Х-образный Стирлинг с БШМ

Откуда
С-Пб
Что бы не продолжать оффтопить в чужой теме, заведу свою)

Итак, Х-образный Стирлинг с БШМ и интегрированным электрогенератором - может иметь авиационное применение в качестве вспомогательной силовой установки для обеспечения теплом и электроэнергией на стоянке 😎 , а так же - различные стационарные применения, также для когенерации тепла и электроэнергии.
По оценке камрада , достижима мощность порядка единиц кВт - что достаточно для заявленных целей применения.


Среднее цикла около 10 атм. . мах-1,4-1,5 Мпа (14-15 атм.) Ср.эффект.- 2,5 -3 атм. (0, 25-0,3 мПа).
Если 1200 об/с и Vр-0,25 л - то 5 КВт можно выжать. Это 4 цилиндра, Полный V-0,4л. аналог филлипса.

Фазы соседних поршней при применении Х-образного БШМ - отличаются на 90 градусов,.т.е. можно реализовать схему альфа-стирлинга на каждой из пар цилиндров:
1765873049392.png
1765874131193.png

Используется схема 4-альфа, когда каждый поршень используете как вытеснитель для соседнего цилиндра - как на картинке ниже.
1765872885496.png

таким образом, получается это:
1765872928305.png




Потихоньку отрисовываю бесшатунную механику на подшипниках для такого Стрлинга, на ход 85 мм. Валы 25мм, подшипники эксцентрика и КВ - игольчатые 25х32х25, подшипники штока - набраны из роликов 3х13.8. Эксцентрик из двух одинаковых частей на штифтах 8х25, коленвал со съёмной щекой.
Модуль зуба 2.5мм, больше при таком ходе не впихнуть.
1766045131820.png


По конструкции (макетного действующего образца на дельту Т от ~200C до 20С) и организации теплообмена - мысли следующие:
заготовки гильз цилиндров используем готовые, из автозапчастей (85мм)
Оболочка цилиндра - стальная труба
Уплотнения поршней - неразрезные кольца из PTFE 85мм
Сами поршни - деревянные точеные сборные (что бы установить кольца). Или 3Д печать, но пока не знаю из чего.
Крышки цилиндров латунь, с пайкой трубок твёрдым припоем
Регенератор - гармошка из нержавейки, вокруг цилиндра
Холодный теплообменник - гармошка из меди, припаянная к медной трубке, в карманах между цилиндрами
Уплотнения штоков - лабиринтные, 3Д печать, или наборные из колец PTFE.
Все "холодные детали" - 3Д печать. Для макета - из PLA, для полноценного образца - из чего-нибудь конструкционного и более высокотемпературного (нейлон с карбоном, или другое подобное).
1766045318551.png
1766045363490.png


схема теплобменников и расположения регенератора:
1766045756336.png


Stanislavz , критика приветствуется)
 
Потихоньку отрисовываю бесшатунную механику на подшипниках для такого Стрлинга,
Не видно, что конкретно рисуете, но явно шестерни там лишние: в "кресте" на штоковой шейке коленвала должны быть спаренные эксцентрики и всё.
Я когда-то такой крест напечатал с "цилиндрами" из алюминиевых трубок. Выкинул, т.к. печать не точная, трение значительное, а руки не из того места и ими доработать не смог.
 
Не видно, что конкретно рисуете, но явно шестерни там лишние: в "кресте" на штоковой шейке коленвала должны быть спаренные эксцентрики и всё.
Я когда-то такой крест напечатал с "цилиндрами" из алюминиевых трубок. Выкинул, т.к. печать не точная, трение значительное, а руки не из того места и ими доработать не смог.
Вот именно для того, что бы не клинило - шестерёнки и нужны)
Они однозначно задают кинематику, независимо от системы зазоров на ползунах. А нагрузки на зубчатые пары в Стирлинге с малым давлением и малой мощности - небольшие.
Для наглядности, половинка механики на два цилиндра. Синяя шестерня - закреплена на корпусе, маленькая - выполнена заодно с эксцентриком.
1766051372584.png
 
Последнее редактирование:
критика приветствуется
Добрый. Критика - не взлетит. Это почитайте с переводом.


Главная ошибка всех стирлинго строителей - копирование высоко температурных /большего давления двигателей. Маштабируя. Тут так не работает.

И теплобменники идут совсем другие. И кинематика.
 
Добрый. Критика - не взлетит. Это почитайте с переводом.


Главная ошибка всех стирлинго строителей - копирование высоко температурных /большего давления двигателей. Маштабируя. Тут так не работает.

И теплобменники идут совсем другие. И кинематика.
ок, какие варианты?

соотношение площадей рабочего поршня и поршня вытеснителя можно поменять (сделать шток потолще - вытеснитель станет меньше) - но это плохо отразится на габаритах механической части

горячий теплообменник в виде стакана вокруг цилиндра, с вытеснителем на поршне, набивка регенератора между цилиндром и стаканом? Холодный - кажется, можно оставить в канале между цилиндрами уж больно хорошо вписываются
1766055026708.png


так-то этот демо-моторчик не такой и маленький получается, рабочий объём примерно 1.8 литра
(4-0.2)*(8.5*3.1415*(8.5/2)**2)
1832.8 см3
 
Последнее редактирование:
1766057440192.png

Пишут немцы, что для "альфы" лучше бы иметь 120 градусов между фазами. Проектировать 6и цилиндровый Ж-образный (на три цилиндра механика точно такая же) , или всё же это не так что бы очень критично с фазой 90 градусов?
 
так-то этот демо-моторчик не такой и маленький получается, рабочий объём примерно 1.8 литра
(4-0.2)*(8.5*3.1415*(8.5/2)**2)
1832.8 см3
Перейти на мембраны. Там минимум потерь и при должной геометрий будет работать.
 
Следуя рекомендациям лучших немецких собаководов,
Вашему вниманию предлагается Ж-образный 6-и цилндровый (он же "голландский штурвал" 🤐), со сдвигом фаз 120 градусов (если соединять через один):

1766080793829.png
1766081009408.png

Вариант конструкции цилиндра:
1766081738080.png

Гильза чугун, наружный стакан из нержи (какая-нибудь кружка подходящего размера), регенератор (фиолетовый) - нерж.сетка через теплоизоляцию стеклотканью (серый). Между гильзой и стаканом - дистанцирующая/центрующая проставка (видимо, тоже из нержи - резка из листа, можно наборную - с прокладками из стеклоткани).

Перейти на мембраны. Там минимум потерь и при должной геометрий будет работать.

мембраны - штука конечно интересная, но из чего их делать для размерности цилиндра 8.5/8.5?
типа, чулочное уплотнение вместо поршневых колец?
1766082500110.png
 
Назад
Вверх