Silnik Stirlinga. Czy można przewidzieć, że to zadziała?

Witam! Zainteresowały mnie silniki Stirlinga. Parę dni spędziłem na zrozumieniu zasady działania i już trochę rozumiem. Postanowiłem sobie zbudować działający silnik. Założyłem, że ma to być silnik typu alfa. Chciałbym, żeby był jak najsprawniejszy. Zdaję sobie sprawę, że domowym sposobem nie można wykonać uszczelnienia tłoków, a chciałbym do komory roboczej wpuścić hel i trochę podnieść ciśnienie powiedzmy do 3 Bar. W związku z tym szukam sposobu by ominąć coś takiego jak tłok. Jedyne co mi przychodzi do głowy to zastosować komory jako spłaszczone o dużej średnicy i zamiast tłoków membrana, która by się wychylała w jakimś stopniu. Pytanie nie wiem czy w to iść. Zapewniło by to bezproblemową szczelność układu ale na membranie była by niekorzystna sprężystość. Oto rysunek jak by to miało mniej więcej wyglądać.

Powinno zadziałać.
Tu masz podobną konstrukcję.

bambus94 wrote:

Powinno zadziałać.
Tu masz podobną konstrukcję.

To ma być ten link ?

resetmen wrote:

Jedyne co mi przychodzi do głowy to zastosować komory jako spłaszczone o dużej średnicy i zamiast tłoków membrana, która by się wychylała w jakimś stopniu.

Membrana w postaci płaskiej blachy nie będzie "chciała" się wychylać bo wymaga to rozciągania materiału, zapewne powinieneś użyć karbowanej

Albo mieszka

Co powoduje że rozwiązanie przestaje być atrakcyjne do DIY.
Może kup jakąś książkę z gotowymi planami silników do wykonania, albo szukaj, w internecie, pomysłów możliwych do wykonania, bez użycia maszyn .

To czy zadziała, to zależy od prawidłowego doboru wszystkich parametrów silnika,

jarek_lnx wrote:

Membrana w postaci płaskiej blachy nie będzie "chciała" się wychylać bo wymaga to rozciągania materiału, zapewne powinieneś użyć karbowanej

Albo mieszka

Mówiąc o membranie myślałem o membranie wykonanej z nierozciągliwego cienkiego materiału textylnego pokrytego silikonem 350°C. Nawet wykonałem takie membrany i cały silnik ale nie chciałem pokazywać bo nie zadziałał. Za dużo w nim było luzów i pojemność przestrzeni tłokowej za duża w stosunku do pojemności zmniejszanie i powiększanej przez tłok. Oto ta membrana tylko docelowo średnica kółka ( monety) ma być sporo większa.Przy takiej membranie występują małe opory przy wychylaniu ale występuje trochę sprężystość.

Jak zobaczyłem ten mieszek to pierwsze co mi przyszło do głowy to termostat z malucha. Tam jest mosiężny taki mieszek.

Myślę że wykonanie takiego mieszka w domowych warunkach też jest możliwe. Jeśli nie wyoblanie na tokarce to hydroforming.

resetmen wrote:

Mówiąc o membranie myślałem o membranie wykonanej z nierozciągliwego cienkiego materiału textylnego pokrytego silikonem 350°C

Takiego sposobu nie brałem pod uwagę, wydaje się dobry, ale jak sam napisałeś

resetmen wrote:

Nawet wykonałem takie membrany i cały silnik ale nie chciałem pokazywać bo nie zadziałał. Za dużo w nim było luzów i pojemność przestrzeni tłokowej za duża w stosunku do pojemności zmniejszanie i powiększanej przez tłok.

Zrobienie czegoś sensownie działającego z takiej membrany też nie jest proste.

jarek_lnx wrote:

resetmen wrote:

Nawet wykonałem takie membrany i cały silnik ale nie chciałem pokazywać bo nie zadziałał. Za dużo w nim było luzów i pojemność przestrzeni tłokowej za duża w stosunku do pojemności zmniejszanie i powiększanej przez tłok.

Zrobienie czegoś sensownie działającego z takiej membrany też nie jest proste.

Muszę zniwelować luzy i przede wszystkim komory tłokowe czyli słoiki o wysokości 7 cm praktycznie całe zalać np. gipsem. Chcę zostać przy słoikach szklanych bo jest tanio i jest proste mocowanie membrany i proste wiercenie otworów w szkle frezem diamentowym.

Porywasz się na głęboką wodę, a najpierw zrób jakąkolwiek wersję ale działająca, tego silnika.

Rezystor240 wrote:

Porywasz się na głęboką wodę, a najpierw zrób jakąkolwiek wersję ale działająca, tego silnika.

Mam plan udoskonalać wersję, którą zacząłem. Baza jakaś już jest tylko trzeba ją udoskonalać. Wiem, że to jest głęboka woda. Takie rzeczy się oblicza. Liczę na to, że trochę się przyłożę poeksperymentuje i chociaż silnik ruszy. Na razie się nie zniechęcam. Naoglądałem się naście filmów Stirlinga z puszek , schematów, rozwiązań itd. ale może przyjdzie moment, że będę musiał pokornie zacząć od zera.

Dodano po 2 [godziny] 17 [minuty]:

Tymczasem zorganizowałem posuwy i wrzeciono do koła zamachowego.

Skoro na filmach baz zaawansowanego warsztatu udało się zrobić silnik zasilany kubkiem gorącej herbaty zrobiony na bazie puszki piwa to postaraj się swój pierwszy projekt zrealizować w podobny sposób. Nie bądź perfekcjonistą, ci zbudowali Titanica a amatorzy Arkę Noego .
Poszukaj 4mm grubości kawałka plastiku, wywierć otwór na środku na śrubę 4mm, załóż dwie metalowe podkładki, między nie zamontuj gumowe uszczelki do głowic "pokręteł" kranowych, które będą trzymały plastik założony otworem na śrubę. Dokręć wszystko nakrętką i taki grzybek zamontuj w wiertarce. Tę zamontuj na stałe nawet w uchwycie zrobionym z drewna i po dodaniu na klocka podporowego o tak dobranej wysokości by jego górna krawędź znajdowała się nieco poniżej osi śruby grzybka, czymś ostrym np. przecinakiem do glazury albo zaostrzonym pilnikiem jak nożem tokarskim wytocz odpowiedni krążek będący podstawą tłoka.
Na początek zrób wersję niskociśnieniową z takim krążkiem-tłokiem i stalową puszką po piwie jako komorą.

RitterX wrote:

Skoro na filmach baz zaawansowanego warsztatu udało się zrobić silnik zasilany kubkiem gorącej herbaty zrobiony na bazie puszki piwa to postaraj się swój pierwszy projekt zrealizować w podobny sposób. Nie bądź perfekcjonistą, ci zbudowali Titanica a amatorzy Arkę Noego .
Poszukaj 4mm grubości kawałka plastiku, wywierć otwór na środku na śrubę 4mm, załóż dwie metalowe podkładki, między nie zamontuj gumowe uszczelki do głowic "pokręteł" kranowych, które będą trzymały plastik założony otworem na śrubę. Dokręć wszystko nakrętką i taki grzybek zamontuj w wiertarce. Tę zamontuj na stałe nawet w uchwycie zrobionym z drewna i po dodaniu na klocka podporowego o tak dobranej wysokości by jego górna krawędź znajdowała się nieco poniżej osi śruby grzybka, czymś ostrym np. przecinakiem do glazury albo zaostrzonym pilnikiem jak nożem tokarskim wytocz odpowiedni krążek będący podstawą tłoka.
Na początek zrób wersję niskociśnieniową z takim krążkiem-tłokiem i stalową puszką po piwie jako komorą.

Hmm. Muszę coś dodać od siebie na początek bo by mnie zanudziło robienie czegoś ze schematu internetowego. Dlatego przyjąłem za udoskonalenie zastosowanie " tłoków " membranowych i to mnie napędza do zrobienia tego silnika. Dzisiaj widziałem na YT silnik który był zbudowany podobnie tylko miał dwie membrany z balonów. Pięknie pracował. Czyli jest sens kombinowania z tymi membranami. I to ciśnienie i hel ( nie mylić z piekłem 😃) pociąga, że hej 😃 A wodór jeszcze bardziej tylko niestety się boję. Dzisiaj wytoczyłem otwór do zamocowania koła zamachowego i powiększyłem podkładki membran.

Prace trochę poszły do przodu. Jeszcze tylko rurką aluminiową połączyć komory. Trochę opory są przy kręceniu dlatego 30% daję na to, że silnik ruszy.Baza staje się coraz dokładniejsza.

Wg mnie opory działania takiej membrany będą większe jak klasycznego tłoka. Ciśnienie 3 bar trzeba będzie skompensować jakąś sprężyną. W takiej membranie w końcu też nastąpi zmęczenie materiału i pęknie.

sigwa18 wrote:

Wg mnie opory działania takiej membrany będą większe jak klasycznego tłoka. Ciśnienie 3 bar trzeba będzie skompensować jakąś sprężyną. W takiej membranie w końcu też nastąpi zmęczenie materiału i pęknie.

Zastanawiam się właśnie nad tą kompensacją ciśnienia. I kombinowałem żeby koło zamachowe odpowiednio dociążyć ale tak chyba nie można zrobić.

>>20515900
A w zwykłym tłoku też zastosujesz sprężynę kompensacyjną?
Przecież to bez sensu.

Film na 1 kwietnia:

bambus94 wrote:

>>20515900
A w zwykłym tłoku też zastosujesz sprężynę kompensacyjną?
Przecież to bez sensu.

Film na 1 kwietnia:

No tak racja.

Jeżeli chodzi o tytułowe pytanie - można powiedzieć, ze nie zadziała, przynajmniej tak jak jest obecnie.
Powody:
- obecnie martwa przestrzeń w słoikach jest dużo większa niż objętość robocza czyli to co membrana przepycha od pozycji maksymalnie wyciągniętej do maksymalnie wepchniętej. Rozumiem, że rozwiązaniem tego jest zalanie gipsem. W takim wypadku rurkę którą przepuścisz prze otwór w słoiku musi także iść przez ten gips to powinieneś zalać "pod korek" - zostawić tylko tyle miejsca ile potrzebuje membrana na poruszanie.
- silnik Stirlinga to silnik cieplny a szkło nie jest dobrym przewodnikiem ciepła - jak chcesz dostarczać i odbierać ciepło do/z tych słoików szczególnie jak je wypełnisz gipsem. Może to powinien być złom lub proszek miedziany (srebrny) z dodatkiem gipsu jako substancji wiążącej tylko jeszcze szkło słoika jest dość grube, znacznie grubsze niż probówki używane do modeli silnika podgrzewanych świeczką lub palnikiem spirytusowym. Dodatkowo taki słoik grzany ogniem może pęknąć - czasem wystarczy zimny słoik zalać wrzątkiem aby dno odpadło.

stachu_l wrote:

Jeżeli chodzi o tytułowe pytanie - można powiedzieć, ze nie zadziała, przynajmniej tak jak jest obecnie.
Powody:...

Wszystkie trafne. Chcę podgrzewać słoik opalarką. Jak już są te nieszczęsne słoiki to może wkleję na silikon przegrodę z blachy.

Dodano po 3 [godziny] 5 [minuty]:

Zmniejszyłem komory jak się dało. Część gorąca :

Jak widać odciąłem dno słoika i będę ogrzewał bezpośrednio dno blaszane z nakrętki.
Część zimna :

Będzie wypełniona wodą.
Na razie wszystko schnie.

resetmen wrote:

Jak już są te nieszczęsne słoiki to może wkleję na silikon przegrodę z blachy.

Do środka słoika?
Tylko jak tam wymieniać ciepło? Może obciąć denko słoika?
Nie wiem jak silikon łapie do szkła, szczególnie ten wysokotemperaturowy. Dobrze łączy szkło ten do akwariów ale czy wytrzyma grzanie?

Oooo
Widzę, że już zrealizowałeś .

stachu_l wrote:

resetmen wrote:

Jak już są te nieszczęsne słoiki to może wkleję na silikon przegrodę z blachy.

Do środka słoika?
Tylko jak tam wymieniać ciepło? Może obciąć denko słoika?
Nie wiem jak silikon łapie do szkła, szczególnie ten wysokotemperaturowy. Dobrze łączy szkło ten do akwariów ale czy wytrzyma grzanie?

Dosyć dobrze trzyma silikon. Nie zamierzam w wersji słoikowej wpuszczać tam ciśnienia.
Tak

stachu_l wrote:

Może obciąć denko słoika?

Lepiej całkowicie porzucić słoik jako materiał na budowę tego typu silnika. Blaszane okrągłe opakowanie po cukierkach i na tym budować. Wyeliminujesz jakiś rurki i inne niepotrzebne rzeczy, ta rurka to straty, bo raz że gaz w tym przypadku normalne powietrze musi pokonywać opór, to jeszcze się studzi po drodze, obniżając sprawność silnika. W wersji takiej jak powiedziałem to wszystko nie występuje i też techniczne łatwiej to wykonać.

Rezystor240 wrote:

stachu_l wrote:

Może obciąć denko słoika?

Lepiej całkowicie porzucić słoik jako materiał na budowę tego typu silnika. Blaszane okrągłe opakowanie po cukierkach i na tym budować. Wyeliminujesz jakiś rurki i inne niepotrzebne rzeczy, ta rurka to straty, bo raz że gaz w tym przypadku normalne powietrze musi pokonywać opór, to jeszcze się studzi po drodze, obniżając sprawność silnika. W wersji takiej jak powiedziałem to wszystko nie występuje i też techniczne łatwiej to wykonać.

Planuję doskonalić projekt. Te słoiki bo chciałem na prędko zamocować membranę. Pudełka blaszane były by lepsze o wiele. Wyczytałem, że wszystko jest kompromisem tutaj. Rurka łącząca najlepiej jak by miała najmniejszą pojemność ale jednocześnie nie hamowała przepływu gazu roboczego ale i też zarazem ma schładzać i ogrzewać przepływający gaz w jedną i drugą stronę co poprawia sprawność. Stosuje się coś takiego jak regenerator po środku łączącej rurki, który właśnie to robi.Dno komory ciepłej i zimnej żeby jeszcze zmniejszyć pojemność nieużyteczną powinno być odciskiem wklęsłej membrany. Pomalutku , byle do przodu

Zobacz sobie jak ja chciałem kiedyś coś takiego zrobić. Oczywiście konstrukcja po kolejnych latach oczekiwania i łapania kurzu trafiła na śmietnik.
Link

Rezystor240 wrote:

Zobacz sobie jak ja chciałem kiedyś coś takiego zrobić. Oczywiście konstrukcja po kolejnych latach oczekiwania i łapania kurzu trafiła na śmietnik.
Link

W takich małych silnikach chyba ważne są bardzo małe opory i duża szczelność bo generują bardzo małą moc. Moja będzie teraz 4 próba. Może się zmieszczę w 10 . Gdybym jednak nie zbudował pierwszego egzemplarza to bym jeszcze nie rozumiał ogólnej zasady działania takiego silnika.

Szczelność i opory to tak na prawdę w każdym silniku się liczą. Tutaj szczególnie.

Rezystor240 może jeszcze kiedyś wrócisz do silnika Stirlinga. Fakt bez tokarki i frezarki to można robić zabawki. Tymczasem moje dziadostwo czeka na "odpalenie" tylko musi dobrze wyschnąć. Zastanawia mnie w jakiej pozycji ma być mimośród , a co za tym idzie przestrzeń w komorach w których jest powietrze. Jak dokręcę zakrętki w pozycji gdy membrany są maksymalnie wychylone to będzie więcej powietrza w przestrzeni roboczej niż gdy dokręcę zakrętki w maksymalnym wduszeniu dwóch membran . W tych dwóch położeniach raczej nie mogą być dokręcone zakrętki ponieważ powstają podciśnienia i ciśnienia , które bardzo obciążają kręcenie kołem zamachowym.

resetmen wrote:

Fakt bez tokarki i frezarki to można robić zabawki.

Mam dostęp do maszyn obróbką skrawaniem, ale jak mam się bawić dla samego siebie, a w tym czasie móc zarobić na tych maszynach. To niestety wybieram to drugie. Ten projekt porzuciłem 5 lat temu. I powracać nie zamierzam. Może na emeryturze

Silnik oczywiście nie ruszył choć odniosłem wrażenie, że trochę dłużej wybrzmiewało kręcenie się koła zamachowego gdy grzałem część gorącą. Słoiki i zakrętki kompletnie się nie nadają , a tym bardziej plastikowy wężyk, który łączył komory. Jedyne co przetrwało to silikon 350°C i membrany zrobione przy jego użyciu choć to trochę dziwne, że materiał tekstylny nie uległ spaleniu. Skok mimośrodu był za duży więc przed próbą go trochę zmniejszyłem co spowodowało, że nie występowały pasożytnicze podciśnienie i ciśnienia, które uniemożliwiały kręcenie kołem zamachowym. Tak sobie myślę, że przestrzeń martwa musi stanowić około 50% może trochę więcej przestrzeni roboczej. Przed kolejną próbą muszę dobrze przemyśleć co zmienić i jak.

resetmen wrote:

Tak sobie myślę, że przestrzeń martwa musi stanowić około 50% może trochę więcej przestrzeni roboczej.

Objętość martwa powinna dążyć do 0, bo to ona powoduje że zmniejsza się sprawność silnika.