какой) У Вас из другой. А ГТУ стоят не только в самолётах. Их преимущество в авиации, это прежде всего удельная мощность. И в принципе у них должен быть кпд выше чем у поршневых, за счёт использования "выхлопного хвостика на графике". То есть у них степень расширения выше степени сжатия. Приспособления наддува в поршневых мало повышают КПД, они больше мощность увеличивают. Да и на вашем графике У поршневых ДВС,(у больших) кпд выше чем у ГТУ. Сам я никогда Стирлингов не строил и не видел. Потому ничего от себя утверждать не берусь.(В.В.Маяковский сказал;-"Мало ли что можно в книжке намолоть".)П.С. Посылать картинки, такими возможностями не располагаю.
почти аноним 16-06-2015 16:59quote:Святая наивность ;-)напомню, что стирлинга можно греть солнцем. И тогда любая, даже самая малая, мощность в плюс.kot-obormot 16-06-2015 17:33quote:Изначально написано почти аноним:напомню, что стирлинга можно греть солнцем. И тогда любая, даже самая малая, мощность в плюс.Гораздо эффективнее будет установить солнечные вакуумные коллекторы, чем городить огород из стирлингов.Поверьте, любой двигатель (хоть стирлинг, хоть даже паровик), который можно создать в кустарных условиях, будет обладать удручающим КПД, и в то-же время останется ломучим говном, которое вместо того, чтобы приносить вам какую-либо реальную пользу, будет постоянно пить вашу кровь, требуя постоянного обслуживания и ремонтов. А в условиях вероятного БП, думаю, вам и без этого будет чем заняться.Конечно, если у вас есть доступ к современным ЧПУ станкам и прочему высокотехнологичному оборудованию, плюс образование позволяет грамотно спроектировать девайс - то возможно у вас что-то и получиться. Но думаю, среди обитателей палаты таковых нет.
marduk616 16-06-2015 18:44quote:Но думаю, среди обитателей палаты таковых нет.зря.Хотя соглашусь что стирлинг строить смысла особого нетkot-obormot 16-06-2015 18:52quote:Изначально написано marduk616:зря.Я так думаю, потому-что человек с оборудованием и образованием, найдёт тысячи способов заработать денег на производстве гораздо более простой, но востребованной продукции, а заработанные деньги потратит на покупку нормального стирлинга промышленного производства, который будет его радовать высоким КПД и беспроблемностью в работе. Если вы относитесь к таковым людям, то вот вам наколка - наладьте выпуск кронштейнов для крепления оптики на СВТ, максимально близких по конструкции к оригинальным. Оригинальное крепление стоит около 2000 вечнозелёных, точная копия в районе 600-800 баксов, но таковых на рынке мало. Кронштейны произвольной конструкции стоят от 150 баксов за дюраль, от 300 - за чугуний.Или наладьте выпуск реплик магазинов от той-же СВТ. Он стоит от 4500 р. Сейчас на рынок выкинули овердохрена огражданенных АВТ-40, по цене 3 копейки за пучок, а магазинв комплекте - всего один. С кронштейнами ситуацию я вам уже описал.Платёжеспособный спрос есть - а предложения мягко говоря не дофига. А вы говорите Стирлинг. Тут достаточно простую железяку выпилить некому.
cms2176 17-06-2015 15:32Универсальных вещей не бывает, каждой вещи нужно место и время. В современном обществе (пока есть дешевые энергоносители) все хотят 1000 кВт здесь и сейчас, чтобы было с диким запасом. А вдруг пригодиться 
Вот я живу на юге, где светит абсолютно бесплатное солнце... если бы продавались Стирлинги с удовольствие поставил бы его качать воду днем в накопительную емкость. Халявная энергия разбаловала народ.
Небольшой офтоп:Универсальное электричество... Вот пример из жизни его универсальности: в вагончике живут рабочие. В холодное время в вагончике холодно. Раз холодно - нужно отапливать. Расскажу как это делается. Берется бензиновый электрогенератор, он вырабатывает электричество, которое по кабелю поступает в обогреватели, которые отваливаются вагончик.Вот она - Универсальность! Вот он - КПД!
почти аноним 19-06-2015 09:50quote:Берется бензиновый электрогенератор, он вырабатывает электричествои тепло в три раза больше, чем электричество. тупо поставить водяной контур и завести в батареи.quote:Вот она - Универсальность! Вот он - КПД!так надо технику правильно использовать.Homo_erectus 19-06-2015 11:37я думаю вся проблема в том что стирлингом очень тяжело управлять в плане выдачи энергии было раньше, сейчас конечно можно чего то придумать с регулируемой электроникой тягой, но газ в пол и разгон до сотни за 10 секунд полагаю принципиально невозможен. Ну и насколько я слышал что на КВт мощности он больше по весу так что менее мобилен и в мелкой технике вроде легковых автомобилей менее удобен хотя с тех пор возможно доступность разных насосов и материалов позволяет уменьшить радиатор по весу перейдя на жидкостное охлаждение.
вообще задача чисто инженерная, а значит в нее надо ввалить (инвестировать) кучу бабла с рисками прогореть либо получить из г и палок рабочий но малопригодный образец и на этом закончить.
ag111 19-06-2015 11:47Пусть двигатель Стирлинга ватт 300, монтируемый на буржуйку будет стоить 50 т.руб.
И кто его купит? Все завопят, да я лучше китайский генератор за 7 тыс. 2 квт возьму и бензином на разницу зальюсь. Вот и вся экономика производства.
почти аноним 19-06-2015 12:39quote:Пусть двигатель Стирлинга ватт 300, монтируемый на буржуйку будет стоить 50 т.руб.с чего? конструкция простейшая, обработки - минимум. ДВС стоит дешевле.немцы продают 2кВт, вроде, из нержи с чугуном за 1800 евро.но дорого потому-что диковинка.украинский дядька 500 вт за 500 баксов предлагал, но война...
ag111 19-06-2015 12:57quote:Изначально написано почти аноним:с чего? конструкция простейшая, обработки - минимум. ДВС стоит дешевле.немцы продают 2кВт, вроде, из нержи с чугуном за 1800 евро.но дорого потому-что диковинка.1800 - это сикока?
почти аноним 19-06-2015 13:13quote:1800 - это сикока?но за 2 квт.URSUS-NEW 23-06-2015 02:49quote:Изначально написано почти аноним:напомню, что стирлинга можно греть солнцем. И тогда любая, даже самая малая, мощность в плюс.Американцы так и делают для армии.
А немцы делают стирлинги для отопления-освещения стадионов. По России гуглите "русский стирлинг" вроде хотели наладить производство для бытовых нужд с немецким мотором фирмы Solo.
Для загородного дома взял бы.
ag111 23-06-2015 06:13quote:Изначально написано почти аноним:но за 2 квт.Думаете, что продается как колбаса, цена за 1 ватт? Типа за 1 ватт - 1 евро?
почти аноним 23-06-2015 11:32quote:Думаете, что продается как колбаса, цена за 1 ватт? Типа за 1 ватт - 1 евро?я о том, что в два раза дороже, чем у вас, но и мощность выше в 7 раз.а так - да, вполне могут так и считать. потребительские качества-же, фиглиURSUS-NEW 28-07-2015 13:46quote:Изначально написано конь44:Про КПД. У меня книжица 1977года под редакцией М.Г.Круглова. Называется Двигатели Стирлинга. Так там упоминается Голландско Шведский карьерный серийно выпускаемый самосвал с двигателем Стирлинга. Так у его КПД зимой дотягивает до 70%. Какой ДВС на такое способен?. Где-то вычитал, что ещё при царе серийно выпускался для бытовых нужд относительно дешовый двгатель Стирлинга. Под названием "Тепло и Сила". Правда, тогда электричество в быту не использовали и двигатели применялись для привода разных полезных механизмов.Шведы и сейчас Стирлингом балуются http://www.rg.ru/2015/07/03/gibrid-site.html
Забудьте навсегда слово Стирлинг, это не технология для БП. Стирлинг это очень сложная в изготовлении технология с ростом мощности.Имеет смысл для применения только в особо специальных случаях,и изготавливается только за большие деньги, как правило госбюджетные.
Все изготовители Стирлингов "в сарае на коленке" сумасшедшие шарлатаны.
ddizel 29-07-2015 20:47вот чем его топить, стирлинга этого, простигосподи!Это типа мне надо отправиться и напилить дров двуручкой, затем притащить их на саночках ( или как? лошадёв-то у меня нету), распилить на чурки правильной длины, поколоть колуном.И тогда этот стирлингпростигосподи мне что-то там повращает.Что же, сцуко, мне так необходимо повращать?Про бросание в топку бытовых отходов отмету сразу - откуда вдруг у меня горючие отходы в количествах появятся? Смех один, а не отходы. Вот нафига он вам вобще нужен, стирлинг этот? Что так жизненно необходимо крутить? Ну педалями, что ли, покрутите. Ну, типа швейной машинки с ножным приводам.Ворча, ухожу спать: "все им привод подавай, слесаря с мотором, блин... Полесовы, ёксель-моксель..."
конь44 29-07-2015 21:50В детстве приходилось по нескольку раз делать уроки при карбитке, керосиновой лампе, при свече, и даже несколько вечеров при лучине. При лучине дома не заблудишься, но читать, мучение, мало чем ярче за огонь от спички, и дым. Забыл как было читать при свече, но при керосиновой лампе вполне терпимо, хотя долго не выдержишь. При карбитке одинаково как и при электричестве. Но вот попробуйте читать теперь без электричества. Любой может проверить насколько неудобно. Это естественно после того как имеешь опыт читать и писать при электричестве. Потому совремённому человеку без электро освещения очень не комфортно, а то и в тягость. Про стиралку и микроволновку забудем, а вот холодильник, всегда пригодится. И вращать есть что стирлингу, хотя бы циркулярку или электропилу, чтобы "распилить на чурки правильной длины". Которые всё равно пилить придётся если беда наступит. Да и вообще в большом количестве сёл газа то нет, потому всё равно нужно пилить дрова. Варить пищу и обогреваться, как не крути, а необходимо. Но вот стирлинг строить самому вряд ли есть смысл. Уж легче и проще сварганить газогенератор, если по зарез нужно электричество, а нефтетоплив для электростанции с ДВС очень дорого или не достать. Захар живёт с электричеством. И у Кошастого компьютер не от лучины работает. Педалями такое не обеспечишь.
ViTT 29-07-2015 22:01Послежу.
ddizel 30-07-2015 08:21quote:Originally posted by конь44:конь44итак, получается, что двигатель Стирлинга предполагается использовать:1. для выработки электричества: 1.1. с целью освещения для чтения 1.2. для запитки компьютера2. как привод для распиловки.ИМХО, случись такая катастрофа, что электричество из розетки, а также топливо на основе нефтепродуктов для генерации электроэнергии станет недоступным, проблема организации досуга надолго станет второстепенной.Чтение на 95 и более процентов является развлечением. Ещё оно является инструментом програмирования шаблонов "что такое хорошо и что такое плохо".Причем востребовано програмирование шаблонов при перепрограмировании.Когда это надо произвести предельно быстро. ИМХО, это не про выживальщиков -куркулей, а про выживальщиков со стратегией "возглавить постапокалиптический мир".Я так думаю, что в условиях, при каких предполагается использовать стирлинг, будет сильно не до чтения.Анну Каренину перечитывать будешь?
Что до варианта с распиловкой: опять-таки, ИМХО, жрать дрова на распиловку стирлинг будет резво. Возможно, если распиловка приобретет огромные масштабы, то мощный двигатель пилить поможет. Но! В заготовке дров основная трудоемкость в валке и доставке. И массовость заготовки дров подразумевает сложившийся спрос на дрова.А чем расплачиваться за них будут? Жратвой?Жратва при данном сценарии станет ценнейшим ресурсом. Очень дефицитным.Предполагаю, что покупка дров в описанной ситуации будет чем-то похожей на покупку бутилированной питьевой воды в СССР.Я реально помню, как рвала шаблон мааленькая заметка в журнале ( кажется в "Вокруг Света", не уверен) о том, что буржуины воду покупают. А вариант для себя пилить дрова стирлингом, топя его же дровами - задолбаешься эти дрова с леу таскать. Двуручка - вот инструмент заготовки дров в пост БП. Или Лучковая.Кстати, любое производство (токарка по дереву, и т.п.) долго не будут востребованы по причине:количество людей должно уменьшиться под возможности кормовой базы на уровне доэлектрических и ДВСных технологий. А ништяков накоплено (посуда, инструменты, пр.) с большим запасом.
Воображаемая картина, когда после трудового дня усталый выживальщик садится почитать, надев чистую рубаху, предварительно умывшись и причесав власа и бороду, это некий лубок, идилия.
Как то так.
почти аноним 30-07-2015 10:06quote:Воображаемая картина, когда после трудового дня усталый выживальщик садится почитать, надев чистую рубаху, предварительно умывшись и причесав власа и бороду, это некий лубок, идилия.вот и сидите в темнотеddizel 30-07-2015 10:25quote:Изначально написано почти аноним:вот и сидите в темнотеа лично ты как проблему освещения для себя решил? Стирлинг или как?
почти аноним 30-07-2015 10:33quote:а лично ты как проблему освещения для себя решил? Стирлинг или как?солнечные батареи.но от стирлинга не откажусь, если увижу в продаже.греть его можно и солнцем - погуглите, наконец.ddizel 30-07-2015 11:09quote:Originally posted by почти аноним:погуглите, наконеця интересовался.Как интересная игрушка вполне себе вещь.Для практического использования не намного полезнее левитрона.Зарядить мобилу, акумулятор для светодиодного фонарика - получится. Чуть помощнее - задолбаешься топливо заготавливать.мысленный эксперимент:допустим, подарили тебе тракторишку (размером с самоходную газонокосилку на которой ездят). Только там именно двигатель стирлинга. Топка на дровах, длина поленца - 300 мм.Как думаешь, сколько дров понадобится, чтоб на нем 6 соток прокультивировать (без вспашки целины, земля ранее обрабатывалась)?
В каком случае ты потратишь больше труда:1. заготовка дров (с доставкой их из леса) и использование тракторишки2. непосредственно ручным инструментом.
ИМХО, в первом случае трудиться больше.
почти аноним 30-07-2015 12:03quote:Чуть помощнее - задолбаешься топливо заготавливать.людям много не надо. 50-100Вт мощности хватает практически всем за глаза.Если не брать КПД 70%, а хотя-бы 30-40, то зеркало в квадратный метр даст нужную мощность.Немцы продавали конструктор на невменяемые деньги.у вас, извините, триггерное мышление: либо лучины, либо трактор.
Makc k-113 30-07-2015 12:13Идеально совместить стирлинг с системой отопления. Греем двигатель, он своим охладителем греет воду, идущую в накопитель. Мощность отопления приличного дома - около 10квт, даже если КПД 10% - для бытовых нужд достаточно. Все потери остаются внутри системы и служат по первичному назначению - для отопления. Вопрос только в изготовлении достаточно долговечного двигателя по разумной цене. Работал бы я сейчас в ремцехе, как когда-то - обязательно себе сделал бы. А на коленке да, проблематично.
почти аноним 30-07-2015 12:26quote:Вопрос только в изготовлении достаточно долговечного двигателя по разумной ценепару лет назад было видео из Индии - стам больше ста лет назад поставили стирлинг в ткацкую мастерскую, утром его заводит мужик, вечером останавливает. До сих пор.ddizel 30-07-2015 14:31quote:Originally posted by почти аноним:50-100Вт мощности хватает практически всем за глаза.на какие нужды? quote:Originally posted by почти аноним:либо лучины, либо трактор.не придумывай, не было про лучины. В варианте с трактором что думаешь? Больше задолбаешься заготавливая дрова для него или обрабатывая землю ручным инструментом?конь44 30-07-2015 15:38quote:[B][/B]вот и сидите в темноте/ а лично ты как проблему освещения для себя решил? Стирлинг или как?Зачем сидеть в темноте. Для нормального "сидения" со светом, достаточно 5-10 ватт и светодиоды. Но стирлинг для этого не нужен. Хватит или этементов Пельтье (название неверное, правильно элементы Зеебека, а Пельтье это теже, но для охлаждения), или педалей, или ветрячка с аккумулятором. А стирлинг могбы пригодиться не при БП, а так в крестьянском хозяйстве, если учитывать цены на нефтепродукты. Не помешал бы стирлинг производимый ещё при царе и покупавшийся в основном "куркулями" и нвзывавшийся "Тепло и сила". Только изготовленый по совремённым технологиям и с совремённых материалов. А самому мастерить, разве для прикола. Что-то на востоке Украины, там где репетиция БП, никто не делает никаких стирлингов. Там кое кто делает газогенераторы для своих стареньких автомобилей, и некотрые, с помощью велосипеда, заряжают аккумуляторы, а потом освещение от светодиодов, и кратковременно компьютер. Это уже настоящий опыт.А про лучину было. Я упоминал. От её света меньше чем от совремённых ночников, и всё время нужно сидеть рядом и менять догарающие. А насчёт разницы заготавливать ддрова или ручным инструментом, то в зависимости от георафии местности и размеров участка. Пол сотки вскопать, не стоит даже заводить мотор. А вот пол гектара, ухандокаешься копать. Легче даже больше времени заготавливать дрова, (у меня трактор на дровах) чем не разгибаясь по несколько часов орудовать лопатой.
ddizel 30-07-2015 15:45quote:Originally posted by конь44:Легче даже больше времени заготавливать дрова, (у меня трактор на дровах) чем не разгибаясь по несколько часов орудовать лопатой.трактор на дровах, это из моей теоретической вводной, или реально таковой имеется?Соответственно, легче-тяжелее, это опыт или "ИМХО"?Я не "на слабо беру", мне как бы понятно, что тут мало у кого реальный газген или стирлинг имеется. У меня-то нет ничего дровяного, всё на бензине-электричестве. Даже дизельного сейчас ничего не имею, несмотря на ник.
Против реального опыта моя ИМХА не потянет.А против чужой ИМХИ - паритет.
Кстати, доведись тебе приобрести "тепло и сила" в желаемом исполнении, как применять будешь?
Молотилка? Маслобойка? Водоотлив?А есть что молотить-взбивать-откачивать в товарных количествах?
"Тепло и сила" появился в определённый исторический момент при возникновении относительно крупных хозяйств, когда объемы продукции потребовали применение машинной тяги.
Для возникновения такого хозяйства необходимо:1. Товарные отношения в развитой фазе.2.свободное перемещение товаров (отсутствие грабителей корованов)3. наличие выраженного и территориально сконцентрированного разделения труда. Это когда в одном месте производят сельхоз продукцию, а в другом производят что-то другое.
ИМХО, такие условия возникли только после всеобщей железнодорожной связности. И при развитой транспортной структуре на конной тяге.
А до этого только в горном деле для водоотлива и на мануфактурах.
конь44 30-07-2015 16:03Реально! Второй год стоит без нужды.
URSUS-NEW 30-07-2015 19:54quote:Изначально написано конь44:Реально! Второй год стоит без нужды.А где взяли такой?
URSUS-NEW 30-07-2015 19:54quote:Изначально написано конь44:Реально! Второй год стоит без нужды.А где взяли такой?
КМ 30-07-2015 21:02Двигатель Стирлинга - вещь в себе. У него или высокий КПД, или необычайная простота и всеядность. Либо-либо. Шведский стирлинг для ПЛ намного сложнее и высокотехнологичнее любого дизеля и ГТД.
URSUS-NEW 30-07-2015 22:14Я все по домашнему Стирлингу, совмещенному с многотопливным котлом страдаю. 25 Квт тепловой и 9 Квт электричества плюс горячая вода - самое то для меня. Где взять - не знаю. Русский Стирлинг молчит и на письма не отвечает.
Сделать-то его в принципе можно. Вопрос - из чего и на чём. Выточить цилиндр из нержавейки - та ещё забава. Даже если есть подходящая болванка и токарный станок. А у меня ни того, ни другого.
Сто лет назад - скорее всего чугунное литьё. Технология давняя, но ни разу не наколенная.
kleymor 31-07-2015 12:21блин я не знаю.думал не единожды об этом всеммне всеже кажется что от парового котла, который можно топить любой подручной хней, от нефтепродуктов до шишек, толку будет больше в стационарном варианте. а летом гидроэнергия да и другие виды.в Коврове нашем кстати любопытные котлы производят которые топятся разным говном из под ног типа коры опилок и прочего, и выдают при этом полмегавата при совсем скромных затратах этого всякого говна. правда речь идет только о тепловой, как ее еще в какую полезную трансформировать не думал честно говоряпс а если речь о самобеглых повозках реально проще смолу перегнать причем при определеенной доле фантазии еще и интегрировать эту херь в повозку чтоб всегда под рукой
Сейчас присобачил бы электрогенератор, затем смазал, обмотал плёнкой и поставил в гараже в углу. На всякий случай, на востоке у нас война и кто знает, что будет дальше. А года 10 назад сопряг бы действительно с молотилкой, которая как и трактор стоит без пользы, к стати и поле моё тоже зарастает бурьяном без пльзы.
А "где взял". Всё построили сами, кроме, естественно, земли.
Двигатели "Нефтянка" работали на любом жидком топливе, включая разжиженную скипидаром и подогретую смолу. Про сто лет работы не знаю, но про 70 слыхал, а 40 видел в Белоруссии. И расход у них был не хуже совремённых простых дизелей. Но стационарные забулдыги.
Стирлинг, стирлинг, любое топливо, любое топливо! А как этим любым топливом греть головку стирлинга? Или как этот стирлинг пристроить к отопительному котлу. Разве через тепловые трубы. Это ли простота?
А прежде чем смолу перегонять, её нужно гдето взять или самому добыть. С дровами проще. И не обязательно дрова. Очень не плохо зарекомандовала гадость под названием амброзия.
NicK71 01-08-2015 15:56Стирлинг был бы хорош,если бы кто-то с большими деньгами вложилсяи сделал промышленную серию 5 киловатников.
А так при всех реальных раскладах будет таки газогенерация и пиролиз.
ddizel 01-08-2015 22:21quote:Originally posted by NicK71:А так при всех реальных раскладах будет таки газогенерация и пиролиз.при реальных раскладах, при исчезновении электричества в розетке и недоступности бензина-солярки, будет работа "пердячим паром", то есть силами человеческой тушки и освещение свечками-коптилками-лучинами- изредка (у запасливых) керосинками.Светодиодные фонари - очень экономно, только для экстренных случаев.И про "почитать": производство продуктов питания сейчас стоит на трех вещах:1. Машинная высокоскоростная обработка почвы.2.химия минеральных удобрений (всё азотосодержащее - из атмосферного воздуха при сжигании метана под большим давлением).3. химия ядов - пестицидов и гербицидов для борьбы с насекомыми-вредителями и с сорняками.При недоступности нефти-газа п. 1 отпадает сразу, по удобрениям-ядам год-полтора за счет запасов. на всех не хватит и хранятся плохо.поэтому - резкое падение производительности растениеводства и заготовки кормов. Соответственно - ни картофана-хлеба, ни курятины -яиц-молокопродуктов. На госслужбе - пайки из резервов. На селе - очень тяжелый ручной труд.Не до чтения. Солнце село - закончил вкалывать, с облегчением завалился спать.Немного полегче в местах, где сохранился тягловый скот (лошади, волы. даже коровы). На коровах в ВОВ пахали.И еще требуется инвентарь для обработки земли при помощи тягловых животных.Газген мог бы здорово помочь, но, основная с/хоз техника работает на соляре. Переделка под газген дизеля... Это уменьшение степени сжатия в разы + система зажигания. Очень непросто.
ddizel 01-08-2015 22:53Попытка внятно сформулировать, что меня сильно смущает в этой теме:1. Основной проблемой при исчезновении доступности нефтепродуктов будет резкое падение производства пищи.2. Для решения проблемы п.1 требуется сельхозтехника на других источниках энергии. Либо восстановление доступности нефтепродуктов.Массовая переделка тракторов, комбайнов под газген мне представляется невозможной. Дизель трудно переделать.Единичные экземпляры тракторов на газгене проблемы не решат.А уж 5-10 КВт стирлинги - тем более.Во времена "тепла и силы" проблема тяги для обработки земли решалась лошадьми. И существенно большим количеством людей занятых в сельском хозяйстве. С навыками, заточенными под тот уклад.А теперь лошадок мало, и их в переходный период норовят сожрать. И плодятся они медленно.
Приблизительно поэтому идея бытового стирлинга мне кажется неконструктивной. Эта штука была интересна для другого технологического уклада в сельском хозяйстве. Для решения очень второстепенных проблем.
конь44 02-08-2015 09:06quote:при реальных раскладах, при исчезновении электричества в розетке и недоступности бензина-солярки, будет работа "пердячим паром", то есть силами человеческой тушки и освещение свечками-коптилками-лучинами- изредка (у запасливых) керосинками.В основном почти согласен, но слишком уж мрачно. По пункту 1, уже сегодня многие производители подсолнуха, плевали на солярку. Заряжают свою технику хорошо отфильтрованным постным маслом с примесью бензина. Не сильно сложно в этой смеси заменить бензин скипидаром.Спирт не годится, он ни в каком дизеле не зажигается. Про хвалёное рапсовое масло не будем, ибо рапс истощет почву. Для замены бензина по крайней мере у карбюраторных моторов очень пдходит сильно крепкий самогон, самогон, к стати сильно крепкий самогон хоршо показал себя и в дизеле перведённом на искровое зажигание. Правда не все свечи годятся. Ну про комбайны, более чем согласен. Их вообще вряд ли стоит переделывать на газген, нужен экипаж как на лайнере. Насчёт удобрений, так и теперь практикуют без химческое земледелие, ничего получается. даже азот с попощью бобовых восстанавливают. Ядохимикаты, не слишком и нужны, да и многие можно заменить на растительные препараты. Гербициды, да. Но можно и без них. Насчёт стирлинга, при БП он конечно бы пригодился, раз и сегодня полно у людей китайских генраторв, косилок, микрокомбайнов, насосов, мотоблоков, и т.д. с ДВС работающих на нефтепродуктах. Но, а это "Но" очень огромное. Не существует пока ни такого стирлинга ни способа удобно использовать для его топливо. Потому конечно сейчас казговор о стирлинге сугубо теоретичко-фантастический.
jim hokins 02-08-2015 09:33quote:Originally posted by конь44:Про хвалёное рапсовое масло не будем, ибо рапс истощет почву.Подсолнух,к вашему сведению,истощает почву посильнее рапса. quote:Originally posted by конь44:про комбайны, более чем согласен. Их вообще вряд ли стоит переделывать на газген, нужен экипаж как на лайнере.Вы не учитываете микроскопический факт,-высокая пожароопасность.Вопрос,когда полыхнет комбайн на газгене не стоит в плоскости да или нет,а когда
. quote:Originally posted by конь44:Ядохимикаты, не слишком и нужныРасскажите это земледельцам,у которых саранча под черную землю все сожрала.Уверен,-они выслушают вас с заинтересованностью 
.ddizel 02-08-2015 14:56quote:Originally posted by конь44:В основном почти согласен, но слишком уж мрачно.в переводе это означает: "да, это так, но мне приятнее верить в другой БП".quote:Originally posted by jim hokins:когда полыхнет комбайн на газгене не стоит в плоскости да или нет,а когдазаинтересовал. У мня газгена не было никогда. Вся информация о нём из роликов в интернете. Наблюдаю герметичные камеры газогенерации, где засада? В чем скрывается пожароопасность? quote:Originally posted by конь44:Насчёт стирлинга, при БП он конечно бы пригодилсясколько не ломал себе голову, не нашел ему применения, которое оправдывало бы его изготовление и заготовку топлива для него.jim hokins 02-08-2015 15:45quote:Originally posted by ddizel:Наблюдаю герметичные камеры газогенерации, где засада?Есть топливо(дрова),-есть огонь,причем в определенные фазы открытый огонь.При перезагрузке топлива в делянке выпасть и закатиться куда-то тлеющему угольку,-раз плюнуть.Вы видели когда-то как горит комбайн?Я видел,причем неоднократно,-это капец .Самый одиозный случай был когда загорелся "Дон",комбайнер с помощником с него сдрыснули прямо в ходу(заглушить и остановить было уже невозможно,перегорела шланга гидростатики) и пожарка гонялась за нарезающим круги пылающим факелом.Благо что его потянуло не в загонку а на стерню,а то было-бы все еще куда как печальней.Любое устройство,использующее открытый огонь или сильный нагрев на комбайне,означает ему смерть,весь вопрос в времени.конь44 02-08-2015 15:55quote:сколько не ломал себе голову, не нашел ему применения, которое оправдывало бы его изготовление и заготовку топлива для негоСперва о комбайне. Не скажу внятно, но когда смотртшь на то, какое всё кругом сухое и легковоспламеняемое, и видишь как розжигается ГГ, становтся страшновато. Да и кроме ГГ у комбайнёра есть в избытке куда сосредотачивать внимание. И комбайн вообще "перегружен" механизмами и весьма тяжёлый. Приходится для некоторых почв использовать гусиничные, а тут ещё с пол тонны. Не! На комбайн ГГ, нельзя!
Ну во первых, непонятно почему страх перед заготовкой топлива для стирлинга. Один литр солярки заменяется примерно тремя килогаммами растительной массы. А насчёт применеия, если бы был, то привод молотилки, привод электрогенратора. И не так осещение, как важно например нагнать холода в погреб, Поскольку при БП холодильник - роскошь, а не всякий погреб холоден. Но строить стирлинг при БП, это конечно глупость. Вроде будет мало разного "железа" пригодного для создания привода некоторой техники.
ddizel 02-08-2015 17:08quote:Originally posted by jim hokins:Любое устройство,использующее открытый огонь или сильный нагрев на комбайне,означает ему смертьо как! quote:Originally posted by конь44:И не так осещение, как важно например нагнать холода в погреб,да дрочево это всё малозначимое. Чё там холодить, в пустом-то погребе?jim hokins 02-08-2015 17:40quote:Originally posted by ddizel:о как!Именно так.Даже моя скромная статистика(штук пять случаев) это полностью подтверждает.NicK71 03-08-2015 01:00Уголь то будет... ну не антрацит канешна)
URSUS-NEW 03-08-2015 02:11quote:Изначально написано kleymor:блин я не знаю.думал не единожды об этом всеммне всеже кажется что от парового котла, который можно топить любой подручной хней, от нефтепродуктов до шишек, толку будет больше в стационарном варианте. а летом гидроэнергия да и другие виды.в Коврове нашем кстати любопытные котлы производят которые топятся разным говном из под ног типа коры опилок и прочего, и выдают при этом полмегавата при совсем скромных затратах этого всякого говна. правда речь идет только о тепловой, как ее еще в какую полезную трансформировать не думал честно говоряпс а если речь о самобеглых повозках реально проще смолу перегнать причем при определеенной доле фантазии еще и интегрировать эту херь в повозку чтоб всегда под рукойКотел - это вода. Причем расходуемая очень быстро. Вода - это кальций - накипь. Где столько дистилированной воды брать будете? Расходы на ее перегонку посчитали?
Стирлинг, стирлинг, любое топливо, любое топливо! А как этим любым топливом греть головку стирлинга? Или как этот стирлинг пристроить к отопительному котлу. Разве через тепловые трубы. Это ли простота?
Да без проблем - в камеру горения вкрячить то Стирлинг и пусть огонь и трубы с теплоносителем и водой и его греет.
конь44 03-08-2015 09:07quote:Котел - это вода. Причем расходуемая очень быстро. Вода - это кальций - накипь. Где столько дистилированной воды брать будете? Расходы на ее перегонку посчитали?Ну это не проблема. Это только на паровозах да локомобилях пар выпускали в атмосферу. А на последних пароходах и совремённых ТЭС и ТЭЦ, вода совершает кругооборот. Не сложно в наше время пустить выхлоп в автомобильный радиатор, который станет конденсатором. Это даже может увеличить КПД, ввиду понижения температуры выхлопа и, естественно, давления в конденсаторе. Но Боже! А как насчёт разведения паров? Как резко "дать газу" на продолжительное время? Как резко скинуть этот "газ", если пропала нагрузка? Паровик в домашних условиях очень занудная штука. Видел в детстве опыты своего отца. Дома он паровиком вращал жернова.
quote:Да без проблем - в камеру горения вкрячить то Стирлинг и пусть огонь и трубы с теплоносителем и водой и его греетОх не совсем. Какая площадь у головки, сколько тепла за единицу времени можно передать в её, при градиенте температур в 800 градусов? Если просто греть огнём то львиная доля энергии уёдёт в дымоход. Какой общий КПД получится не взирая на повышенный КПД стирлинга относительно ДВС,
Lokki 30-08-2015 07:57quote:Originally posted by конь44:Это только на паровозах да локомобилях пар выпускали в атмосферу.Причём далеко не на всех.guns.allzip.org
Краткая история этого устройства. Сам двигатель был изобретен пастором Стирлингом в 1816 году, а в 1817 году им был получен патент на изобретение. Это была тяжелая машина весом больше тонны имеющей мощность чуть более одной лошадиной силы (менее одного Квт), а её механический КПД (коэффициент полезного действия) был по разным оценкам не выше 3%. Она была открытого типа (т.е. не герметичная) и не имела регенератора. Основным достоинством было то, что её можно было изготовить в любой сельской кузнице, а так же то, что давление в ней было атмосферное.
Примечателен ещё один факт – цикл Карно, описывающий тепловые процессы газов, был открыт в 1825 году, т.е. спустя 9 лет после изобретения Стирлинга.
Это говорит об гениальности изобретателя, который на своих наблюдениях над процессами расширения и сжимания газов (воздуха) чисто интуитивно сконструировал свою машину. Впоследствии Стирлинг ввел в машину закрытый цикл (машина стала герметичной), а так же регенератор – устройство, которое накапливало и отдавало тепловую энергию в разных циклах работы машины. До конца 20-го века были изготовлены порядка 1 тысячи машин, которые были поставлены в основном в колонии (США) и некоторые из которых работают и по сей день. Их вес стал меньше, а КПД поднялось до 10%. Но машина Стирлинга была вытеснена с рынка вначале паровой машиной, затем паровой турбиной, и двигателями внутреннего сгорания, двигателем Дизеля. Новые машины за счет повышенного давления в рабочей полости (в цилиндрах и камерах) имели лучше показатель «вес/габарит/мощность».
В ИНТЕРНЕТе есть много информации по типам и принципу действия машины Стирлинга. Если коротко описать принцип действия, то можно сказать, что в течении 4-х циклов происходит расширение и сжатие газа в цилиндрах (их количество варьирует от одного до десятка), с нагреванием одних из них и отводом тепла от другогих. Регенератор при этом служит для аккумулирования тепловой энергии газообразного тела, вытекающего из горячей полости, и возвращения аккумулированной энергии газообразному телу при обратном движении – от холодной полости. От того, насколько хорошо работает регенератор, зависит общий КПД машины.
Преимущества машины Стирлинга:
- этот двигатель называют «двигатель внешнего сгорания» так как для его запуска необходима внешняя тепловая энергия, т.е. двигатель «всеяден»,
- в двигателе нет ни одного клапана,
- все процессы, протекающие в двигатели происходят без взрывов и резких изменениях давления, т.е. двигатель малошумящий,
- количество механических деталей, как правило, меньше в 1,5-2 раза по сравнению с двигателями внутреннего сгорания и двигателями Дизеля,
- КПД сложных машин Стирлинга выше двигателя внутреннего сгорания (макс. 25%) и двигателя Дизеля (до 32%) и составляет у самых лучших образцов (32-34)%.
Недостатки машины Стирлинга:
- для получения приемлимых массогабаритных параметров необходимы давления до 200атм. и применение высоко текучего гелия или взрывоопасного водорода,
- использования уплотнений, работающих без смазки,
- сложная конструкция теплообменников в горячей и холодной полости,
- сложная конструкция регенератора,
- высокоэффективная система охлаждения,
- отсутствие чёткой математической модели, описывающей все процессы, протекающие в той или иной части машины.
Какие существуют типы машин?
Классификация машин Стирлинга по типу, применяемому рабочему телу, конструкции и прочее очень сложная. Подробная информация содержится в ИНТРНЕТе. Исходя из сложности, значения КПД, применяемого рабочего тела и стоимости, мы для себя классифицировали машины на три основных типа:
ПЕРВЫЙ – сложный, с применением в качестве рабочего тела гелия или водорода, с рабочим давлением больше 200 атм., имеющие в составе регенератор. Их механический КПД выше 30%, зато стоимость и сложность изготовления высокая.
ВТОРОЙ – средний. В качестве рабочего тела используется воздух и/или азот, рабочее давление до 10атм., имеющие в своем составе регенератор. Их КПД редко достигает 20%, зато стоимость и сложность средняя,
ТРЕТИЙ – простой. В их конструкции отсутствует регенератор, давление 1 атм., и соответственно КПД - менее 4%. Большой габарит при малой мощности, зато цена низкая. Используется как модели, но применения в промышленности не нашли.
Для изучения вопроса вначале нами были изготовлены 2 машина Стирлинга ПЕРВОГО типа, т.е. без регенератора, с рабочим давлением 1 атм. и воздухом в качестве рабочего тела. Были изготовлены 2 макета машин конструкции «ГАММА» и «БЕТА». На них отработаны методы замера механической мощности и КПД.
На сегодня проводится отработка узлов «регенератор», «теплообменник», «уплотнения». Эти работы проводятся над отдельными узлами. Целью этих исследовательских работ является получения рабочих узлов с их последующим применением в машинах ВТОРОГО типа.
Исходя из наших возможностей, возможностей технологического парка станков, квалификации и опыта специалистов в Республике Молдова, нами был выбран ВТОРОЙ тип машины, т.е. работающие при рабочем давлении не больше 10-ти атм., с регенератором и воздухом или азотом в качестве рабочего тела. В основном выбор основывается на создании безопасной и простой машины, с высоким ресурсом работы и малой стоимостью. Пользователь не должен обладать квалификацией или специальными знаниями при её эксплуатации, а неполадки не должны приводить к взрывам или иным опасным ситуациям.
ПОЧЕМУ МАШИНЫ ВТОРОГО ТИПА?
Простой расчёт показывает, что для использования машины Стирлинга в сельской местности высокий КПД не нужен. И вот почему… Допустим, КПД машины равен 15%. О чём это говорит? Это означает, что 15% будут преобразованы в механическую (т.е. электрическую) энергию, а остальные 85% будут выведены их машины Стирлинга в качестве тепла, ведь для охлаждения машины нужен эффективный охладитель. Допустим, что машина вырабатывает 1.5 кВт* механической / электрической энергии, тогда система охлаждения машины выведет во внешний контур 8.5 кВт тепловой энергии с температурой (70-90)°С. Это соотношение так же хорошо при КПД машины 10% - на 1кВт* электричества будет вырабатываться 9кВт тепла.
Примеры применения машины Стирлинга
В Республике Молдова выращиваются от 0.5 до 1.0 млн. тонн пшеницы. Примерно столько же остаётся соломы.
Энергетическая ценность соломы составляет примерно (0,6-0,7) от угля среднего качества (не путать вес и объем), что по энергетической ценности эквивалентно как минимум 300 тысяч тонн угля в самый плохой год. Для отопления среднее хозяйство в сельской местности потребляет порядка (1,0-1,2) тонн угла среднего качества, а количество хозяйств в сельской местности примерно равно 300 тысяч, т.е. для их полного обеспечения необходимо от 300 до 360 тысяч тонн угля среднего качества.
Вывод
Если всю солому,которая остается на полях, использовать для отопления и выработки электроэнергии, то даже её практически хватит для этих целей. Так же можно применять отходы кукурузы, подсолнечника, а так же энергию Солнца. А для этого нужен «двигатель внешнего сгорания», коим и является машина Стирлинга.
* без учёта КПД преобразования механическая энергия / электрическая энергия.
sincos-plus.com
