Stirlingmotortråden! :)

[bellasoda]

Så som jag ser det:

Displacer: låg termisk tröghet
Regenerator: snabb värmeupptagning/givning

Det behöver inte nödvändigtvis vara samma fysiska del som agerar både-och.

Nu tänkte jag sluta solka ner den här tråden med mina egna inbitna idéer utan startade en projekt-tråd istället:

http://elektronikforumet.com/forum/view ... =3&t=65040

[Walle]

Det beror ju så klart på vilken konfiguration man pratar om, jag tänker "per default" på alpha-konfigurationen med två separata cylindrar orienterade 90° mot varandra. Men i princip oavsett konfiguration så är låg termisk konduktivitet bättre för verkningsgraden.

Givetvis vill man ha snabb värmeupptagning/givning, men inte på bekostnad av termisk kortslutning. Istället är det regeneratormaterialets yta som måste vara tillräcklig för att säkerställa en tillräckligt snabb värmeupptagning/givning.
Det är därför en regenerator inte består av tjocka plåtar, utan oftast tunn folie eller ett poröst material med mycket yta.

Vad väljer du helst i regeneratorn? Fem stycken 5 mm tjocka plåtar med väldigt hög termisk konduktivitet, eller 500 stycken 0.05 mm tjocka "plåtar" av ett material med lägre konduktivitet (i övrigt samma dimensioner)? Vilken kommer överföra mest värme till/från gasen? Vilken har störst yta? Bortse från att de 0.05 mm tjocka "plåtarna" kommer rivas sönder av gasströmmen, jag överdriver med flit för att göra en poäng. (Make a point)

I alpha-konfigurationen skulle alltså regeneratorn sitta på röret mellan cylindrarna i nedanstående bild:



Edit: För övrigt så ser jag inte diskussionen som att du "solkar ner" tråden! Tråden är till för diskussioner, det var därför jag startade den!

[bearing]

Regenerator: snabb värmeupptagning/givning

Det här har ju med den fysiska utformningen att göra, inte själva materialet i regeneratorn. För att få snabb värmeupptagning/givning behöver regeneratorn ha stora ytor. Det är ju nämligen gasens värmekonduktivitet som sätter begränsningen. Gasen har väldigt låg värmekonduktivitet, vilket kräver stora ytor för att att kunna överföra värmen.

Värmekonduktiviteten för koppar är runt 380 W·m−1·K−1, och värmekapaciteten är 0.39 kJ/kg K.
För aluminum är siffrorna runt 240 W·m^−1·K^−1 och 0.91 kJ/kg K.
För rostfritt (304): ca 20 W·m−1·K−1 och ca 0.5 kJ/kg K

Intressant, materialval har jag inte tänkt så mycket på. Det var ju stor skillnad i värmekonduktivitet. För att göra tabellen komplett, borde den kompletteras med metallernas densitet, alternativ räkna om värmekapaciteten till J/m^3. Ifall man gör det, är det inte säkert att koppar är sämre än aluminium. Fast det spelar ju eg. inte någon större roll, för rostfritt är ju så överlägset bättre att det inte finns anledning att överväga koppar/aluminium. Vad är bättre än rostfritt? någon keramik, kanske?

På tal om gaser kan man ju jämföra det tre aktuella gaserna:

Kod: Markera allt

Gas     Värmekapacitet [kJ/(K*m^3)] (0°C, 1013mbar)
Luft    1,30
Helium  0,927
Väte    1,29

Kod: Markera allt

Gas     Värmekonduktivitet [W/(m*K)]
Luft    0,024
Helium  0.142
Väte    0.168

Eftersom att helium och väte leder värme så mycket bättre, borde regeneratorn inte behöva ha lika stora ytor, som med luft. Eller man kanske ska säga att det bli svårt att lyckas med regeneratorn ifall man använder luft.

Sen borde ju viskositeten spela in, har dock aldrig räknat på viskositet.

[danei]

Det är ju endast i regeneratorns längdsled man vill undvika värmeledning. Det går ju att undvika genom att ha avbrott på materialet. Å andra sidan är det ganska snabba växlingar, så om den inte är väldigt kort kommer det nog inte att ha någon påverkan.

På de enklaste hemmabyggena bruka det vara stålull som används.

[idiotdea]

Det är inte en enskild egenskap som bestämmer värmeöverföringen, utan en kombination av många faktorer. T.ex. värmeöverföringen för turbulent strömning i ett rör kan skrivas (bara en av många korrelationer):

heattransfer.png

Q = värmeöverföring [W]
Re = Reynolds tal
Pr = Prandtls tal
k = värmekonduktivitet
A = yta/area
∆T = temperaturdifferans mellan fluiden och väggen
L = karakteristisk längd (varierar beroende på geometrin, men för ett rör lika med diametern)
ρ = densitet
v = flödeshastighet [m/s]
μ = dynamisk viskositet
cp = specifik värmekapacitet

Konstanterna och till viss del hela ekvationen ändras beroende på vad det är för geometri man räknar på. Men detta ger i alla fall en bild av hur många olika faktorer som påverkar, och något om i vilken riktning och hur starkt de påverkar. Denna ekvation "förklarar" också varför regeneratorns "verkningsgrad" förbättras vid högre tryck. Densiteten ökar vid högre tryck, medan resten av egenskaperna inte påverkas speciellt mycket (åtminstone vid moderata tryckskillnader).

Jag skulle inte generellt våga säga att det är gynnsamt att göra regeneratorn av ett material med låg värmekonduktivitet. Ifall den kan kortsluta varma och kalla sidan är det antagligen en nackdel. Men t.ex. med alfa-konfigurationen och regeneratorn i röret mellan cylindrarna har det mindre betydelse och i princip är en hög värmekonduktivitet gynnsamt i det fallet.

[bearing]

Men t.ex. med alfa-konfigurationen och regeneratorn i röret mellan cylindrarna har det mindre betydelse och i princip är en hög värmekonduktivitet gynnsamt i det fallet.

Varför skulle det vara gynnsamt?

[idiotdea]

För att det lättare leder in värmen i materialet och hela materialet därmed får en jämnare temperatur. Med andra ord utnyttjar man mera av materialets massa/värmekapacitet än med en låg värmekonduktivitet.

[danei]

Om Mypower håller vad de lovar så verkar det ruggigt bra.

[FormerMazda]

Snart får jag vara med här!

För jag la precis en order på denna:
http://www.aliexpress.com/snapshot/221047831.html

180kr kan jag avvara till en leksak/prydnassak.

Återkommer om den levereras till mig med lite bilder och kanske en film.
Sen blir det väl modd med magneter och spolar så man får ut nåt av den också.

Motorn är hemma!
Eller ja, den kom faktiskt i måndags, rätt snabb leverans ändå.

Recensionen är baserad med priset i åtanke.
Byggkvalitén är riktigt bra. Det är ju en rätt klen motor, men lösningarna för låg friktion är faktiskt rätt smarta.
Svänghjulets vevaxel är spetsig och hålls av skålan som liksom klämmer om veven.
Lilla kolven och cylinder är i glas och med en riktigt bra passform!

Den behöver inte stor temperaturskillnad för att starta, det är nästan att den vill gå av värmen i handen!
Bästa skjutsen fick jag på spisen med en varm platta, måttligt varm, och is uppe på maskinen. Då snurrade den på rätt bra!
Inte så stark dock, men magneter ska dit och spolar lindas. Målet är att få en lysdiod att lysa. Det borde gå?

Nåväl, bjuder på ett par bilder och en film:
http://www.youtube.com/watch?v=zfWd8wT6pY8

[bellasoda]

Stilig manick!

Var det en byggsats, eller färdigbyggd? Ifall det senare, har du hunnit demontera den? Det hade varit väldigt intressant att veta vad det var för typ av tätningar. O-ringar, eller något annat spännande i teflon eller grafit kanske?

[FormerMazda]

Tjusig som få!

Den var komplett monterad förutom svänghjulen som man fick sätta dit.
Rent okulärt så är det nog inga fancy tätningar.

Kolven tätas med passform, axeln till stora skivan inuti går genom en mässingsstyrning och är väl tänkt att täta med passform. Men den glappar lite..

Man smörjer den med en penna!

[Krille Krokodil]

Snygg! Mekaniken var vackrare förr när man göt mycket av delarna...

Hemma hos uppfinnaren och Segways skapare Dean Kamen:

[JonasE]

FormerMazda: Nu blev ju jag också tvungen att beställa en!

[FormerMazda]

JonasE, köp bara! Den är ju jättesöt!

Just nu står den och snurrar lite sakta på värmen från datorns utblås.
Notera möbelvinklarna som faktiskt gör nytta!

[baron3d]

Har följt tråden med entusiasm.

Skulle man inte kunna modifiera en gammal VW-motor, luftkyld boxer.
Kapa vevaxeln på mitten, skarva ihop så att man får 90 graders förskutning.
Eftersom belastningen blir mycket mindre så är det nog inte så svårt.