Стирлинг

[бурелом]

Потому как если нет потерь, то можно рассматривать как замкнутую систему, черный ящик, не углубляясь во внутреннее устройство. При конструировании разумеется будут особенности, но на принцип не влияет.

Совершенно с вами согласен.

[slav]

посчитайте, проверьте физику все знаете, основные исходные данные я здесь упоминал.

На бумаге оно конешно гладко , но забыли про овраги, практики пока нолль ! 

[бурелом]

Хоть химию не надо, уже легче. А считать... цикл Карно давно посчитан. С реализациями вот только как-то мелко, хотя и физиков вроде достаточно.
Приезжайте на рабочем образце, посмотрим, понюхаем.

Делать такую штуку с нуля, я что больной на всю голову? А с циклом карно, тут все сложно. Циклы карно были выведены из уравнений состояния идеального газа. А в этой штуке мы имеем газ не везде. И как к ней привязать циклы карно я не знаю. Я тут помусолил учебник по термодинамике, но никаких подсказок не нашел.

[edw123]

Циклы карно были выведены из уравнений состояния идеального газа.

Цикл Карно нарисован как максимальная полезная площадь в диаграмме. Будет там другой газ, менее идеальный - ничего не изменит в смысле оптимальности диаграммы. Возможно внесет только какой-то постоянный коэффициент, но во все варианты.
Учебники не отвечают на все возможные вопросы.

[PAROVOZ01]

Лет 5-7 назад видел продавали эти б ушные стерлинги за цену новых жигулей. https://zoom.cnews.ru/rnd/news/top/solnechnaya_tarelka_s_udvoennoj_effektivnostyu?ysclid=ljmw0a90b0532645178
https://www-mdpi-com.translate.goog/1996-1073/14/4/1163/htm?_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=wapp

[Татос]

Паровой двигатель тоже может работать по замкнутому циклу.

Есть такие движки. Разного размера, даже для газонокосилки. https://habr.com/ru/articles/82194/ 

[Ross]

Меня заинтересовали термоакустические и мембранные. Попробую что то сделать в этом направлении. Альтернатив то мало, только турбина Тесла если но там требования к рабочему телу... То есть - имеется газ, имеется котел отопления и хочется иметь сколько-то энергии хотя бы 0,5 а лучше все 1,5 кВт помимо сети, которая довольно часто отрубается. Генератор штука слишком сложная, те что всегда в готовности  - это целую генераторную надо строить и выхлоп отводить и подогрев... А те что надо вытащить на улицу и запустить то это требования к человеку уже. Турбины Тесла уже на алиэкспресс продают вроде как на 500 Вт, она конечно хуже чем я видел в интернете (3 кВт точно видел) но попробовать купить можно. А вот мембранный стирлинг с линейным генератором хотя бы для светодиодного освещения - можно попробовать сделать.

[kommunist]

Меня заинтересовали термоакустические и мембранные. Попробую что то сделать в этом направлении. Альтернатив то мало, только турбина Тесла если но там требования к рабочему телу... То есть - имеется газ, имеется котел отопления и хочется иметь сколько-то энергии хотя бы 0,5 а лучше все 1,5 кВт помимо сети, которая довольно часто отрубается. Генератор штука слишком сложная, те что всегда в готовности  - это целую генераторную надо строить и выхлоп отводить и подогрев... А те что надо вытащить на улицу и запустить то это требования к человеку уже. Турбины Тесла уже на алиэкспресс продают вроде как на 500 Вт, она конечно хуже чем я видел в интернете (3 кВт точно видел) но попробовать купить можно. А вот мембранный стирлинг с линейным генератором хотя бы для светодиодного освещения - можно попробовать сделать.

Теоретически просто, а на практике замудохаетесь делать как линейный генератор, так и сам Стирлинг, при том, что ещё и встроить это всё в имеющийся котёл отопления... Чисто механически очень много не самой простой работы. Если устроит 500вт, то можно попробовать набрать их большим ко-вом элементов Пельтье. По крайней мере конструкционно и компоновочно на них будет проще сделать на порядки.
А вообще, может вам и 300вт постоянной электровыработки вполне хватит, при условии наличия аккумулятора+инвертора 220в. Для обычного потребления средней квартиры должно хватить, если не грубить.
Если про генерацию посерьёзнее, для себя продумывал такую схему, которая тоже попроще Стирлинга и линейного генератора уж точно.
При протопке бани раз в неделю, в банной печи проходит контур (тупо оребрённая нержавеющая труба) с фреоном. Контур замкнутый, а фреон с максимально низкой энергией парообразования. Соответственно, система состоит из автомобильного турбонагнетателя самой малой производительности, у которого вместо компрессора высокооборотный БЛДС генератор (всего два магнита и 3 катушки), размером с полкулака от силы, но с оборотами 100-150тыс.об/мин. При соответствующем жаре в печи 5квт мощности получить на генераторе вполне реально. 2часа протопки и 10квт/ч запасено в аккумулятор. На неделю аккуратного использования хватит. Вся цепь выглядит так. Фреон в печи испаряется, и дополнительно перегревается, повышая давление, градусов до 300, потом срабатывается в турбине, после которой окончательно охлаждается и конденсируется в максимально большом радиаторе (к примеру от интеркулёра грузовиков). Ни и после конденсации жидкий фреон мининасосом снова подаётся под давлением 1-3бара в нагревательную часть в печи. Но ключ именно в очень малой производительности турбины, которую придётся уменьшать дополнительно. Ведь даже турбонагнетатель на Жигули уже вырабатывает 15-20квт, при 5квт его кпд упадёт катастрофически. Проще говоря, в турбине придётся уменьшать рабочее сечение в месте дросселирования газа (уменьшать высоту лопаток).

[Ross]

Теоретически просто, а на практике замудохаетесь делать как линейный генератор, так и сам Стирлинг, при том, что ещё и встроить это всё в имеющийся котёл отопления...

1. Что-то можно купить готовое. Линейных генераторов куча. Стирлинг ... Ну мембранный не так сложен, рассчитать сложнее чем построить. Ещё интереснее в этом термоакустический.
2. У меня свое коммунистическое КБ по автоматике. С некоторой производственной базой.
3. Котел проще с нуля построить.
4. А вы не прикидывали КПД такого генератора ? На фреоне. Готовая турбинка меньшей мощности вас не устроит?

[Blik86]

Что-то можно купить готовое. Линейных генераторов куча. Стирлинг ...

С таким подходом можно и готовый газовый котел с электрогенератором стирлинга купить. 

[Ross]

Я о том что какие то модули или готовые узлы можно купить. Все в комплексе покупать мало того что неинтересно практически -так ещё и экономически неинтересно.

[kommunist]

А вы не прикидывали КПД такого генератора ? На фреоне. Готовая турбинка меньшей мощности вас не устроит?

В теории кпд парогенераторной машины на фреоне с очень низкой энергией парообразования и замкнутым циклом не сильно меньше Стирлинга. Я в своём хотел бы достичь 20-30%. Считал бы это победой. Реально же в гараже сделанный Стирлинг обычно имеет кпд ниже плинтуса. На мой взгляд, он сложнее и дороже в силу особых и противоречивых требований к материалам.
Готовая турбинка Тесла, имеете в виду? Наверное удобная, но кпд вроде существенно хуже автомобильной турбины, у которой 70%

[Ross]

Ну про гараж я не говорил. Термоакустика и мембранный тем и интересны что смазки не нужно. Отсутствие необходимости давать наружу механический момент позволяет наддуть это дело как следует.
Цикл на фреоне - какую разницу температур вы предполагаете? Дело в том что на разнице около сотни градусов КПД цикла ORC единицы процентов. Несмотря на то что КПД турбины высокий. Про КПД турбины Тесла вы категорически заблуждаетесь, классическая турбина на малых мощностях 70% иметь не будет а турбину Тесла надо просто правильно строить.
То что я видел по турбинам Тесла в интернете на единицы кВт имело КПД ориентировочно 60%.  Готовая насколько я видел сделана не совсем правильно, планирую приобрести и замерить КПД.

[kommunist]

Термоакустика и мембранный тем и интересны что смазки не нужно. Отсутствие необходимости давать наружу механический момент позволяет наддуть это дело как следует.

Разве есть в продаже готовые связки термоаккустического генератора? Ну чтобы уже настроенные, его просто греть а на выходе уже электричество. Даже к такому, полностью отлаженому много вопросов, помимо кпд. К примеру, как насчёт нестабильного подвода тепла? Или нестабильной нагрузки по току? Резонанс ведь дело тонкое, точно не будет его срыва? Самому это настроить надо целое КБ, думаю А ну как промудохаешься с настройкой год, но так  и не выйдешь даже на возникновение вожделенного резонанса?))) А цена готового комплекта?

[kommunist]

Цикл на фреоне - какую разницу температур вы предполагаете? Дело в том что на разнице около сотни градусов КПД цикла ORC единицы процентов.

Автотурбина спокойно и 800-900 градусов выхлопной газ принимает, так что как минимум думал о 300 градусах. Иных ограничений в системе по температуре особо то и нет. Кстати, если работать над ещё большим повышением кпд, то стоит перейти с турбины на поршневую систему, кпд которой уже не 70, как турбины, а 90 (а если ещё стенки поршневого из фторопласта, то вообще круть!), но ещё важнее то, что в поршневом можно позволить газу расширяться ещё сильнее, добившись конденсации  уже в цилиндре, то есть используя уже и часть энергии конденсации. В турбине это невозможно, потому как микрокапли разобъют лопатки  турбоколеса на раз при 100-150тыс/об. Но, с поршнями утрачивается, к сожалению, надёжность и ресурс Да и использование хотя бы части энергии конденсации (парообразования) имеет смысл с водой, у которой она огромна. У того же тетрахлорметана в 10 раз меньше

[kommunist]

классическая турбина на малых мощностях 70% иметь не будет

Конечно не будет, если турбина производительностью 20квт, то на 5квт кпд будет ниже плинтуса. Потому я сразу сказал, что главное сечение турбины необходимо просадить под нужные 5квт. Я уже на своей это сделал. Просто фрезеруется посадочное место улитки так, чтоба она села на ступицу турбины поглубже, оставив меньший кольцевой проходной зазор. Соответственно придётся и уменьшить высоту лопаток колеса.

[kommunist]

Готовая насколько я видел сделана не совсем правильно, планирую приобрести и замерить КПД.

Задача крайне нетривиальная, замерить кпд самой турбины

[kommunist]

Кстати, посмотрел сколько стоят турбины Тесла, меньше чем за 12тыс.руб. не нашёл, и это всего 500-ватная.
Новый автомобильный турбонагнетатель самого малого класса с али стоит столько же, но имеет мощность 10-15квт (и 5квт после уменьшения сечения). Да и кпд повыше чем у Теслы.
Другое дело если надо получать скажем 300вт постоянных, то тут уже да, турбонагнетатель полностью уступит Тесле, как ни уменьшай сечение.