Двигатель Стирлинга

[Denis Russkih]

anik

Я правильно понял, что поршень по внешнему виду должен напоминать шестерню, и ходит внутри "цилиндра" соответствующей формы? :) Примерно вот так? (Набросал по-быстрому.)

Евгений Машеров в сообщении #699654 писал(а):

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.

Прошу прощения за глупый вопрос, но разве рёбра жёсткости не делают конструкцию прочнее?..

[anik]

Denis Russkih в сообщении #700018 писал(а):

Я правильно понял, что поршень по внешнему виду должен напоминать шестерню, и ходит внутри "цилиндра" соответствующей формы?

Нет, примерно вот так:

Ребра радиаторов представляют собой концентрические, цилиндрические стаканы, всавляемые друг в друга.
Снаружи цилиндра тоже должен быть радиатор (на рис. не показан). Ведь, в конце концов, нам необходимо обеспечить теплообмен между газом окружающим цилиндр, и газом внутри цилиндра.

-- Сб мар 23, 2013 13:20:31 --

Евгений Машеров в сообщении #700013 писал(а):

Ещё раз Вам советую - попробуйте понять, чем различаются условия передачи тепла в этих случаях
(подсказка - при давлении 1 ата стирлинги работали лет двести тому...)

Не от хоршей жизни приходится увеличивать давление, ведь необходимо ещё обеспечить герметичность, чтобы водород или гелий через зазоры в поршне не вытекал при большом перепаде давления.
С увеличением давления растёт плотность газа (концентрация частиц), что и увеличивает его теплопроводность.

[Евгений Машеров]

Не от хорошей, да. Нет другого способа снять с двигателя большую мощность.

[anik]

А я бы не стал делать столь категорические заявления.

[Евгений Машеров]

Ну, "в разумном массогабарите и при пристойном К.П.Д." подразумевается. А если этого не требовать - да, можно иметь минимум давления 1 ата, подымая до 2 ата (повышая среднюю температуру с 300К до 600К), но увеличить сечение цилиндров, тем самым увеличивая силу, можно увеличить число ходов поршня и величину хода, тем самым увеличивая мощность. Но платить придётся либо увеличением массы, либо снижением К.П.Д., либо тем и иным.
Реальные стирлинги - ну, вот те, по 75 kW, которые на "Готландах", заполнены водородом при 200 ата. И это типично для "рабочих", демонстрационные бывают и атмосферные, конечно, но никто от них мощности и К.П.Д. не требует.
То есть если рассматривать не возможные абстрактные конструкции, а реально используемые - никакого эффекта эта "рацуха" не даст. А потери (удорожание, прежде всего, но и снижение К.П.Д., и рост массы) будут.

[anik]

Евгений Машеров в сообщении #700177 писал(а):

То есть если рассматривать не возможные абстрактные конструкции, а реально используемые - никакого эффекта эта "рацуха" не даст.

Как по-вашему, для чего на внешней холодной части цилиндра сделаны рёбра? Чтобы ухудшить теплопроводность и теплообмен? Или чтобы конструкция стала дороже?

Для чего на цилиндрах мотоциклов с воздушным охлаждением, или на цилиндрах компрессоров ставятся рёбра?
По моему, для лучшего охлаждения. Может быть Вы думаете иначе?
Или рёбра с внутренней стороны цилиндра, совсем не тот эффект дадут, какой они дают с внешней стороны?

[nikvic]

anik в сообщении #700191 писал(а):

Или рёбра с внутренней стороны цилиндра, совсем не тот эффект дадут, какой они дают с внешней стороны?

Не тот. Ребра с внешней стороны обдуваются всё новыми и новыми порциями "холодной среды". Внутри цилиндра нет циркуляции, втекающий сквозь теплообменник рабочий газ просто занимает объёмы, освобождаемые поршнем.
Впрочем, я видел схему, где горячий цилиндр "снабжается" газом, подогреваемым после теплообменника при прохождении трубчатого нагревателя. В фазе вытеснения газ идёт в теплообменник, минуя этот нагреватель.

[anik]

nikvic в сообщении #700202 писал(а):

Внутри цилиндра нет циркуляции, втекающий сквозь теплообменник рабочий газ просто занимает объёмы, освобождаемые поршнем.

И это по вашему хорошо?
Так давайте уберём циркуляцию и с внешней стороны цилиндра. Зачем радиатор и обдувка все новыми порциями холодного воздуха?
Посмотрите на анимацию. Почему горячий газ охлаждается (синеет)? Видать он не "просто занимает объёмы, освобождаемые поршнем", ещё он должен в этих объёмах принять температуру внешней среды, т.е. охладиться (или нагреться) и, причём, достаточно быстро.

[Евгений Машеров]

Тут разница не между "внутри" и "снаружи", а по давлению, снаружи одна атмосфера, а внутри (я, опять же, о реальных двигателях, а не об абстрактных конструкциях) не менее 100, как правило больше. Соответственно, проблема теплопередачи газ-поверхность более остра там, где одна атмосфера, а где 100 - малосущественна. А вот передача через стенку - сохраняется. И её утолщение (хотя бы фрагментами) передачу ухудшит.

[anik]

Да понял я Вас. Вы на защите традиционных конструкций и противник усовершенствований.
Раньше не было 200 атм и наполнения гелием, а ДС работали.
Мы ведь начали с каких двигателей? Не с тех, которые поддержат энергетику страны, а с тех простых, маломощных двигателях, которые можно использовать в быту (на даче), чтобы создать циркуляцию воды в отопительной системе или качать воду в бочку для полива. Нам не нужно двигать ПЛ. Эффективность теплообмена можно по разному обеспечивать, все способы хороши.

[nikvic]

anik в сообщении #700215 писал(а):

Так давайте уберём циркуляцию и с внешней стороны цилиндра. Зачем радиатор и обдувка все новыми порциями холодного воздуха?

Давайте. Например, оденем радиатор в тонкий мешок.

Непонятно, с чем Вы спорите.

[anik]

Евгений Машеров в сообщении #700216 писал(а):

И её утолщение (хотя бы фрагментами) передачу ухудшит.

Ещё раз. Посмотрите на анимацию. Для чего на холодном конце цилиндра стоят рёбра? Для ухудшения передачи тепла?

-- Сб мар 23, 2013 18:59:17 --

nikvic в сообщении #700220 писал(а):

anik в сообщении #700215 писал(а):

Так давайте уберём циркуляцию и с внешней стороны цилиндра. Зачем радиатор и обдувка все новыми порциями холодного воздуха?

Давайте. Например, оденем радиатор в тонкий мешок.
Непонятно, с чем Вы спорите.

Вы не поняли сарказма в моём предложении? Наверно потому, что я не поставил смайлик? По мне этот смайлик все равно, что дурацкий смех за кадром.

[nikvic]

Евгений Машеров в сообщении #700216 писал(а):

Соответственно, проблема теплопередачи газ-поверхность более остра там, где одна атмосфера, а где 100 - малосущественна.

Сомнительное утверждение.
Знаете ли Вы, что теплопроводность газа, в первом приближении, не зависит от плотности?
Передавать мощность при заданной разнице Т от газа газу через стенку всегда полезно через "развитую" поверхность. Целесообразность зависит от условий обтекания с конкретной стороны.

[parton aka]

anik в сообщении #700219 писал(а):

Да понял я Вас. Вы на защите традиционных конструкций и противник усовершенствований.

Нет, не поняли. anik, еще раз внимательно:

Евгений Машеров в сообщении #700216 писал(а):

А вот передача через стенку - сохраняется.

[anik]

parton aka в сообщении #700253 писал(а):

А вот передача через стенку - сохраняется.

Это Вы не про то, как зэки передают информацию через стенку с помощью стука?