Двигатель Стирлинга

[anik]

Вот один из недостатков двигателя Стирлинга (ДС). Цитата из википедии:
"Тепло подводится не к рабочему телу непосредственно, а только через стенки теплообменников. Стенки имеют ограниченную теплопроводность, из-за чего КПД оказывается ниже, чем можно было ожидать. Горячий теплообменник работает в очень напряжённых условиях теплопередачи, и при очень высоких давлениях, что требует применения высококачественных и дорогих материалов. Создание теплообменника, который удовлетворял бы противоречивым требованиям, весьма трудно".

Что же является теплообменником? Стенки цилиндра. Необходимо быстро передать тепло рабочему телу (газу) находящемуся в цилиндре. В силу какой-то непреодолимой традиции стенки цилиндра и поршень делаются гладкими.
Вот почему медная болванка для охлаждения, например, микропроцессора не делается сплошной, а делается ребристой? Чтобы увеличить площадь теплообмена воздуха с металлом, и чтобы разделить большой объём воздуха, обладающего малой теплопроводностью, на более мелкие объёмы, которые быстрее обмениваются теплом с окружающим металлом.
Конечно, додумались снаружи на холодный цилиндр ставить ребристый радиатор, но поместить такой же радиатор внутрь цилиндра никто не догадается.
Необходимо дно цилиндра и торцовую поверхность поршня сделать ребристыми, и чтобы эти рёбра при сжатии рабочего тела входили друг в друга (ребро цилиндра в соответствующий паз поршня, с некоторым зазором). Эффективность теплообмена, на мой взгляд можно увеличить в десяток раз.

[ivanhabalin]

anik. А чем хорош этот вариант двигателя. По моему в двигателе внутреннего сгорания, большее количество тепла, получаемого в результате хим. реакции используется. Здесь вроде недостатков больше?

[DimaM]

anik в сообщении #699138 писал(а):

Необходимо дно цилиндра и торцовую поверхность поршня сделать ребристыми, и чтобы эти рёбра при сжатии рабочего тела входили друг в друга (ребро цилиндра в соответствующий паз поршня, с некоторым зазором). Эффективность теплообмена, на мой взгляд можно увеличить в десяток раз.

И при малейшем перекосе или повороте эти ребра замечательно поломаются :(.

-- 21.03.2013, 12:38 --

ivanhabalin в сообщении #699149 писал(а):

А чем хорош этот вариант двигателя. По моему в двигателе внутреннего сгорания, большее количество тепла, получаемого в результате хим. реакции используется.

Стирлинга можно, например, солнышком греть. Или солому жечь - в ДВС-то поди ее засунь.

[ivanhabalin]

DimaM в сообщении #699150 писал(а):

Стирлинга можно, например, солнышком греть.

Солнышком, это хорошо. Этот вариант наверное улучшить. КПД интересно по сравнению с солнечными батареями как?

[anik]

DimaM в сообщении #699150 писал(а):

anik в сообщении #699138 писал(а):

Необходимо дно цилиндра и торцовую поверхность поршня сделать ребристыми, и чтобы эти рёбра при сжатии рабочего тела входили друг в друга (ребро цилиндра в соответствующий паз поршня, с некоторым зазором). Эффективность теплообмена, на мой взгляд можно увеличить в десяток раз.

И при малейшем перекосе или повороте эти ребра замечательно поломаются

Эти рёбра можно выполнить в виде концентрических цилиндров (стаканов). Их можно крутить как хочешь. А зазоры между ребрами сделать 1 - 5 мм. Достаточно? При сжатии газ будет перемешиваться в зазорах так, что и вентилятора не надо.

-- Чт мар 21, 2013 13:02:22 --

DimaM в сообщении #699150 писал(а):

Стирлинга можно, например, солнышком греть. Или солому жечь - в ДВС-то поди ее засунь.

ДС использовался как насос для закачки воды из колодца. На улице +20 а вода холодная. Этой разницы достаточно чтобы насос качал на дармовщину, и солнышка не надо.

[epros]

DimaM в сообщении #699150 писал(а):

Стирлинга можно, например, солнышком греть. Или солому жечь - в ДВС-то поди ее засунь.

Из двигателей внешнего сгорания паровая машина в сто раз эффективнее Стирлинга. Стирлинг — красивая теоретическая идея, но практически полезных реализаций я что-то пока не видел.

[nikvic]

epros в сообщении #699176 писал(а):

....паровая машина в сто раз эффективнее Стирлинга...практически полезных реализаций я что-то пока не видел

А свеженькие реализации паровых машин с малым перепадом Т видели?

[epros]

nikvic в сообщении #699182 писал(а):

epros в сообщении #699176 писал(а):

....паровая машина в сто раз эффективнее Стирлинга...практически полезных реализаций я что-то пока не видел

А свеженькие реализации паровых машин с малым перепадом Т видели?

Зачем маленький перепад? Если солнечную энергию использовать, то лучше сразу концентрировать её зеркалом, так что будет большой перепад. А такие вещи, как качание воды из колодца за счёт разности её температуры с окружающей средой — по-моему, и на Стирлинге, и никак сделать не получится.

[anik]

nikvic в сообщении #699182 писал(а):

А свеженькие реализации паровых машин с малым перепадом Т видели?

Нет, не видел, но знаю что есть. Я жил на Камчатке в то время, когда там была запущена в эксплуатацию Паужетская геотэц (1966г.). О ней много говорили. В настоящее время во вторичных контурах с низким перепадом температур в качестве рабочего тела используется изобутан. (Температура кипения -11,3 градусов Цельсия).

-- Чт мар 21, 2013 15:45:52 --

epros в сообщении #699198 писал(а):

А такие вещи, как качание воды из колодца за счёт разности её температуры с окружающей средой — по-моему, и на Стирлинге, и никак сделать не получится.

Такие насосы были сделаны и работали, это не я выдумал.
А солнышко не всегда светит, к тому же нужно зеркало и система слежения.

-- Чт мар 21, 2013 16:02:16 --

epros в сообщении #699176 писал(а):

Стирлинг — красивая теоретическая идея, но практически полезных реализаций я что-то пока не видел.

"В 1843 году Джеймс Стирлинг использовал этот двигатель на заводе, где он в то время работал инженером. В 1938 году фирма «Филипс» инвестировала в мотор Стирлинга мощностью более двухсот лошадиных сил и отдачей более 30 %. Двигатель Стирлинга имеет много преимуществ и был широко распространён в эпоху паровых машин".

[Евгений Машеров]

Стирлинги довольно популярны в качестве "третьих двигателей" для ПЛ (в дополнение к дизелю и электро). Из серийных - шведские "Готланд" и японские "Сорю".

[e2e4]

Цитата:

Стирлинги довольно популярны в качестве "третьих двигателей" для ПЛ (в дополнение к дизелю и электро).

Что такое "ПЛ" подскажите пожалуйста?

[nikvic]

Подводная лодка. Стирлинги - они тихие

[e2e4]

Ясно, спасибо.
По теме: сказать конкретно ничего не могу (насчет оребрения внутренней поверхности рабочего цилиндра двигателя), но Стирлинги вызывают большой интерес :).

[nikvic]

(Оффтоп)

e2e4 в сообщении #699549 писал(а):

Стирлинги вызывают большой интерес

И стерлинги. Фунтами.

[e2e4]

(Оффтоп)

Вот честно, положа руку на сердце, стерлинги, которые фунты, как-то гораздо меньше интересуют, чем Стирлинги, которые двигатели :).

По теме: несколько лет назад тоже пришла в голову идея сравнить КПД и эксплуатационные затраты солнечных батарей (сейчас где-то в районе 24% КПД лучших вроде бы) и хорошего Стирлинга+генератор, при прочих равных условиях. Вопрос в том, чем сейчас технически более грамотно замостить поляну: солнечными батареями или маленькими (а может одним большим) Стирлингами. Может кто-то уже проводил этот анализ?