Stirling a Stingler motory a jejich využití

[1220]

Snaha se mi moc líbí, něco málo k věci :
firma Říha těsnění skoro na vše
nad a pod přehaňěčem protipísty, které po přestavění utěsnit kamnářským silikonem/Je to lepší než silikon/, tím bude možno volit poměry.
K.

[JOVA]

Asi jsem nebyl pochopen. Potřebuji utěsnit pohybující se táhlo přehaněče. Proto ta tyč z tlumiče (hladká, chromovaná). Naštěstí by to měl být relativně „studený konec“ a měly by to zvládnout navržené ucpávky. Budu to muset mazat a mazadlo by se nemělo dostat dovnitř - takže zřejmě jednu ucpávku dolů, druhou nahoru, mezi vazelínu a to vše v bronzovém pouzdře.

[1220]

Byl jsi pochopen, ten říha mně jednou našel i těsnění na 800st c.
Z větších aut mají přední tyče tlumičů i pr 18 mm i víc , je to chromovaný, to je dobrá volba, i ze škodovky je to chromovaný, i když lepší by byl tvrdochrom, a obrousit. Taky pístnice z hydrauliky by tam šly.
http://economos.trade.cz/
K.

[JOVA]

http://economos.trade.cz/
Tomuhle už rozumím, ten kamnářský tmel mi tam nepasoval.

[Akord]

1. Původně jsem uvažoval,že udělám sestavu gama, zatopím a ručním pohybem přehaněče zjistím velikost pohybu pracovního pístu. Podle toho pak nastavím velikost kliky pracovního pístu....
2. Když jsem rozmýšlel konkrétní rozměry narazil jsem na otázku č.5 – jak velký objem prostoru zvolit nad/pod přehaněčem. Jestli udělat přehaněč relativně krátký, v podstatě by překrýval při max. horní/dolní poloze prostor mezi horkou a studenou částí minimálně a tím získat velký pracovní objem, nebo ho udělat delší - sice zmenšit pracovní objem, ale zase by bylo větší překrytí v oblasti přechodu horké a studené části.
3. O tom tlakování jsem uvažoval. Prostup u přehaněče asi utěsním O kroužky nebo použiji rovnou systém těsnění z tlumiče (hodlám z něj použít tyč), ale pak je tu hlavně otázka těsnění pracovního pístu. Zřejmě by se to muselo řešit jako u Philipse - dofukovat...

To by byl problém, nestačí určit velikost výchylky bez záteže, nebo v nízkých otáčkách, musela by se plynule menit zátež a otáčky, aby to šlo vylaborovat. Jednodušší a pritom spolehlivé je spočítat všechen objem vzduchu v motoru v jedné úvrati pracovního pístu, a pak v druhé úvrati. Jejich podíl vetší než jedna se nazývá kompresní pomer. No a jeho vhodná hodnota pro kamna, nebo kotel a obvyklé teploty jejich spalin s ohledem na použité materiály je mezi 2 až 3, viz predešlá zmínka. Buď pak zvolíš pracovní objemový zdvih a vyjde Ti objem celé náplne včetne objemu prehaneče, nebo si zvolíš celkový objem a vyjde Ti objem pracovního zdvihu. Delší (>10cm) prehaneč zpravidla z nerezu lépe izoluje chladný prostor od horkého. Pro očekávané výkony by mela stačit tenší chromovaná tyč, 12mm i méne, lépe se tesní, prehaneč moc výkonu nebere. O-kroužky vhodné nejsou. Teflon kužel pritlačený pružinou, nebo neco podobné, jako nejaká odolnejší manžeta/ucpávka. Píst by mel mít kroužky a dofukování. Dají se koupit i bezmazné teflonkompozitní kroužky treba z materiálu Rulon a podobne, používané pro vzduchové bezmazné kompresory, nebo textit impregnovaný v oleji za horka, pokud se doreší prítlak. Pretlakováním tohoto typu však nastupuje problém stáleho tlaku na kliku vlivem vnitrního pretlaku a tím zvýšení mechanických ztrát, tak je treba postupovat s určitým citem.

[JiMi]

Jejich podíl vetší než jedna se nazývá kompresní pomer. No a jeho vhodná hodnota pro kamna, nebo kotel a obvyklé teploty jejich spalin s ohledem na použité materiály je mezi 2 až 3, viz predešlá zmínka.

Zdravím Akorda, JOVU, všechny příznivce starých pořádků i snílky s hlavou ve hvězdách.
Chtěl bych požádat Akorda, myslím za všechny, co se čtením těchto příspěvků baví, jestli by nám sem nehodil link ne nějaký zdroj, ohledně těch kompresních poměrů pro stirlingy.
Předpokládám, že ti co chtějí, tak už poznali, že Akordovy odpovědi jsou k věci a dokáže kluk pěkně zarážet klíny do teorií. Věcem ku prospěchu. A ti co nechtějí, tak většinou s Akordem sklouznou do rozepří a k ničemu to není.
Ale tady si myslím, že se chce. A právě ta formulace, kterou jsi použil, zvýraznil jsem pro mě důležitá slova, mě vede k tomu, že by to někde mohlo být i sesumarizováno. Já jsem prozatím ve svém pátrání po kompresních poměrech pro stirlingy nedospěl k ničemu. Všude jen spalovací motory.

Samozřejmě, pokud jsou to jen tvoje zkušenosti a praxe, nemůžeme chtít, aby jsi nám tu provozoval nějaké vzdělávací centrum, ale třeba jsi tu svou práci publikoval.

Proč se takto přimlouvám ? Protože mám stejný problém se svou konstrukcí. Mám daný pracovní objem pístu a k tomu chci navrhnout výměníky a přehaněč. Při normálních teplotách (píšeš do 400°C) je KP 2-3. To mi pak ale vychází strašně malé objemy pro ten přehaněč. Což mi v mém případě (chci se pokusit o nízkoteplotní stirling) zase říká, že nebude úplně ono. Tak abychom tě moc neotravovali, jestli by bylo možno nás nakopnout na nějakou literaturu, skripta, přednášku, kde by bylo popsáno trochu víc o obvyklých hodnotách KP a odpovídajících teplotách. Nebo jestli na to existuje i nějaká matematika.... ta by ale byla nejspíš popsána tamtéž.

Tak ještě jednou, prosím, prosím, smutně koukám......
JiMi

[JOVA]

Zkoušel jsem to vypočítat, ale nějak se mi nezdá vypočítaný objem v přehaněči. Připadá mi také strašně malý.

Objem pracovního válce: 269ccm3 (průměr 7cm, zdvih 7cm)
Propojovací trubka: 37,5ccm3 (délka 15cm, 2,5x1cm)
Vypočítaný objem přehaněče: 140ccm3 (při průměru 10cm, to je zdvih jen 1,8cm )

Kontrolní výpočet:
dolní úvrať: 0 + 37,5 + 140 = 177,5
horní úvrať: 269 + 37,5 + 140 = 446,5
kompresní poměr: 446,5 / 177,5 = 2,5
Mám to fakt dobře

O 1hodinu později - jsem to zkusil propočítat přez objem ohřátého vzduchu a asi to bude dobře.
Kontrolní výpočet 2:
nárůst objemu vzduchu v přehaněči: (chladná část 50oC, horká část 350oC, objem 140ccm3)
objem přehaněče / teplotou chladného plynu x teplota horkého plynu ( teploty ve stupních kelvina)
140 / 323 * 623 = 270ccm3
a to je zhruba objem pracovního válce v horní úvrati.
Prosím ještě AKORDA o překontrolování.

[Akord]

Zdravím príznivce tepelných motoru. Kompresní pomer je dán pomerem objemu uvažovaného prostoru, ve kterém se nachází pracovní plyn, ne pomerem merných objemu plynu, takže je správne první príklad a jeho výpočet, co uvádí JOVA. Kompresní pomer tedy nezávisí ani od pracovní látky, ani od teploty. Linky žádné nemám, mám jen vlastní kolikrát pracné výpočty s použitím PC a krkolomného studia termodynamik a pár knih o stirlingu, kde zas nebyla príliš rozebírána termodynamická podstata ve smyslu univerzální možné konstrukce, treba od Walkera, nebo Ridera. Ješte se omlouvám za možná nečitelnou nahrávku co se týče hodnoty kompresního pomeru. Pokud je motor méne tlakován a žádá se vetší tepelný spád na výmenníku, co nemají rádi ti, co neprišli realite príliš na chuť, tak je spíše rozsah použitelného KP v rozmezí 1.5 až 2.5. Hodnota 3 je dosažitelná pomerne težko, presne ve smyslu, jak píše JOVA nebo JiMi - malý celkový objem zbytku, hodí se spíše pro vodík ale kvuli menším výmenníkum. Mel jsem proste dojem, že pokud napíšu neco pod 2, tak to bude v dnešním obvyklém svete známých KP dnešních motoru neduveryhodné. KP je ve stirlingu klíčová veličina a pomerne jasne takto udává proporce motoru včetne slabých míst. Dobrý obraz o tom dá (nerad se opakuju, ale prece jenom) stupidní program, který mi v tomto udelal nejvetší službu, a treba že je psán i pro Dieseluv obeh (volba pres Y), tak v dusledku dobré podobnosti obehu v reálném cyklu jej lze použít i pro Stirling, obraz o procesu je natolik podobný, že se mi to ani nechtelo predelávat na exaktní stirlinguv obeh - adiabaty jsou stejné a jejich zakulacení na koncích nezpusobí principiálne chybný obraz o chování, jde hlavne o základní posazení motoru mezi funkční mantinely. Výber parametru, které se nastavit dají a které jsou vypočítány a nastavit se nedají je tak udelaný schválne z výpočetních a dalších konkrétních duvodu, které časem vyplynou samy po určité dobe používání. Limitní objem je 200cm3, ale to nebrání získání vhodného obrazu o chování treba v merítku. Z programu je videt, že bílá uzavrená krivka práce obehu se nafukuje pomerne tezko, a bez patričného KP je taky nanic. Červená je krivka teplot, mírka je zadaný bod se souradnicemi objem, tlak, teplota. Lze stáhnout na http://www.neodym.sk/diesel.exe
Resumé- ano, zbylé objemy vycházejí malé, je treba jít s KP co možná dolu, ale pod 1.5 muže značne padat už beztak malý teoretický výkon a motor pri zmínených teplotách jde mimo optimum. Merný výkon dále značne klesá pri tlakování pod 3 bary. Dobrá mechanická konstrukce dovolí ale motoru se točit i bez pretlaku. To odpovídá výkonu pro tu kompaktní žárovku pri objemech pracovního zdvihu asi 200cm3. Pokud jsem na neco zapomel nebo popletl, treba pripomenout. Aha, ješte možná nejjednodušší cesta udelat si obraz o vlivu KP chce najít vzorec(google, nebo nejaká termodynamika) pro účinnost obehu Erics.Braytonového cyklu (implementován v tom programu). Nevadí, že obeh je jiný, ale vliv je témer stejný a zrejmý. Pan Diesel tam má v obehu zamontováno ješte plnení a to to komplikuje. Vlastní publikace tímhle smerem zatím nemám.

[JiMi]

Zdravím všechny teplomily.
Toto je situace, kterou se prokousávám už delší dobu. Obrázků a videí spousta, patentů ještě víc, a ke trocha aparátu nebo nějakých praktických zkušeností, aby se člověk dopracovával leta.

Takto ve stylu Akordovi odpovědi jsem to očekával, takže se určitě nijak nehněvám a nebudu se nijak pohoršlivě vyjadřovat ve stylu, že by třeba chtěl zatajovat informace nebo tak nějak. Naopak. Těch několik vět v jeho odpovědích, mě vždycky vrací na pevnou půdu. A ta je pro ty naše těžký a masivní udělátka důležitá.
Akordovi děkuju za malé shrnutí a JOVOvi: všimni, jak celkem každý, kdo chce s tepelnými stroji něco dělat se nakonec dostane tady k tomu problému s těma objemama, a na tom se zastaví. Neříkám skončí, jen zastaví. Teda alespoň ti co fakt chcou. Takže asi je to ten NEJ problém celých tepelných motorů a asi se vyplatí tomu dát čas, prostředky, trochu toho laborování a možná i na dobrou radu.

Tak přeju příjmené bádání, ať co nejméně krát použiješ metodu POKUS-OMYL.
JiMi

[JOVA]

http://www.sps-ko.cz/data/MEC_TER_kratichvil.html

Komu to nebude stačit, může si stáhnout skripta s příklady:
http://www1.vsb.cz/ke/Termo/Termomechanika-n%E1vody.pdf

[JOVA]

Bakalářská práce Milan Omasta, 61 stran, množství odkazů.
http://dl.uk.fme.vutbr.cz/zobraz_soubor.php?id=258
Jako v každé diplomové práci nejprve vysvětlení obecných principů, následuje přehled postavených strojů od historie po současnost, a v závěru jsou probrány možnosti pohybů pístů a vlastní návrh mechanizmu. To bude něco pro JiMiho
Dá se to stáhnot jako "zobraz_soubor.PHP" a otevřít v Adobe Reader v.8

[Aquarius1]

Super to je na bodík,tohle tu opravdu chybělo a to nejsem přes tepelné motory ale co kdyby náhodou

[Akord]

http://dl.uk.fme.vutbr.cz/zobraz_soubor.php?id=258

Fakt zajímavá práce, ale prece jen trochu víc akademická a malinko mimo reál. Co mi v ní bodlo, že tam byla uvedena závislost výkonu na úhlu i kolem 120 stupňu, proč, prozradím príšte. Mnohé veci z této práce jsou z toho Walkera. Na co bych upozornil, je poznámka na konci strany 15 dokumentu-poslední veta a rozvedení/pokračování na 16.strane, v pdf stránkování jsou to strany 12 a 13. Venuji se tomu podrobneji ve vláknu na jiném fóru tady http://aldebaran.cz/forum/viewtopic.php ... c&start=15
Teď ty uzemňovací poznámky:
- Modifikace beta není výhodná kvuli kompaktnosti, jak píše autor, ale kvuli lepšímu využití objemu prostoru v dusledku prekrytí zdvihu pracovního a prehánecího pístu. Lépe se v ní tedy dosahuje i vyšší kompresní pomer.
- Modifikace jako Wankel, je témer nesmysl v dusledku špatného pomeru omočené plochy vuči objemu a kvuli obtížnému a podstatne ztrátovejšímu tesnení, když už ne kvuli mechanické složitosti.
- Volnopístové modifikace nejsou pro normální lidi, protože chybí akumulace energie do kliky, včetne zajištení pracovního zdvihu, pri zmene záteže se v každém cyklu nerízený stroj pri výkonu za chvíli rozsype. Navíc se nikomu nechce na rovinu napsat, že i v ní je potreba zajistit fázový posun pracovního pístu vuči prehaneči kolem 90 stupnu. Delá se to takou úpravou, aby pri jisté frekvenci fungovalo spražení obou pístu jako pneumatický tlumič s posuvem fáze - takže určitá vázaná mechanická rezonance - ne bez možných komplikací.
- Kapalinové modifikace v práci neuvedené jsou na tom podobne, termoakustické modifikace taky moc pro bežné lidi nejsou, a mají problémovou účinnost.
- I když autor sám uvádí základní problém a praktickou i modelovou neslučitelnost ideálního obehu s reálným (str 12,13 pdf), zrejme má s tím porád problém, protože na druhé strane tvrdí to, že je možné efektivne použít diskrétní, nespojitý pohyb prehaneče. Už jsem neco o tom psal i v JiMiho vlákne. Fungovat to muže, ale težko celkove lépe, protože autor vzápetí okamžite zanedbává všechny zásadní vlivy, které to kazí, musel bych se k tomu vracet, v podstate ztratil souvislost s diagramem obehu. Nedoporučuju.
JiMi, nejde o to, že bych neco nenalinkoval, nebo nenapsal, ale já ty veci mám pro jiného prakticky v zatím nestravitelné podobe, vlastní popsané konstrukční bloky, výcuc z literatury a nejaké simulační zdrojáky, pak chození kolem asi 3 funkčních stirlingu.

Takže ve zkratce bych uprednostnil pohyb v okolí klasiky, nanejvýš určité odbočení jako JiMiho, nebo JOVA konstrukce, ale rozhodne ne neco na zpusob motoru v uvedené práci, autor asi málo delal strojarinu prakticky a krídový papír toho snese dost. Co se týče treba materiálu na tesnení, tak tam v podstate chybeli konkrétní informace, je to uvedeno v rovine co by bylo, kdyby. Jinak fajn.

[JiMi]

I když autor sám uvádí základní problém a praktickou i modelovou neslučitelnost ideálního obehu s reálným (str 12,13 pdf), zrejme má s tím porád problém, protože na druhé strane tvrdí to, že je možné efektivne použít diskrétní, nespojitý pohyb prehaneče. Už jsem neco o tom psal i v JiMiho vlákne. Fungovat to muže, ale težko celkove lépe, protože autor vzápetí okamžite zanedbává všechny zásadní vlivy, které to kazí, musel bych se k tomu vracet, v podstate ztratil souvislost s diagramem obehu. Nedoporučuju.

Zdravím všechny "teplouše",
(tím myslím teplouše jako "teplouše", ne teplouše jako teplouše. Doufám, že jsem nikoho neurazil nebo nepohoršil.
Tak jsem zase v práci, přečetl jsem si tu diplomku a ....
v podstatě souhlasím s Akordem. Jako červená nit se celou prací táhne ta málo zdůrazňovaná skutečnost, že možné je všechno, ale účelné a opravdu účinné málo.

Taky jsem svým vlastním vymýšlením za Akordova trpělivého vysvětlování došel k tomu, že ty nespojitý pohyby by možná byly o 5% účinnější, ale rozsypalo by se to po dvou hodinách. Takže jak píše Akord, návrat ke klasice, alespoň u mě. Samozřejmě kdo chce bádat, ať bádá. To nejde nikomu nadirigovat.

Ale schoval jsem si všechny PDF, co se tu za poslední dva dny sešly, a po dlouhé době (hlavně ta přednáška a diplomka) zase trocha pěkné beletrie. Já totiž myslím, že není od věci, když se občas napíše i blbost, ale kdo je v obraze, tak v něm zůstane. Ale psát, zveřejňovat, publikovat. Můj názor. Kde by dneska teplovzduchy byly, kdyby se kolem nich nadělalo tolik humbuku jako kolem spalovacích.

Takže pro Akroda přímluva, jestli není škoda, když máš takových znalostí a dovedností, to mít v nějakém neuspořádaném stavu doma, po dílnách, v hlavě.... kolik by to tvoje poznání mohlo udělat práce už teď, kdyby to dostalo nějakou fazónu a šlo to do světa. Samozřejmě za předpokladu, že to chceš zveřejnit, nebo prostě dát veřejnosti darem. Pokud máš ambice to prostřelit ekonomicky, i to je naprosto legitimní, takže i v tom ti budu držet palce.
Každopádně já Akordovi děkuju za trpělivost, kterou se mnou měl, když pročítal ty moje počáteční příspěvky, které se pořád tvrdošíjně chtěly držet toho ideálního cyklu a za to, že mi nenásilným způsobem dopomohl k tomu, že snad trochu člověk pochopil, jak vůbec by to mohlo fungovat.

Ono s tou ideálností... to je taková divná věc. Když někdo popsal uzavřený cyklus a řekl to je ideální, může někdo jiný nakreslit jiný průběh (třeba reálný stirlingův bramboroid) a říct, že pro určitou konstrukci je bramboroid ideálním průběhem.
Tak a terazky mi povedztě Kefalín, čo také si predstavujete pod slovom IDEÁLNÝ.
To byla jen řečnická poznámka.

Já třeba u toho svého udělátka, teď nevím jestli jsem to tam už do toho svého vlákna napsal (musím prověřit) jsem nespojitý pohyb přehaněčů úplně opustil, mám to skoro už dokreslený, ještě domýšlím konstrukci, aby to mělo co nejmíň dílů a bylo to jednoduché pro zámečníka i pro mě.
A jako třešnička na dortu se to celý začíná zjednodušovat a dostává to naprosto realizovatelnou podobu. Tak to jen pro pozorné čitatele.

Takže parádní čtení a určitě si to schovám, můj sklep je mi však bližší.
Je to radost vědět, že jsou tu lidé souznějící na stejné vlně.
Vzhůru do práce.
JiMi

[Akord]

JOVA, díval jsem se na obrázek toho robinsona, co jsi dal do vlákna v dílne, a z proporcí je zrejmé, že težko bude dosahovat KP i 1.5. Profi stirlingy však mávají KP 2.5 i víc, takže v tom je ten problém, jak to celé udelat i s výmenníky. Jinak padá účinnost, to optimum motoru je ošemetná vec. Já se zase pro zmenu preorientovávám trochu na páru, hlavne kvuli problému stirlingu pri použití v kotli, kde je treba pomerne velké plochy na to, aby se prevedlo z takového ohnište teplo do motoru bez potreby dalších výmenníku. Motor by musel vrčet pri ohništi. Stirling vychází i pomerne velký proti páre. Ale zkusím dodelat s tou párou i jeden ministirling, a pak se možná uvidí. Vše počítáno na kolem 200W elektriny. Zajímalo by me tvé porovnání pára versus stirling, hlavne nevýhody pri konstrukci páry (uvažuji uzavrený cyklus).