Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Silnik Stirlinga / moje pomysły i informacje/

deckdog 03 Kwi 2011 18:09 58530 84
  • #1
    deckdog
    Poziom 10  
    Witam!
    Za radą Modów, których uprzednio o to pytałem i widząc rozrzucone po Forum tematy związane z silnikami Stirlinga, postanowiłem trochę to uporządkować.
    Dlatego zakładam nowy temat.

    Stirlingowe rozmowy znalazłem na Forum, miedzy innymi tutaj:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=482463&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1922706&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1936633&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=587670&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1155385&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1327299&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=310106&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=626199&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=441397&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=544216&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=420314&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1053498&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1341383&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1359289&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1123531&highlight=stirling&sid=
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=1109293&highlight=stirling&sid=

    Uff...
    Jak widać, mimo że forum okołoelektroniczne - temat wciąż wraca.

    Postanowiłem i coś od siebie dodać.
    Mam trochę materiałów, posiadam trochę wiedzy - którą chętnie się z Wami podzielę.
    Jestem na etapie budowania prototypu silnika według mojego pomysłu - i jeżeli będzie z Waszej strony odzew - to z jednej strony zapoznam Was z moimi pracami w tej materii oraz z informacjami na temat silników Stirlinga.

    To działać tez będzie w druga stronę - bo sam potrzebuję informacji, dobrych rad i podpowiedzi z Waszej strony...

    Na razie takie krótkie słowo wstępne.

    Pozdrawiam
    Andrzej Wąsowski
  • IGE-XAO
  • #2
    _jta_
    Specjalista elektronik
    :arrow: deckdog, 01 Kwi 2011 22:13 Re: Samochody z napędem elektrycznym
    Może mój wynalazek się spodoba? (i 3 linki), poniżej Linki są na informacje o moim patencie.
    - wciąż nie widzę żadnej informacji, czego ma dotyczyć ten wynalazek, co ma być pod tymi linkami...
    może coś wynika z nazwy w linku: silnik-beztlokowy-rewelacyjna-technologia-z-polski - ale niewiele.
    Czy tak trudno jest napisać po linijce streszczenia do całości, i do każdego podawanego linku?

    Przydałoby się określić, co właściwie jest tematem, bo "moje pomysły i informacje" to zbyt ogólnie.
  • #3
    sonne2
    Poziom 21  
    Witam
    Wchodzę na stronę Urzędu Patentowego RP:

    http://pubserv.uprp.pl/PublicationServer/index.php

    Szukam w wyszukiwarkach twojego patentu i nie mogę go znaleźć. Możesz umieścić na forum w załączniku ten patent?

    Podany przez Pana na stronie www nr patentu to: nr P.392581
  • #5
    deckdog
    Poziom 10  
    Witam!
    Tak - to jest nr zgłoszenia patentowego. Jeszcze się nie ukazało potwierdzenie na stronie Urzędu - są "numerki" o dwa czy trzy niższe, więc chyba w kolejnym miesiącu juz się to w sposób oficjalny pojawi.
    W międzyczasie już prowadzę zastrzeżenie patentu w większości krajów.
    Więcej informacji zamieszczę - ogólnych o Stirlingu, oraz szczegółowych o moim pomyśle i pracach wdrożeniowych - w założonym przeze mnie temacie.
    >>>> https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1961490.html
    Pozdrawiam i dziękuję za zainteresowanie
    Andrzej Wąsowski
  • #6
    DDD83
    Poziom 10  
    Na dzisiejsze czasy takie pojazdy są dobre dla eko-pasjonatów.Dla "Kowalskiego" są za drogie .Poza tym można sobie etanolu napędzić (póki co tylko monopol państwowy może to robić.Surowców w bród i nigdy ich nie zbraknie paliwo tanie (max 2zł za litr w przypadku otrzymywania ze zboża) proste w otrzymaniu dziś można nawet z trocin je zrobić.Każdy silnik na tym zadziała nawet diesel ale wtedy z dodatkiem 2-5% jakiegoś oleju .Kaloryczność do 70% benzyny liczba oktanowa ok 100 więc bez problemu nawet najbardziej wysilony pojazd na tym pojedzie. Żeby optymalnie to paliwo wykorzystać trzeba jedynie wzbogacić mieszankę
    Silnik się mniej grzeje niż na benzynie a po wprowadzeniu uszlachetniaczy korozyjność tego paliwa nie jest zbyt wysoka. Wadą jest ciut mniejszy zasięg niż na benzynie bo samochód spali etanolu o ok 1/4 więcej .
    Po spaleniu etanolu nie wytwarzają się żadne szkodliwe związki jest bardzo czystym paliwem więc katalizatory były by zbędne.

    Gdyby pozwolono pędzić alkohol legalnie już dawno bym jeździł na tym a wyprodukował by sobie go sam i łączna cena litra (wliczając energię na destylację drożdże i enzymy gorzelnicze ) z użyciem zboża paszowego nie przekroczyła by 1,5-1,6zł za litra tego paliwa więc za 2,20gr mam ekwiwalent litra benzyny bezołowiowej , a i łyknąć z baku można sobie bez obawy :-) w razie potrzeby można wyprodukować takie paliwo w iście partyzanckich warunkach !

    Jedyny plus pojazdu elektrycznego to cisza i mniejsza złożoność pojazdu
    koszt eksploatacji jest niewielki ale dobre akumulatory powodują że nie jest znacznie taniej niż na paliwach ciekłych.

    Czy w zetknięciu z takimi argumentami jest sens używać pojazdów elektrycznych ??? Myślę że póki co raczej nie, dopiero gdy akumulatory zdolne pomieścić duże ilości energii i o wysokiej sprawności będą tanie w zakupie , na co się jakoś nie zanosi :-(


    Ps.Pan Zbyszek Kopeć jest prawdziwym pasjonatą i specem w tej dziedzinie!!
    Jednak ta pasja przesłoniła mu chyba troszkę zasadność i ekonomię w sprawie pojazdów elektrycznych. Tchnie to trochę pewną bez obrazy - ale chyba naiwnością .Wszystkiego dopełnia Jego podpis na forum Arbitra .
    coś w stylu "śliczny elektryczny więc ekologiczny bo nowoczesny" coś w tym stylu ale chyba pokręciłem kolejność.

    Śliczny- może i tak
    ekologiczny - póki większość energii nie będziemy uzyskiwać ze żródeł odnawialnych to o ekologii nie ma mowy
    nowoczesny - z nowoczesnością też bym nie przesadzał chyba że mowa o samych ogniwach litowych i ew. elektronice sterującej całością.
  • #7
    deckdog
    Poziom 10  
    A czyż nie prościej zamiast pędzić etanol - zastosować mój silnik?
    Dorzucić do kociołka trochę paliwa - dowolnego: drewno, słoma, brykiety - i JECHAĆ w siną dal?
    PZDR
    AW
  • #8
    DDD83
    Poziom 10  
    Deckdog- Ok.Ale co z pojazdami i silnikami już powstałymi ? Różne technologie mogą współistnieć, ale ja chciałbym np. dalej używać swoich silników spalinowych.
    Z drewna i słomy można również wytworzyć alkohol wystarczy kwas siarkowy i opd. temperatura i ciśnienie lub odp. szczepy bakterii w tzw. bioreaktorze. Paliwa płynne są wygodniejsze w stosowaniu i bardziej wszechstronne na alkoholu pojedzie nawet przysłowiowy parowóz z odp. kotłem ale na węglu lub drewnie bez przeróbki czyli tzw. zgazowania silnik spalinowy nie będzie działał.
  • #9
    deckdog
    Poziom 10  
    Dziękuję za zainteresowanie - wieczorem wpiszę co "poeta miał na mysli"
    AW

    Dodano po 23 [minuty]:

    Trochę historii - czyli parę słów wstępu

    Historia silnika Stirlinga sięga początku XIX wieku. Były to lata budowania pierwszych i coraz większych maszyn parowych. Niestety - braki wiedzy, braki materiałów - powodowały dość częste wypadki i katastrofy, w wyniku których zginęło wielu ludzi. Robert Stirling rozwiązał ten problem, budując silnik cieplny o dużej sprawności, ale bez udziału wysokiego ciśnienia i pary wodnej jako medium roboczego. Rozwiązanie było proste, eleganckie - czyli genialne! Stirling w swoim silniku wykorzystał znane powszechnie zjawisko fizyczne. Jeżeli zamknięty szczelnie pojemnik podgrzejemy - gaz w środku zwiększy swoje ciśnienie. Jeżeli ten sam pojemnik ochłodzimy - ciśnienie się zmniejszy. Stirling dodał do owego pojemnika ruchomy tłok ale nie stykający się ze ściankami pojemnika. Tłok służył tylko do "przepychania" powietrza od ścianki zimnej do ogrzewanej. Po polsku taki rodzaj "luźnego" tłoka nazywamy "wypornikiem" / ang. "displacer/. Należało jeszcze połączyć "pojemnik" z klasycznym siłownikiem pneumatycznym oraz za pomocą kół zamachowych i korbowodów połączyć tłoczyska wypornika z tłoczyskiem siłownika roboczego. Proste?
    Genialnie proste!
    Silniki Stirliga w wielu ciekawych konfiguracjach produkowane były aż do lat 20-stych XX wieku. Służyły jako napęd tokarek, szlifierek, pomp, wentylatorów a nawet... pierwszych gramofonów! Na początku XX wieku zostały one wyparte przez silniki elektryczne oraz spalinowe.
    Choć... Jak pod koniec życia napisał sędziwy Robert Stirling "gdyby stal bessemerowską wynaleziono 30 lat wcześniej, moje silniki byłyby teraz w powszechnym użyciu"...
    Początek lat 50-tych XX wieku dał małą "iskierkę" w tej dziedzinie. Firma Philips wdrożyła na krótką metę do produkcji przenośny generator prądu zasilany silnikiem Stirlinga. Wyglądało "toto" jak znane nam współcześnie przenośne generatory napędzane silnikami spalinowymi. Nie było tam zbiornika na paliwo, ale mała szuflada gdzie mieścił się palnik prymusa zasilanego benzyną. Aby uruchomić silnik, należało rozpalić prymus, odczekać aż silnik osiągnie właściwą różnicę temperatur i pociągnąć za linkę rozrusznika. Urządzenie dawało moc "aż" 200 watów i mimo że było wręcz rewolucyjne w swoim pomyśle, szybko zaniechano jego produkcji.
    Silnik Philipsa został zaprojektowany do zasilania nadajników i odbiorników radiowych - dlatego też jego moc była niewielka. Patent został w latach 60-tych wykupiony przez koncerny samochodowe i po kilku całkiem udanych próbach jego zastosowania został odłożony do "archiwum"....
    Na prawie 50 lat zaniechano poważnych, przemysłowych prób z tymi silnikami. Prym wiedli hobbyści, amatorzy nowych technologii, wynalazcy, a także co poniektóre ośrodki naukowe - bo wszak dopiero od niedawna sprawność silników benzynowych i wysokoprężnych jest większa od sprawności silnia Stirlinga! Dlaczego więc ich nie produkujemy? Mamy przecież zupełnie nowe materiały, o których nie marzyli producenci silników Stirlinga jeszcze 50 lat temu. Niestety, klasyczny silnik Stirlinga, z uwagi na swoją budowę, te wszystkie korbowody, tłoki, mimośrody - jest silnikiem stosunkowo skomplikowanym, a przez to drogim w produkcji. W ostatnich dwudziestu latach przemysł "wraca" do silników Stirlinga, ale w tych dziedzinach gdzie jest to opłacalne. Szwedzi zbudowali kilka okrętów podwodnych napędzanych Silnikiem Stirlinga. Część "ciepła" tego silnika jest ogrzewana chemiczną reakcją egzotermiczną łączenia chloru z sodem do postaci soli kuchennej.
    Prowadzone są prace nad wykorzystaniem silników Stirlinga w przemysłowych układach kogeneracji, czyli wszędzie tam gdzie dysponujemy medium o wysokiej temperaturze a w dalszym cyklu produkcyjnym musimy to medium schłodzić, np. w klasycznej chłodni kominowej...
    NASA opracowała silnik Stirlinga ogrzewany reakcją promieniotwórczego pierwiastka. Silniki takie są już montowane do sond kosmicznych które polecą w odległe od Słońca rejony naszego układu.
    Rozpoczęto także produkcję domowych generatorów z klasycznym silnikiem Stirlinga. Gaz dostarczany do domu w celu jego ogrzewania, wpierw ogrzewa silnik, który produkuje energię elektryczną na potrzeby domowe. Mamy więc dwa w jednym - medium "energetyczne" gaz - służy i do ogrzewania i do "świecenia".
    Jak napisałem powyżej, szersze wykorzystanie silników Stirlinga nie jest możliwe bez zmniejszenia ich kosztów, a więc uproszczenia budowy takiego silnika.
    Wiem że trwają prace nad różnymi, ciekawymi rozwiązaniami tego problemu. Mam nadzieję, że mój pomysł jest krokiem w tym właśnie kierunku. Wydaje mi się iż moje rozwiązanie powinno radykalnie zmniejszyć koszty wytwarzania tych silników. Udało się z klasycznego silnika usunąć wszystkie skomplikowane tłoki, korbowody - sprowadzając wszystko do ruchu obrotowego, przy jednoczesnej modułowej budowie takiego silnika...
    Obieg Carnota jest odwracalny!
    Dlatego też w chwili obecnej produkowane są urządzenia chłodzące do osiągania skrajnie niskich temperatur - oparte o silnik Stirlinga. Jest to obecnie najtańszy sposób osiągania niskich temperatur na skalę laboratoryjną i przemysłową!

    Teoretycznie, możliwe że odpowiedni panel złożony z "moich" silników, mógłby służyć do ogrzewania czy chłodzenia domów czy hal produkcyjnych. Ale to tylko teoria... Do sprawdzenia....

    Jak napisałem powyżej, szersze wykorzystanie omawianych silników nie jest możliwe bez zmniejszenia ich kosztów, a więc uproszczenia budowy takiego silnika.

    Jakieś dwa lata temu, zupełnie przypadkowo natrafiłem na stronę poświęconą silnikom Stirlinga. Zacząłem szukać, z wielką ciekawością oczekując, że gdzieś trafię na "mój" pomysł. I im dłużej szukałem, tym bardziej byłem zdumiony, że nigdzie tego znaleźć nie mogę. Jednocześnie rozpocząłem próby "hobbystyczne" niejako, prowadzące do sprawdzenia praktycznego mojego pomysłu.

    Wiosną 2010 roku zebrałem się na odwagę i zacząłem korespondencję z osobą - nazwijmy ją "Autorytetem od Stirlinga". Podesłałem Autorytetowi rysunki, schematy i informacje. Po dwóch tygodniach oczekiwania dostałem bardzo pochlebną opinię wraz z sugestią szybkiego patentowania mojego rozwiązania z uwagi na jego nowatorstwo.

    Beztłokowy rotacyjny silnik według koncepcji Wąsowskiego (wersja nr 2 = WASE2) jest rodzajem silnika cieplnego zewnętrznego spalania. Różnica temperatur na powierzchniach silnika jest przetwarzana na pracę mechaniczną. Ideą pomysłu jest łatwe łączenie szeregowo-równoległe poszczególnych modułów do postaci płaskich paneli. Każdy panel posiada indywidualną prądnicę / alternator/.

    Panel może być wykorzystany do odzyskiwania energii traconej w produkcji przemysłowej / kogeneracja/, jako źródło zasilania hybrydowego pojazdu samochodowego, a także jako generator prądotwórczy, który może być łatwo wykorzystany i w gospodarstwie domowym i ... na Księżycu!

    Silnik jest niezwykle prosty w budowie, dlatego jego koszt wytwarzania będzie bardzo mały, (wysoki koszt był podstawową wadą dotychczasowych rozwiązań). Zastosowana: układy kogeneracji, samochody hybrydowe, przenośne generatory prądu elektrycznego.

    Źródłem ciepła może być każdy rodzaj energii cieplnej: od wszelkich klasycznych paliw organicznych, poprzez energię nuklearną, geotermalną, chemiczną reakcję egzotermiczną /np. łączenie sodu z chlorem do postaci soli kuchennej/.

    Silnik Stirlinga potrzebuje chłodzenia - z uwagi na to iż jest to silnik "różnicowy" - czyli jego sprawność zależy od różnicy temperatur na jego powierzchniach roboczych. Chłodzić można wodą, powietrzem lub każdą inną endotermiczną reakcją chemiczną.

    Od maja trwała procedura patentowa. W końcu mój wniosek został już przyjęty, zaś w ciągu najbliższych miesięcy rozpocznie się procedura zastrzegania mojego pomysłu w innych krajach, i może też masowa produkcja...

    Jednocześnie trwają prace nad wykonaniem "pół-przemysłowego" silnika. Oceniam, iż powinno się udać osiągnąć moc na wyjściu około 800-1000 W. Ten pierwszy silnik, posłuży do optymalizacji kilku parametrów, co w kolejnych modelach poprawi jego osiągi.

    Silnik, nad którym pracuję jest "mutacją" mojego pomysłu silnika sprzed 30 lat. Pierwowzór (WASE1) jest także opatentowany. Pracę nad nim rozpocznę po zdobyciu doświadczeń nad obecnie wykonywanym modelem. WASE1 - w stosunku do WASE2, jest dużo prostszy, zawiera ponad połowę mniej elementów. Powinien być także zdecydowanie tańszy w masowej produkcji. Wymaga jednak ogromnej precyzji wykonania, niemożliwej do osiągnięcia "domowym sposobem".

    Wiem że trwają prace nad różnymi, ciekawymi rozwiązaniami tego problemu. Mam nadzieję, że mój pomysł jest krokiem w tym właśnie kierunku. Wydaje mi się iż moje rozwiązanie powinno radykalnie zmniejszyć koszty wytwarzania tych silników. Udało się z klasycznego silnika usunąć wszystkie skomplikowane tłoki, korbowody - sprowadzając wszystko do ruchu obrotowego, przy jednoczesnej modułowej budowie takiego silnika...

    Pozdrawiam
    Andrzej Wąsowski

    Link na filmik obrazujący zasadę działania poniżej:
    http://www.youtube.com/watch?v=iWRGyRHGaxU

    Dodano po 1 [godziny] 59 [minuty]:

    CD...
    Kilka obrazków

    1. Klasyczny schemat silnika Stirlinga:
    Silnik Stirlinga / moje pomysły i informacje/
    Jak widać silnik składa się z dwóch cylindrów. Jeden, mniejszy - jest klasycznym siłownikiem pneumatycznym, który wykonuje pracę i stanowi dodatnie sprzężenie zwrotne w układzie.
    Drugi cylinder, zresztą może to być każdy kształt "pojemnika", szczelnego, hermetycznego i połączonego rurką z cylindrem pracy.
    W cylindrze / "pojemniku"/ znajduje się gaz roboczy, najczęściej powietrze, najlepiej hel lub wodór / o czym jeszcze napiszę w innym miejscu/. Pojemnik ten ma dwie ścianki, jedna jest ogrzewana a druga chłodzona równocześnie. W pojemniku znajduje się rodzaj ruchomego tłoka, nie dotykającego ścianek cylindra. Tłok wykonany z materiału nieprzewodzącego ciepło, ma za zadanie "przepychać" medium robocze od ścianki "zimnej" do "ciepłej" i na odwrót. Tłok taki nazywa się po polsku "wypornikiem" - ang. displacer.
    Tłoczyska obu cylindrów połączone są ze sobą mechanicznie za pomocą korbowodów tak by całość pracowała w odpowiednich fazach w stosunku do siebie...

    Ten sam klasyczny układ - na moim odręcznym rysunku / tak na szybko/
    Silnik Stirlinga / moje pomysły i informacje/

    A tutaj silnik z obrotowym tłokiem i siłownikiem pracy / klasycznym/
    Silnik Stirlinga / moje pomysły i informacje/

    Poniżej zasada mojego pomysłu - czyli podwójny układ dwóch rotacyjnych wyporników "pracujących" na wspólny siłownik.
    Dzięki temu otrzymujemy dwa razy większe ciśnienie pracy - jako różnicę ciśnień powstających w cylindrach z tłokami pracującymi w przeciwnych fazach
    Silnik Stirlinga / moje pomysły i informacje/

    Ale ja poszedłem jeszcze dalej, eliminując siłownik a zastępując go silnikiem pneumatycznym osadzonym na wspólnej osi z wypornikami:
    Silnik Stirlinga / moje pomysły i informacje/

    Całość wygląda tak:
    Silnik Stirlinga / moje pomysły i informacje/

    Reszta później....
  • IGE-XAO
  • #10
    DDD83
    Poziom 10  
    1 - jaką to ma sprawność ?? jak jest ze sprawnością w przypadku "skalowania" wielkości silnika ? Ile ma ważyć taki silnik w konkretnej wersji o konkretnej mocy ?
    2- jaki to ma sens ? Skoro można naprodukować hektolitry biodiesla i hektolitry spirytusu z "byle czego" ostatecznie nawet z trocin czy makulatury i nie trzeba wymyślać takich silników tylko lać inne paliwo do już istniejących poza tym spirytus to czyste paliwo nie dymi nie kopci nie truje !
    3- czy jest już jakiś działający prototyp ??
  • #11
    deckdog
    Poziom 10  
    Odpowiem pojutrze bo na dwa dni jadę na Automaticon...
    Pozdr
    AW

    Dodano po 2 [minuty]:

    _jta_ napisał:
    :arrow: deckdog, 01 Kwi 2011 22:13 Re: Samochody z napędem elektrycznym
    Może mój wynalazek się spodoba? (i 3 linki), poniżej Linki są na informacje o moim patencie.
    - wciąż nie widzę żadnej informacji, czego ma dotyczyć ten wynalazek, co ma być pod tymi linkami...
    może coś wynika z nazwy w linku: silnik-beztlokowy-rewelacyjna-technologia-z-polski - ale niewiele.
    Czy tak trudno jest napisać po linijce streszczenia do całości, i do każdego podawanego linku?

    Przydałoby się określić, co właściwie jest tematem, bo "moje pomysły i informacje" to zbyt ogólnie.

    1. Wynalazek dotyczy silnika Stirlinga - to powinno wystarczyć!
    2. Streściłem powyżej!
    AW
    PS
    Bardziej "łopatologicznie" nie potrafię...
    :) :) :)

    Dodano po 25 [minuty]:

    DDD83 napisał:
    1 - jaką to ma sprawność ?? jak jest ze sprawnością w przypadku "skalowania" wielkości silnika ? Ile ma ważyć taki silnik w konkretnej wersji o konkretnej mocy ?
    2- jaki to ma sens ? Skoro można naprodukować hektolitry biodiesla i hektolitry spirytusu z "byle czego" ostatecznie nawet z trocin czy makulatury i nie trzeba wymyślać takich silników tylko lać inne paliwo do już istniejących poza tym spirytus to czyste paliwo nie dymi nie kopci nie truje !
    3- czy jest już jakiś działający prototyp ??


    1. O sprawności napisze osobno
    2. Sens ma taki, że w większości zakładów przemysłowych jest nadmiar ciepła które trzeba schłodzić / medium: powietrze, woda, para itp/ - zużywając energię.
    Stosując taki silnik odzyskujemy częśc traconej energii
    3. Po próbach na mała skalę / ="garażowych"/ - własnie jestem na etapie kończenia prototypu, który będzie testowany na Politechnice

    Pozdr
    AW
  • #12
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Cytat:
    2. Sens ma taki, że w większości zakładów przemysłowych jest nadmiar ciepła które
    trzeba schłodzić / medium: powietrze, woda, para itp/ - zużywając energię.
    Stosując taki silnik odzyskujemy częśc traconej energii

    Tam, gdzie jest nadmiar ciepła, i potrzeba chłodzić, różnica temperatur powoduje przepływ ciepła
    - jeśli wykorzysta się ją do wytwarzania energii, przepływ ciepła się pogorszy, i potrzeba będzie
    większych rozmiarów układu do rozpraszania ciepła. Podobnie jest z elektrowniami wodnymi - żeby
    płynąca woda dawała energię, trzeba jej ułatwić przepływ, poszerzając koryto rzeki poniżej tamy,
    buduje się zbiornik powyżej niej - opór przepływu maleje, i tylko tam, gdzie woda wykonuje pracę,
    nie pozwala się jej płynąć swobodnie, tylko puszcza przez turbiny (na ogół łatwiej zbudować tamę,
    by woda utworzyła zbiornik - w zbiorniku prawie nie traci energii na opory przepływu, zaoszczędzoną
    w ten sposób energię oddaje w turbinach) - ceną jest dodatkowy teren zajęty przez zbiornik i rzekę.

    Cytat:
    1 - jaką to ma sprawność ?

    Co do silnika Stirlinga - o ile pamiętam, tam miał być jakiś wymiennik ciepła, bez niego sprawność
    jest dużo gorsza od teoretycznej - a jakoś go nie widzę na rysunkach Andrzeja Wąsowskiego.

    Chyba prostą metodą podwyższenia sprawności klasycznego silnika Stirlinga jest użycie dziurawego
    "wypornika" z materiału o dużej pojemności cieplnej - powietrze przechodząc przez dziury ogrzewa się,
    albo ochładza, nie zużywając do tego ciepła z grzejnika, ani nie oddając go do chłodnicy. Eliminuje to
    straty związane ze zmienianiem temperatury powietrza, trzeba tylko dostarczać ciepło zużywane przy
    wykonywaniu pracy przez siłownik - oczywiście w przybliżeniu, powietrze ogrzewa "wypornik" wtedy,
    gdy jest od niego nieco cieplejsze, chłodzi gdy nieco chłodniejsze, to "nieco" powoduje straty.
  • #13
    jankolo
    R.I.P. Zasłużony dla elektroda
    Posty uprzednio usunięte z forum scalilem z tematem. Z tego powodu usunąłem pierwszy akapit postu kolegi _jta_.
  • #14
    deckdog
    Poziom 10  
    Witam i dziękuję za uwagi. Miałem napisac o rodzajach silników Stirlinga by przejśc do szczegółów ale jak widzę muszę zmienić kolejność

    Filmy nie pokazują bardzo istotnych detali - np faktycznego kształtu obrotowego wypornika oraz regeneratora - co stanowi istotę patentu.
    Generalnie - przygotowuję jakby trzy wersje silnika - różniące się szczegółami wykonania wypornika oraz regeneratora - dwa typy to moje wersje a trzeci typ mam "zapozyczony" od Profesora Bieniasza z Politechniki Rzeszowskiej.

    Jeżeli chodzi o sprawność to silnik Stirlinga jest najbardziej zblizony w swej istocie do idealnego cyklu Cartnota. Stąd sprawność = 1-Tc/Th
    Gdzie Tc - temperatura części "zimnej"
    Th - analogicznie temperatura części "gorącej"

    Dla róznicy temperatur 100 st C mamy sprawnośc 27%
    dla 200 st C - 42%
    dla 300 st C - 52%

    cisnienia
    Jezeli załozymy że jest to przemiana izochoryczna - dla róznicy temp = 100 st C w jednym cylindrze otrzymujemy +0,36 bara w stosunku do cisnienia atmosferycznego - w drugim cylindrze minus 0,36 bara.
    Na siłownik lub silnik oddziaływuje maksymalnie dla takiej róznicy temperatur 0,72 bara

    Dla róznicy temp = 200 st C - otrzymujemy maksymalne cisnienie różnicowe 1,46 bara - co w zupełności wystarcza do obracania silnikiem pneumatycznym - co sprawdzałem!

    Wielkość komór w prototypie dobrałem doswiadczalnie tak, by otrzymac wystarczająco duży przepływ powietrza - bo nie tylko cisnienie jest istotne!

    Dzis tyle "wykładu"

    Pozdr
    AW

    PS
    O regeneratorze przygotuję osobny "wykład"
    :)

    PS2
    Oczywiście nie można "iść" z temperaturą części "gorącej" zbyt do góry - bo pojawiają się problemy materiałowe.
    Ja mam wszystkie elementy zaprojektowane i dobrane do temperatury maksymalnej 300 st C, choć robiłem testy "zmęczeniowe" osiagając około 350-400 stopni /chwilowo/
  • #15
    deckdog
    Poziom 10  
    Witam!
    Dalsza część "wykładu" o Silnikach Stirlinga niebawem...

    Dziś krótkie sprawozdanie:

    Witam!
    Prace nad prototypem wciąż trwają!
    Mam już - mimo jeszcze nie uruchomionego prototypu - kilka kolejnych
    pomysłów jak zwiększyć efektywność silnika oraz zrobić by był niemal w
    pełni "automatyczny" - czyli startował jak tylko powstanie różnica
    temperatur.
    Hehe - czegoś takiego jeszcze nikt w tych silnikach nie wymyślił!
    :)
    Zrobiłem próby - po długich poszukiwaniach i doświadczeniach z wieloma
    zworkami zwrotnymi - fragmentu patentu czyli elementu zamieniąjcego
    naprzemienna pulsację ciśnień w jednostajny przepływ.
    Czyli pneumatyczny mostek Graetza. Zmienny przepływ symuluję zwykłym
    siłownikiem - całość działa zdumiewająco dobrze. Jestem zaskoczony
    wynikiem - aż tak, że widzę iż to rozwiązanie może mieć zastosowanie w
    wielu dziedzinach do produkcji energii z miejsc gdzie do tej pory
    uważano że nie da się nic "wycisnąć" - np wolno płynące rzeki o małych
    spadkach czy stosunkowo małe podmuchy powietrza lub fale morskie...

    Nie mam gotowego silnika pneumatycznego. Robiłem próby z kilkoma
    silnikami z narzędzi pneumatycznych. Niestety chyba nie osiągnę w moim
    silniku takich ciśnień i przepływów powietrza by uruchomić te
    silniczki. Dlatego zrobiłem próby z turbinka dentystyczną a potem
    zaprojektowałem podobną ale skali dziesięć razy większą. Niestety na
    razie nie wyszło wykonanie i muszą mi wirnik zrobić ponownie. Ale
    zasada działania jest poprawna i muszę przyznać że wykonawcy na
    Politechnice z niedowierzaniem kręcili głowami - że jeszcze nikt
    takich silniczków nie produkuje - bo sami widzą zastosowanie
    wszelakie!

    Czekam teraz na wykonanie elementów na politechnice oraz u wykonawcy
    co robi mi fragmenty z teflonu - głównie mojego pomysłu
    uszczelnienia. Też się pochwalę - że fachowcy na Polibudzie orzekli że
    pomysł na uszczelnienie doskonały i bardzo profesjonalny, i też się z
    takim podejściem do uszczelniania elementów nie zetknęli.

    Generalnie idea silnika jest prosta ale musi być wszystko dokładnie wykonane i zawiera w sobie wiele drobnych a przemyślanych elementów
    usprawniających jego działanie.

    Wszystko też mam zaprojektowane z użyciem standardowych elementów
    przemysłowych, tak by można było zamawiać do kolejnych modeli
    podzespoły standardowe od różnych producentów. Mam już rozpracowane
    kolejne rozwiązania które pozwolą na uproszczenie i potanienie
    produkcji - bo prototyp wyjdzie dość drogo...

    Generalnie - w ciągu jakichś dwóch tygodni będę miał już wszystkie składowe podzespoły i zacznę montaż...

    Pozdr
    AW


    PS
    Czy wiecie - bo ja dowiedziałem się zupełnie niedawno - że pierwszy
    silnik prototypowy jaki zbudował Robert Stirling miał sprawnośc 16%. A
    w tym czasie najlepsze silniki parowe miały sprawnośc TYLKO 4%!!!!!
    Zadziwiające że te silniki "przegrały" rywalizaje z innymi silnikami!


    AW
    Silnik Stirlinga / moje pomysły i informacje/
  • #16
    deckdog
    Poziom 10  
    Miło mi poinformować że prace nad silnikiem trwają!

    Jeżeli chodzi o silnik - złożyłem jeden dwukomorowy moduł. Przeprowadzone zostały próby ciśnieniowe. Wszystko wyszło jak trzeba - bo nieszczelności były przyczyną nie zadziałania poprzedniego silnika.
    Przeprowadziłem też mała próbę "termiczną". Z braku czasu i chwilowych możliwości doszedłem do temperatury części "ciepłej" ok 90-100 st C przy temperaturze części "zimnej" ok 15 st C.

    Osiągnąłem mniejsze ciśnienie niż wskazują wzory - ale zadziwiła mnie pozytywnie szybkość "odpowiedzi" układu na obroty wałem. Czyli w sposób natychmiastowy zmienia się ciśnienie / skokowo/
    Klasyczny silnik Stirlinga jest pod tym względem lepszy - bo powietrze przepychane od ścianki zimnej do ciepłej ma lepsze warunki wymiany ciepła. Tłok obrotowy - jak w moim przypadku - w założeniu nie ma tak dobrych warunków przekazywania energii.

    A tutaj - niespodzianka! Żadnej zwłoki czasowej! Co pół obrotu wałem - od razu skok ciśnienia!
  • #17
    noHuman
    Poziom 9  
    Mnie jedna rzecz zastanawia,
    Sprężarka nie tłokowa tylko jakaś "łopatkowa"/"A'la silnik vangla" (tłokowe wymagają więcej przemyśleń i prw. rozrządu) spręża powietrze(lub jakiś lepszy czynnik roboczy) do cienkiego przewodu wężownicy gdzie się nagrzewa i zwiększa objętość i po nagrzaniu się wchodzi do silnika pneumatycznego (praktycznie identyczny z tą sprężarką) i wchodzi do kolejnej wężownicy tym razem zimnej gdzie się ochładza i zmniejsza objętość po czym od początku
    sprężarka i silnik pneumatyczny są połączone wałem


    cechy:
    - duży wymiennik ciepła przy małych stratach mechanicznych=> duże powierzchnie wymiany ale małe elementy mechaniczne
    - podobna złożoność do stirlinga
    - na przykład, przewód gorący to kolektor słoneczny, przewód zimny to gruntowy wymiennik ciepła
    - inny przykład, przewód gorący to płaszcz powietrzny kominka a przewód zimny to ogrzewanie podłogowe w domu
    - wydajność powinna być podobna do stirlinga ?? identyczne przemiany jak rozumiem

    I dlaczego Ludzie zajmują się stirlingami skoro to powinno być lepsze na pierwszy rzut oka?

    Czego Ja nie rozumiem ?? (to nie jest pytanie retoryczne)
  • #18
    zdziklo1
    Poziom 1  
    Silnik parowy pracujący na słomę/brykiety byłby idealny do kombajnów w polu, gdyż popiół nawoziłby ziemię, a słoma z pola mogłaby być bezpośrednio wykorzystywana jako paliwo.:idea:Trudno byłoby też nałożyć akcyzę na wszystko co się pali.:D
  • #19
    ^ToM^
    Poziom 36  
    deckdog napisał:
    A czyż nie prościej zamiast pędzić etanol - zastosować mój silnik?
    Dorzucić do kociołka trochę paliwa - dowolnego: drewno, słoma, brykiety - i JECHAĆ w siną dal?


    Od parowozów już dawno odeszliśmy. Wszyscy zdają sobie sprawy, że spalanie węgla i wody (węglowodanów czyli celulozy) jest mało efektywne stąd od dawna używamy silników na węglowodory (czyli benzyna, gaz, olej). Raczej nie łudźcie się, że ktoś kiedyś zacznie produkować samochody na słomę. W każdym, razie winszuję pomysłów i chęci do zrobienia czegoś nietypowego.

    Dodam jeszcze że nowoczesne silniki diesla mają sprawność rzędu 40% natomiast duże silniki stacyjne zakładów HC Poznań mają sprawność ponad 50% (dokładnie 58% od paliwa do wału mierząc).

    http://www.hcp.com.pl/hcp_oferta/ofe_silniki.html

    Pozdrawiam:)
  • #20
    sonne2
    Poziom 21  
    Cytat:
    Od parowozów już dawno odeszliśmy. Wszyscy zdają sobie sprawy, że spalanie węgla i wody (węglowodanów czyli celulozy) jest mało efektywne stąd od dawna używamy silników na węglowodory (czyli benzyna, gaz, olej). Raczej nie łudźcie się, że ktoś kiedyś zacznie produkować samochody na słomę. W każdym, razie winszuję pomysłów i chęci do zrobienia czegoś nietypowego.

    Dodam jeszcze że nowoczesne silniki diesla mają sprawność rzędu 40% natomiast duże silniki stacyjne zakładów HC Poznań mają sprawność ponad 50% (dokładnie 58% od paliwa do wału mierząc).

    http://www.hcp.com.pl/hcp_oferta/ofe_silniki.html

    Pozdrawiam:)

    A zwykły elektryczny silnik ma sprawność ponad 90%, a silniki nadprzewodnikowe sprawność bliską 100%...
    Więc nie pisz, że Stirling to jakiś przeżytek, a Diesel super wydajny silnik.
  • #21
    noHuman
    Poziom 9  
    Stirling wykorzystuje rozszerzanie i "kurczenie" się gazu roboczego a zwykłe silniki spalinowe tylko rozszerzanie więc powinien dać 2 razy więcej mocy z tego samego paliwa

    problemem stirlinga jest współczynnik mocy do masy/mocy do rozmiaru który jest wieeele słabszy od silnika spalinowego i na oko z dwa rzędy wartości gorszy od turbiny gazowej

    Trudno sobie wyobrazić elektrownie która jest parę razy droższa w budowie i w utrzymaniu (więcej części do zepsucia, więcej techników do zatrudnienia) a do tego jest wielkości kilku małych miast ;)

    W samochodzie jeśli silnik waży ponad 50% masy samochodu to zysk z teoretycznej wydajności będzie zjedzony na wożenie tego ciężkiego silnika tam i z powrotem .... o samolotach nie wspomnę bo nie jestem pewny że to w ogóle by się wzbiło w powietrze



    ps: istnieje coś takiego jak "vacum engine" który wykorzystuje "kurczenie"
  • #23
    noHuman
    Poziom 9  
    silniczek próżniowy widziałem na youtube działający model wielkości dwóch pięści, ale fakt do zastosowań w praktyce (przemysł motoryzacja) się nie nadaje, to taka pokazowa zabawka na lekcje fizyki jak większość stirlingów

    założyłem wątek o "stirlingu" na silnikach krokowych który powinien dać lepszą wydajność (w teorii) niż stirling ponieważ pozwala lepiej dopasować ruchy tłoków do cyklu Carnota
  • #24
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Teoretyczna granica sprawności silników cieplnych, którym dostarcza się ciepło w temperaturze T1, a odbiera w temperaturze T2,
    jest η = 1-T2/T1, co odpowiada Q1/T1 = Q2/T2, gdzie Q1 to ilość ciepła dostarczonego, Q2 - ilość ciepła odebranego (i W = Q1-Q2
    jest pracą wykonaną przez silnik). Jeśli gdziekolwiek w silniku następuje jakiś przepływ ciepła między różnymi temperaturami bez
    generowania pracy, to sprawność musi być gorsza. W cyklu Carnota takich przepływów nie ma: są dwa ruchy tłoka bez przepływu
    ciepła, i dwa z przepływem ciepła między jednakowymi temperaturami. W silniku Stirlinga, jeśli spróbujemy ogrzewać zimny gaz
    ciepłem o temperaturze wyższej, to wygenerujemy straty - w celu podniesienia sprawności stosuje się magazynowanie ciepła
    (gaz płynie na zmianę w dwie strony przez ośrodek porowaty, którego temperatura powoli zmienia się wzdłuż drogi przepływu
    - dzięki temu gaz oddając, bądź otrzymując ciepło ma temperaturę prawie taką, jak ten ośrodek, który magazynuje ciepło).
    Idealnie wykonany silnik Stirlinga z takim magazynowaniem ciepła powinien mieć taką samą sprawność, jaką daje cykl Carnota.
  • #25
    Labuś
    Poziom 14  
    Idealnie wykonany silnik Stirlinga ma jeszcze inne ograniczenia a mianowicie czynnik roboczy odgrywa podstawową rolę w możliwości uzyskania maksymalnej sprawności.
    Najbardziej odpowiedni jest wodór potem hel i nie chodzi tu wyłącznie o wykładnik adiabaty ale też o indywidualną stałą gazową.Silnik Stirlinga dużej mocy posiada też duże przestrzenie szkodliwe w postaci chłodnicy i nagrzewnicy[wymienników ciepła],oraz regeneratora w którym też nieuniknione są straty.
    Od idealnego silnika Carnota odróżnia go szybkość pracy ponieważ idealny cykl Carnota jest nieskończenie wolny,w praktyce niemożliwy do zrealizowania z powodu nieskończenie małej wydajności.Przyspieszenie go powoduje spadek sprawności ponieważ prowadzi do procesów nieodwracalnych.
    Jest jednak możliwe zbudowanie silnika który pracował by szybko i realizował zamknięty obieg Carnota czyli izoterma dolna adiabata izoterma górna adiabata.
    'Wolne' przemiany izotermiczne mogą być przemianami fazowymi czynnika/parowaniem ,skraplaniem/ i wówczas silnik może pracować wydajnie.
    Oczywiście silnik taki będzie miał wszystkie ''ziemskie'' ograniczenia jak tarcie ,lepkość ,niedoskonałość wymiany cieplnej ,nieodwracalne procesy zachodzące w kontakcie czynnika roboczego z rzeczywistymi elementami silnika o różnej temperaturze.
  • #26
    _jta_
    Specjalista elektronik
    12 Lip 2011 00:25 Labuś napisał:
    Najbardziej odpowiedni jest wodór potem hel i nie chodzi tu wyłącznie o wykładnik adiabaty ale też o indywidualną stałą gazową.

    To znaczy o jaki parametr tych gazów? Bo w równaniu Clapeyrona występuje uniwersalna stała gazowa.
  • #27
    Labuś
    Poziom 14  
    Indywidualna stała gazowa dla wodoru to 4120J/kg*K dla helu 2080J/kg*K .
    Powietrze ma tylko 287J/kg*K a wykładnik izentropy k=1,4.
    Indywidualna stała gazowa równa jest pracy wykonanej przez 1 kg gazu podgrzewanego o 1 kelwin (stopień Celsjusza) podczas przemiany izobarycznej.
    Wszelkie informacje dotyczące sprawności,przydatności czynników termodynamicznych czy konkretnych rozwiązań można znaleźć w książce
    Stefana Żmudzkiego pt. ''Silniki Stirlinga'' /180stron/
  • #29
    Labuś
    Poziom 14  
    Właśnie ten gram wodoru przebywa drogę między tłokiem a wypornikiem poprzez nagrzewnicę ,regenerator i chłodnicę generując po drodze straty przepływu .
    Wodór posiada też najkorzystniejszy współczynnik przewodzenia ciepła,oraz jego lepkość też jest najmniejsza.
  • #30
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Zamiast grama wodoru może być 14.5g powietrza - będzie miało takie samo ciśnienie w tych samych temperaturach,
    i taką samą pojemność cieplną. Natomiast zaletą wodoru jest (1) mniejsza lepkość (2 razy mniejsza, niż ma powietrze)
    - pozwala zmniejszyć straty przepływu przy takiej samej geometrii; i (2) największy ze wszystkich gazów współczynnik
    przewodzenia ciepła, przez co łatwiej go szybko ogrzewać i chłodzić. Ale hel ma większą lepkość od powietrza.

    Być może ograniczona (i mała) przewodność cieplna gazów jest powodem, że silnik Stirlinga rzadko jest stosowany
    - działanie silników spalinowych o wewnętrznym spalaniu nie wymaga przewodzenia ciepła przez gaz roboczy.