A folyadékdugattyúk felülete párolog, ezért csak részben stirling. Állítólag ez is növeli a hatásfokot. Furcsa mert állítólag a stirling hűtők hatékonyabbak a párologtatós hűtőknél (amik a nehéz CFC molekula helyett könnyű héliumot használnak). Bár jobban meggondolva inkább ez utóbbi tűnik ellentmondásosnak.
Megnéztem még pár oldalt, és az az érdekes, hogy minél nagyobb annál jobb a hatásfoka a gyakorlati tapasztalatok szerint.
Azt is írja, hogy kritikus a hőszigetelés is, tehát az, hogy vízen megy át a cső meghiusíthatja a beindulást.
A ringást pedig az okozza, hogy a csatlakozás az U alján közelebb van a meleg részhez mint a hideghez, ezért összehúzódáskor, oda könnyebben tudja beszívni a vizet, tehát jobban emelkedik, és ezzel átkerül a gáz a hidegoldalra. Amikor ott még jobban összehúzódik, akkor meg gondolom a közlekedő edények elve miatt meglódul a víz és túl lendül a vízszintesen, ami átnyomja az összenyomott hideg gázt a melegítőbe. Táguláskor megint csak könnyebben tudja kinyomni a meleg oldal, mint a hideg oldal.
(Ezt a meleg meg a szívás dolgot ne értsétek félre, nős ember vagyok:-)
Megnézve ezt a képet látható, hogy a víz a jobboldali szárban magasra felmegy, tehát ezek szerint másik végállapotban a melegített fém csőbe is belemegy és esetleg lehűti.
Lehet, hogy gőzgép lenne ez és nem is stirling moci tulajdonképpen?
Nálam ez a felfordított kémcsőnél nem teljesül, mert alacsonyabban van a vízszint.
Ha belemenne a víz el is pattanna a hevített kémcső.
szerintem meg azért van mindenhol állitható módon felfüggeszve ez a csőzet itt a képen mert nagyon határhelyzet -re valamilyen intabil egyensúlyi helyzet körüli "hidraulikus állapot" ra van szükség ahhoz hogy a lengés kialakuljon , akármilyen helyzetben ez nem is jön létre , ezt ki kell " tapogatni "de csak úgy lehet ha olyan álványaid vannak amiken a szintek szépen változtathatók ezzel ki lehet tapogatni az instabil lengés létrejöttéhez szükséges feltételeket
pl ha veszel egy sima egy hengeres dizelt és nem elég nagy , vagy túl nagy a lendkerék akkor az sem fog menni folyamatosan , vagyis méretezni kell ha meg erre nincs mód akkor dinamikus tapi tapi kell
"Azt magyarázd el légyszi, hogy mitől jön a gáz ringásba, és Moonshadow kütyüjénél miért nem." Nem tudom! Valószínűleg túl kicsik a keresztmetszetek és hosszú az út. Közben lehűl a gáz és nem hőcserélőben, hanem a víz elviszi az energiát. http://www.maxpie.de/Fluidyne.htm Ha megnézed a képet, sokkal egyszerűbb, mégis működik.
Időközben én is megtaláltam, épp most akartam beilleszteni, csak közben volt egy ebéd. :-) Erről feledkezek meg mindig: "Kornyezet es motor edes kettose" Mármint, hogy nincs ékezet.
Ha alaposabban odafigyelnél, a szelep a 81-es és az előbb idézett esetben is a stirling munkavégző képességének kihasználásához, a vízszivattyúzáshoz kell, a működésben nincs szerepe. Sajnos, a korábban már ajánlott "Környezet és motor édes kettőse" c. topic eltűnt, abban rengeteg olyan linket idéztem, ahol ennél sokkal alaposabb leírások, modellek és működő, sorozatgyártott Stirlingek szerepeltek. A www.stirling.com-ról elindulva viszont bármit meg lehet találni.
A fluidyne stirlingnél a szelep a motoron kívül van a pumpa részen (keress rá az interneten vagy nézd meg a 81-es hozzászólásban csatolt linket), és úgy tűnik, a szelep segít a víznek helyettesíteni a forgattyús mechanizmust (szerintem a nyitáshoz szükséges erő egy kicsit megtámasztja a vízoszlopot).
A videón úgy tűnik a keresztmetszet végig azonos, a levegő tölti ki a csőszakasz 1/3-dát a víz a maradék 2/3-ot, a lökettérfogat pedig 4-5% lehet. Próbáld ezekkel az arányokkal először. Tehát a nyomásváltozás a gázban egy két tized bár lehet, ez nagyságrendileg hasonló a szelepek nyitási nyomásával, vagy 1-2 m-es vízoszlop nyomásával. Sajna ennek nincs túl sok irodalma, szóval ez is csak találgatás.
A csonkban is lehetne magasabb a vízszint, ez belül megnöveli egy kicsit a nyomást és valamelyest ellentartana a melegítéskor kinyomott víznek (1 méter esetén 1 tized barral nő a nyomás, egy szelep nyitó nyomása lehet pár tized bár is akár, azt nem tudjuk, hogy a videón milyen szelep volt).
Talán a szelepek hiánya, de lehet a túl gyors melegítés is (azon a videón is pákával melegítik, ami lassab, máshol meg csak hajszárítót használtak). Az is lehet, hogy túl nagy a víztömeg alul, ha tuningolnak egy motort, akkor a hajtókarokat, főtengelyeket, duggattyúkat is könnyítik ez nálad egy kis víz kiengedése lenne. Az is segítene, ha a vízszintes zöld rész is fémből lenne, ez ugyanis regenerátorként működne és tárolná a hőt. (mint észrevetted találgatok)
Mielőtt tele lesz a tököd az egésszel próbáld megcsinálni a videón látottat (különben elfelejtheted a BNV Nagydíjat).
A megvalósítók szerint nagyon érzékeny a fluidyne a térfogatokra hőmérsékletekre. Ha vizen viszed keresztül a kompresszornak a hűtés egy darabig jót tesz (amíg fel nem melegszik a víz). A regenerátornak már sokkal kevésbé, a tágulási résznek pedig katasztrofális. Ha a víz érintkezik a külső légtérrel akkor nem a másik szárban fogja felnyomni a vízszintet, hanem az egész tálban (vagy ami tetted a kémcsövet).
2 db 18 cm hosszú, 1,4cm belső átmérőjű kémcső, a jobboldali vastagfalú, a melegített vékonyfalú.
A műanyag U alak 2cm külső átmérőjű vagyis 1,6 belső átmérőjű benzincső amit pont rá lehet húzni a kémcsőre és még légmentesen tömít is.
Ez az U alak van a kémcső csatlakozásnál kifúrva és ezen vezetem át a vékony műanyagcsövet. Mert ugye a kémcsövet kifúrni nem nagyon lehet.
Mivel viszont fel van vezetve a cső egészen a tetejéig, így olyan mintha onnan szívná a levegőt, csak kicsit hosszabb az útja.
A furat körbe le van tömítve gumiámmal, tehát garantáltan nem szív vagy fúj fars levegőt.
A vékony műanyag cső zölddel van jelölve, 4,5mm belső átmérőjű cső és erre van toldva a melegítős oldalon egy 5,5mm alumínium cső, ami pirossal van jelölve.
Mert a műanyag elolvadna.
Az egész vékony cső 56 centire hosszúra sikerült.
Akkor ott van a csonk amiben emelkedni és csökkenni illenék a vízszintnek, de az nem lényeges annyira, mert ha kicsi az átmérő akkor hosszabb lenne a lökethossz.
A piros oldalnak nekiestem az oxigénes hegesztőpisztollyal és tágult is szépen a levegő, nyomta lefele a vizet, a csonkon meg emelkedett a vízszint.
De sehogy sem akart beindulni az oda vissza lüktetés, pedig oldalra is billegtetve megpróbáltam belengetni a vízoszlopot.
Próbálkoztam a vékony cső szűkítésével is, vagyis a piros alumíniumcsövet összébb nyomkodtam fogóval, fokozatosan egészen addig míg alig tudtam rajta átfújni, de nem lett semmi eredménye.
Hol rontottam el?
Ha sikerülne egy működő modellt készíteni, úgy terveztem forgómozgást kicsatolni belőle, ha a csonkban pulzáló vízoszlopra teszek egy hungarocell vagy üres műanyag úszót és arra erősítve egy kis drótocskából készített hajtókart egy kereket fogok vele meghajtani, mert a víz majd reményeim szerint emelgeti a hajtókart.
Végül is szájjal lefelé fordított kémcsövekkel oldottam meg, de eddig még nem működik, pedig melegítettem az egyik csövet rendesen mini hegesztőpisztollyal.
Valószínűleg túl vastag csövet választottam a lenti U alaknak ezért nem megy.
Legalább az egyik szárát csináld fémből, hogy ott jól tudd melegíteni (igaz akkor ott nem látod a vízszintet). Ne feledd a folyadék csak a mechanikus részeket helyettesíti, a hőt a gáz veszi fel/adja le. Ha műanyag csövet használsz és elsőre nem indulna el, próbáld a csövet nyomorgatni, hátha beáll az ideális térfogatra, és elindul.
Aztán szép legyen ám! (a BNV Nagydíj lebegjen a szemed előtt)
Minden Stirling motor kétdugattyús (legalább). Az egyik, itt az animáción az alsó, a munkavégző dugattyú, a másik a hőcseréló vagy regeneráló dugattyú. 90 fokos eltolással mozog a munkavégző dugattyúhoz képest, és a feladata, hogy a levegőt a hideg térből a melegbe és vissza áramoltassa. Közben elveszi vagy visszaadja neki a hőt. Esetenként tömörített rézszitát - rézforgácsot használnak rá, hogy minél nagyobb hőmennyiséget minél gyorsabban átadjon. A V elrendezésűnél valóban külön hőcserélőt alkalmaznak, de ez az összekötő csőben van, és szintén tároló szerepet játszik, a fűtést-hűtést a hengerek kapják. Kereséssel nagyon sokféle Stirling változatot lehet találni, sok ábrával, ahol alaposan elemzik a működést. Volt egy másik ilyen témájú topik is: "Környezet és motor édes kettőse"
Úgy érted, a már meglévő két hőcserélőn kívül. Akkor ezzel csak megnövelted a hőátadó felületeket. A regenerátor álítólag nagyban növeli a hatásfokot, hiszen ha nem hűtené le az expandált gázt akkor még nehezebb lenne összenyomni. Amikor meg nyomod össze a kompresszált légtömeg elején valóban nő a hőmérséklet és ezzel nagyobb erőt igényel az összenyomás, de ez valószínőleg kisebb plusszenergia, mint ammennyi hőt visszaad a regenerátor az összenyomott hideg levegőnek.
Tulajdonképpen a Carnot körfolyamat "kisarkosításáról van szó, ugyanis a valós körfolyamat ehhez képest erősen "lekerekített". Mivel a diagram alatti terület a befektetett energia, a bekerített pedig a hasznos, minél jobban megközelíted az ideálist, annál közelebb leszel a termikus hatásfokhoz (ez az elméleti maximum, zéró súrlódásnál és szivárgásnál, hatásfok=1-összenyomási hőmérséklet/tágulási hőmérséklet).
Javaslom, hagyj lehetőséget egy regenerátor beépítésére később, és majd össze tudod hasonlítani. Ez egyébként nem utólagos találmány, Stirling economizer-nek hívta. (09:58 nem tudom nem észrevenni, hogy mennyire hasonlít a neve Stirlicéhez, ha 150 évvel később élt volna sokatt ugratták volna emiatt:-)
A gőzrocsónál azért nem néz előre az egyik szár, mert ugye a kilövellő gőz előre is hatna és nem menne sehova a cucc.
Végül is a gőz nagyot lök rajta, utánna a víz pedig lassan áramlik be azért halad mégis előre.
Ez a folyadékos modell megmozgatta a fantáziámat, hogy hogyan lehetne egy egyszerű modellt készíteni, ahol nem kell a tömítési tökéletlenségektől tartani, mégis műxik és forgómozgást lehet róla kicsatolni.
Egyenlőre hidrogénben nem gondolkodom, elég lenne levegős is, mert a hidrogén hevítés hatására jelentősen elnyelődik, illetve átmegy fémeken, vagy ha tömítetlenségi hibákból adódóan levegővel keveredik akkor robbanásveszélyes.
Ezt nem nagyon értettem a regenerátornál, hiszen amikor megy vissza a levegő keresztül a regenerátoron, akkor ha visszaad hőt a gáznak, akkor a gáz rögtön tágul és azonnal ellenhatást fejt ki a dugattyú ellenében tehát rontja a hatásfokot.
ezért úgy okoskodtam, hogy jobb a hatásfok, ha két hőcsrélőt alkalmazok, vagyis az egyiket folyamatosan hűtöm, a másikat folyamtosan melegítem és szelepekkel vezérlem, hogy táguláskor a melegített, összehúzódásnál pedig egy hűtött hőcsrélőn menjen át a gáz.
A gőzrocsónál sose értettem, hogy a beszívócső miért nem előre néz, hiszen azzal is szívná magát előre. Én is megtaláltam ezt a klippet, addig nehéz volt elhinnem, hogy tényleg ringani kezd a folyadék, és nem csak egyszerűen kitágul a levegő és úgy marad. Elvileg a közlekedőedények miatt az U két szárában mindig azonos vízszintnek kéne lennie. Állítólag, ha nem találod el a méreteket jól, akkor nem működik, vagy csak egy szűk hőmérsékleti tartományban.
A regenerátor az a tágulási ütem után "kiveszi" a maradék hő egy részét a gázból, ezzel könnyebbé teszi a kompressziót, ami után a gáz visszaúton visszanyer egy kis hőt a regenerátorból. Az így előmelegítet összenyomott levegő kevésbé hűti le a hőforrást, ugyanezért alkalmaznak kis molekulatömegű gázokat (H, He), mert azok kisebb hőt vesznek fel ugyanakkora táguláshoz.
Vagyis majdnem ugyanaz mint a gőzrocsó modell, amiben egy U alakban meghajlított csövet teszünk egy darab hajó alakban kivágott deszkára és az U alakot gyertyával hevítjük.
Ott gőz fejlődik ami előre löki a hajót, uánna víz áramlik be ami újfent felforr.
Hát pedig jó lenne megbarátkoznod vele, mert azt a legegyszerűbb építeni. Keress rá a fluidyne típusúra, két szelep és pár méter cső kell csak hozzá. Fél colos U alakú cső vízzel töltve, az U két vége negyedcolossal van összekötve ebben van a gáz. Az egyik szár tetejét melegíted, a másikat hűtöd. Az U aljához csatlakoztatsz egy másik csövet amin a szelepek vannak (a szelepek ugyanabban az irányba engedjenek át vizet) és amiben a pumpálandó víz van (a csatlakozás a két szelep között legyen) . A melegítés hatására a gáz kitágul, ezzel a csatlakozáson és az egyik szelepen át kinyom egy kis vizet, a nyomás leesik, a gáz a hideg oldalon lehűl, összehúzódik és beszív vizet a másik szelepen át, így pumpálva a vizet. Állítólag a melegítéstől ringásba jön a víz az U-ban, erre esetleg rásegíthetsz, ha úgy fordítod el az U-t, hogy a hideg szára alapállapotban is a vízfelszínek felett legyen (tehát a gázösszehúzódáson kívül a gravitáció is segítsen), ez utóbbi nem biztos, csak az én meglátásom. Ez egy alfa típusú stirling, ahol a víz helyettesíti a dugattyúkat és a hajtókarokat. A te modelled is működhet szerintem, csak a hideg kompresszió nincs elég jól elszigetelve a meleg expanziótól, és a dugattyútól nem lehet regenerátort elhelyezni, ami pedig nagyban hozzájárulna a hatásfok növeléséhez.
Ez elég jó ötletnek tűnik egy modell számára, az alsó dugattyút kell nagyon tömíteni, a felső nem baj ha kicsit átereszt, esetleg romlik kicsit a hatásfok.
viszont a hőcserélőkből én kettőt alkalmaznék kétoldalra, az egyiket hűteni a másikat fűteni és szelepekkel vezérelni.
"Itt arra gondoltam, hogy mire a munkahenger végére ér a dugattyú, elég nagy felületen érintkezik a dugattyú falával ahoz, hogy elkezdjen lehülni."
Erre számíthatsz. De ez egyrészt veszteség, másrészt csökkenti a dugattyú és a hidegtér nyomását. Azt a nyomást, aminek az imént még a dugattyút gyorsító melegtéri nyomást kell leküzdenie. Hiszen a melegtérből nem ment ki az összes gáz, hanem csak egyfajta nyomásmegosztást végeztünk a növekvő dugattyútér és a melegtér közt. Ráadásul a melegtéri gáz a dugattyú felfelé mozgása közben tovább melegedett. A nyomása nőtt. Csak azt a melegtér leürítő szelep visszatartja. Ide kellene a hidegtérben lecsökkent nyomású gázt begyömöszölni.
"...elkezdi átnyomni a hideg hőcserélőn a gázt. A gáz itt mégjobban lehül és ahogy elkezd vissza áramolni a melegített térbe, rövid időre lehűti a gázt amelybe áramlik,..."
Erre ne számíts. A melegteret a hideg gáz csak akkor kezdi lehűteni, ha már bejutott. Ehhez túlnyomás kell! Ha a két tér közt elemezzük a nyomás viszonyokat, bizon az jön ki, hogy egy kicsiny hűtőtéert kell alaklmazni, és attól is lehet tartani a fent leírtak miatt, hogy a dugattyúnak a hidegbe bepréselés közben jóval nagyobb nyomást kell adnia, hogy lehűlés is után az összhúzódott gáz "áttörje" a meleg nyomáskülömbségét, mint amennyi a melegtér nyomása.
Mivel az egész rendszered zárt, csak az áramlásokkal tudsz játszani, mert jellemzően a nyomás egyforma.
Szerencsésebb volna a következő működési elv:
1) Dugattyútér ürítés. A melegleürítő szelep zárt és a dugattyú bepréseli a gázt a hidegtérbe, aminek a d. felső holtpontjakor a bevezető szelepe lezár.
2) Melegtér nyomás csökkentés. Hidegtér feltöltő szelep zár, melegtér leürítő szelep nyit. A lefelé mozgó dugattyú kiszivattyúzza a melegtérből a gázt és felfelé mozgásakor a hidegbe nyomja a felső holtponján nyitó bevezető szelepen át.
3) Expanzió, a dugattyú üresjárata. Mikor a d. megindul lefelé, a hidegtér-melegtér közti szelep nyit. Nyomáskülömbsége és tehetetlensége révén a gáz jórésze a melegtérbe jut. Itt felmelegszik és a nyomása nő. Tehát a közti szelepzárásának visszacsapószelep szerűnek kell lennie. A felmelegedés baromira gyors kell lennie és a leürítőszelepet is vezérelni kell. A lendkerék eggyet fordul, mire a gáz megfelelően felmelegedik.
4) Melegtér leürítés, munkaütem. A Dugattyú felső holtpontja után a dugattyútérbe engedjük a felforrósodott gázt, hogy munkát végezzen. Ott munkavégzés közben valamelyest lehűl, és ennek a lehűlésnek az eredménye a működtető és kicsatolható munka.
Majd a ciklus kezdődik újra. Ez 3 főtengely fordulat.
Úgy gondolom, hogy ennél a 4 ütemnél még a dupla dugattyú is jobb.
Vajon tudnánk-e építeni olyan gázturbinát, ahol zárt rendszerben a hideg tér felé áramló gáz meghajtana egy turbinát, és a melegtérbe a lehűtött gáz még hajlandó volna magától átáramolni?
Szerintem nem.
Ennek analógját látom a gépedben.
Oda, a hidegből a melegbe átemelő szivattyú is kellene a működéshez és a két szivattyútéren adott idő alatt átáramló térfogati külömbségből nyerhetnénk a kicsatolható munkát.
