2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 07:49 
e2e4 в сообщении #699549 писал(а):
По теме: сказать конкретно ничего не могу (насчет оребрения внутренней поверхности рабочего цилиндра двигателя), но Стирлинги вызывают большой интерес :).
А насчёт оребрения радиатора для охлаждения чипов процессора Вы можете что-то конкретное сказать?

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 08:23 
Аватара пользователя
Ваше предложение сводится к увеличению толщины стенок цилиндра в некоторых местах, то есть к ухудшению условий теплопередачи. Уменьшить их толщину нельзя, поскольку они ещё и держат давление. Так что у Вас лишь добавляется дополнительное препятствие в виде выступов. И работать такой двигатель будет хуже (не говоря уж о том, что это ещё и сильное технологическое удорожание, так что за приличные деньги Вы получите лишь снижение мощности и К.П.Д.)
Сравнение с оребрением радиатора эффектно, но не к месту. Дело в том, что здесь разные узкие места, а снижать надо потери именно в узком месте. В случае радиатора (процессора и т.п.) "узким местом" является конвективный теплоотвод, а теплопередача через медный радиатор не создаёт основного препятствия движению тепла, так что радиатор, несколько ухудшая там, где всё в норме, улучшает там, где есть затруднение. В случае двигателя передача тепла от нагревателя к газу происходит в основном кондукцией, а высокое давление интенсифицирует и конвективные процессы, так что существенного улучшения оребрение не даст, но увеличение средней толщины стенки (минимальная не может быть меньше, чем без оребрения, чтобы противостоять давлению, более того, в силу неоднородности оребрённой стенки может потребоваться увеличить и минимальную толщину; максимальная же включает в себя и несущую нагрузку часть стенки, и выступающую рёберную часть, так что средняя толщина увеличится) ещё более ухудшит передачу тепла, притом именно в "узком месте".

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 09:29 
Вы не понимаете. Позвольте с Вами не согласиться.

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 09:46 
Аватара пользователя
anik

Да уж... Куда мне понять...

-- 22 мар 2013, 09:54 --

e2e4


ПЛ - подводная лодка. В последнее время распространилась идея "анаэробного двигателя" для ПЛ, как альтернатива атомным ПЛ, дешёвая и/или не вызывающая отторжения общественности. В качестве такового предлагается Стирлинг, причём на поверхности используется дизель, как для хода, так и для зарядки аккумуляторов, под водой на аккумуляторах идут полным ходом, а маломощный Стирлинг используется для экономического подводного хода и подзарядки аккумуляторов, используя запас жидкого кислорода. Преимуществом Стирлинга здесь является его малошумность.

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 11:04 
Евгений Машеров в сообщении #699675 писал(а):
Да уж... Куда мне понять...
Попробую популярно объяснить, а Вы вдумчиво прочтите.
Отвлечёмся пока от движения поршня и рассмотрим газ в цилиндре. Стенки цилиндра металлические, а теплопроводность металлов по сравнению с газом велика. Теплопередача ограничивается не теплопроводностью стенок, а теплопроводностью самого газа. Нам нужно быстро прогреть холодный газ в цилиндре до температуры стенок цилиндра. Газ нагревается от стенок цилиндра, когда молекулы газа взаимодействуют со стенкой. Ещё газ нагревается от теплового излучения от стенок цилиндра, но этот нагрев эффективен при высоких температурах. Естественная конвекция (или перемешивание газа за счёт движения поршня), способствуют теплопередаче, т.к. из за движения газа его более холодные части вступают в контакт со стенкой. Именно поэтому радиаторы принудительно обдуваются, чтобы удалить прогретый до темературы радиатора воздух, и заменить его более холодным.
Так вот, чтобы увеличить эффективность теплопередачи газу от нагретой поверхности, саму эту поверхность (при фиксированном объёме) делают как можно больше. Для этого и делаются рёбра. А чтобы газ перемешивался при движении поршня, на поршне тоже рёбра, и кода ребро-выступ попадает в ребро-впадину, газ интенсивно перемешивается прогреваясь в объёме, а не только вблизи теплой поверхности.

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 14:20 
Аватара пользователя
В чём состоит Ваше предложение, я понял.
Но, потребуйся мне испортить двигатель Стирлинга, я обошёлся бы чем-то попроще. Проблема не в том, что стенки плохо отдают тепло, а в том, что плохо его проводят. А плохо проводят оттого, что материал выбирается не по критерию теплопроводности, а по критерию прочности, и при этом достаточно толст.

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 14:42 
Аватара пользователя
Евгений Машеров в сообщении #699823 писал(а):
я обошёлся бы чем-то попроще

Видел конструкцию, где газ поступает в горячий цилиндр через нагреваемые трубочки.
Все реальные двигатели далеко отступают от идеального цикла Стирлинга. Есть внутренний теплообменник - назовут Стирлингом...

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 15:12 
Евгений Машеров в сообщении #699823 писал(а):
Проблема не в том, что стенки плохо отдают тепло, а в том, что плохо его проводят.
Какой же материал у стенок, как не металл?
Ну затолкайте в цилиндр пенопласт и начните его греть, ожидая что он весь прогреется и расширится. Снаружи он начнет плавиться и гореть, а внутри оставаться холодным.
Вот почему стекловата является хорошим теплоизолятором, когда на самом деле теплопроводность стекла много выше чем воздуха? На самом деле теплоизолятор - воздух. Стекловата просто препятствует конвекции, т.е. переносу тепла массой движущегося воздуха.
Если бы мне нужно было быстрее прогреть весь пенопласт, то я бы навтыкал в него металлические штыри и их бы тоже грел снаружи.

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 19:37 
Аватара пользователя
Металл, разумеется. Сталь, к примеру. Теплопроводность, согласно Википедии, 47 Вт/(м.К) (на самом деле зависит от марки стали). А у меди, согласно тому же источнику - 382-390 Вт/(м.К), то есть раз в восемь выше.

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 20:07 
А у воздуха, к примеру 0,026 Вт/(м.К), при 300К и 100 кПа. В 1807 раз меньше чем у стали.

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 20:14 
Аватара пользователя
Значит, не понимаете...

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 20:29 
Да уж... Куда мне понять...

И потом, кто нам запрещает корпус оставить стальным, а радиаторы сделать медными?

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 20:48 
Аватара пользователя
Чтобы ещё более затруднить теплопередачу?

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 20:52 
Вот оно что, окаэывается...

-- Сб мар 23, 2013 01:07:34 --

А я всё думал и не понимал, для чего трубки калориферов делаются не гладкими, а на них надевается ребристая лента, или почему у радиаторов автомобилей между плоскими трубками ещё вставлены волнистые ленты? Оказывается это для того, чтобы уменьшить теплопередачу...
А может быть, чтобы не пролетали мухи? :D

 
 
 
 Re: Двигатель Стирлинга
Сообщение22.03.2013, 21:18 
Аватара пользователя
Ещё раз Вам советую - попробуйте понять, чем различаются условия передачи тепла в этих случаях
(подсказка - при давлении 1 ата стирлинги работали лет двести тому...)

 
 
 [ Сообщений: 63 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group