Sterlingmotor beräkningsöverslag

[bearing]

Jag har några gånger försökt mig på att bygga små sterlingmotorer av LTD typ ( low temperature differential)

Har dessa en sk. "regenerator"?
Vad har du använt för material för regeneratorn?

[HUGGBÄVERN]

Jag ska inte försöka platta till någon med massa tekniska och vetenskapliga fraser som ingen orkar att läsa igenom men kort (så kort jag kan) ändå kasta lite ljus över detta med Sterlingmotorer.

Olika slags apparater som fungerar med värme, tryck och volym arbetar efter strikta begränsningar - konstant tryck eller värme eller volym eller är en adiabatisk process (om jag inte minns fel).
Alla dessa tillstånd kan sättas ihop till en arbetscykel som Ottocykeln:

D17A4829-90A7-43A7-971D-08ABB09900CE.webp

Ur detta diagram kan man beräkna verknIngsgraden och det ska sägas att hur man än vänder och vrider på sin linjer och kurvor (BEGRÄNSNINGARNA!) man aldrig att få ut mer än ca 10% av inmatad effekt och där Stirlingcykeln är den variant som kommer maximalt effektutbyte närmast.

Något man ska tänka på att det finns faktorer som sätter, inte pinnar, så i alla fall kvistar i hjulen. En sådan kvist är att motorn inte får samverka med omgivningen, dvs värme får gå ut i ”motorblocket”, eller att när förbränningsprodukter ska lämna förbränningskammaren måste den tömmas helt osv.

En stor bensinmotor på 75 Newtonhästkraftet, blir varm, alla avgaser lämnar inte cylindrarna (trots 16 ventiler), men tack vare storleken får man ett aktningsvärt effektutbyte.
En fysisk liten motor blir däremot mer känslig då små förluster stjäl effekt. Där är min tanke att kolla upp alla sätt att begränsa förluster. Ska motorn isoleras kanske? Någon skrev något om stålull …


Och fortfarande pratar man om Kelvin UTAN grader, om man nu inte vill ”mäta volten över en kapacitator i kiloohm …”. Vi bränner inga fysikböcker när sorter och enheter ändras. Jag minns när vi gick från MKSA till SI-enheter och gjorde det utan bokbål.

[grym]

njee

bästa dieselmotorerna kommer upp till strax över 50% verkningsgrad
kollade på scania 11 liters med turbo och intercoler som var bra, siffror från sjuttitalet
fanns traktorer som gav imponerande siffror

bensinmotor 25-30% , har inte sett moderna siffror

tändkulemotorer upp till 15%

enkel ångmaskin 6-8%

[Palle500]

Förbränningsmotorer ja, men Huggbävern pratar om värmedrivna gasmotorer.
"Motorer med en extern förbränning, ångmaskin, ångturbin, Stirlingmotor etcetera, räknas ej som förbränningsmotorer utan gastrycksmotorer. "
https://sv.wikipedia.org/wiki/F%C3%B6rb ... ningsmotor

Stirlingmotor

IMG_5328.GIF

[grym]

japp, tog siffrorna som exempel

googla de lite snabbt och

"Men de senaste åren har stora förbättringar skett i material och teknik och inom Kockums talar man om verkningsgrader på uppemot 38 procent för den tredje generationen av den stora ubåtsmotorn och 31 procent för den mindre solkraftsmotorn."

https://www.nyteknik.se/energi/genombro ... orn/593800

38 % är ganska bra siffror, nästan i dieselmotor verkningsgradsspannet

en vedeldad sådan vore riktigt trevligt att ha

[danei]

Det var ju ett företag som satsade på att producera en pelletsdriven variant för några år sedan. Men det gick som med så många andra försök, inget vidare.

En artikel: https://www.elinstallatoren.se/2018/03/ ... -i-hemmet/

[bjornj]

Ska verkningsgraden tas med i beräkningarna också?
Den är väldigt låg på låg-deltaT motorer.

Verkningsgraden är något som jag inte har intresserat mig för direkt.
Jag är fullt nöjd om den kan driva sig själv så att säga.
Den skall ju inte driva något utan bara vara till för demonstration och
för nöjes skull i största allmänhet.
Vad regeneratorn beträffar så tror jag inte att en sådan är av avgörande betydelse.
Maskinen kan nog gå ändå. Men det är klart att om det är på gränsen att den vill gå
så kan säkert en regenerator utgöra skillnaden i positiv bemärkelse.
Jag har i tidigare varianter försökt med stålull men den är svår att forma till på lämpligt sätt.
En stor praktisk fördel med stålull är att den tål högre värme till skillnad från frigolit som ju
gärna smälter ner om man eldar på för mycket.

[säter]

Vad värmer du med?

[bjornj]

Vad värmer du med?
Den tidigare variant som nätt och jämt funkade satte jag på en spisplatta.
Jag har ju hoppats på att nästa skall gå på varmt vatten precis som på videon.

[bearing]

Vad regeneratorn beträffar så tror jag inte att en sådan är av avgörande betydelse.
Maskinen kan nog gå ändå.

Jag har läst att det är en viktig komponent.

The
regenerator can quickly take the heat from the warm gas that flows through it and releases it
back right at the moment when it starts to flow in the opposite direction. The result is a
significant increase of a device efficiency. John Ericsson stressed the regenerator
importance, by his equation: “...We will show practically that bundles of wire are capable
of exerting more force than shiploads of coal...“ (Said in 1855)

[danei]

Den är viktig om man vill få upp varvtalet och verkningsgraden. Men på låga hastigheter fungerar det utan den.

[bearing]

Ja, det beror väl på vad man har för mål med sitt projekt.

Tydligen har denna typ av Stirling (gamma, om jag förstår rätt) kunnat fungera med bara en halv grads skillnad i temperatur. Om 50 graders skillnad inte räcker för att snurra, då är det nog många delar som inte riktigt fungerar som de ska.

[säter]

Ja, någonting måste vara fel.
Har du någon bild på motorn?

[bjornj]

Ja, någonting måste vara fel.
Har du någon bild på motorn?

Nej, ingen bild för den är inte tillverkad än men
det finns ett antal parametrar som man måste få till för att det skall funka.
Displacerns axelgenomföring måste vara tillräckligt tät men samtidigt ha tillräckligt
låg friktion.
Displacerns avstånd till cylindern måsta vara lagom stort. Är det för litet går det för tungt
och är det för stort blir inte luftombytet bra.
Arbetscylindern måste vara rätt dimensionerad i förhållande till totala luftmängden och
friktionen måste vara så låg som möjlig samtidigt som den inte får läcka för mycket.
Det är en del som måste göras rätt

[pi314]

Jag är lite fascinerad av Stirlingmotorn, så jag följer detta med spänning.

Eftersom bensin och diesel varit uppe sä tänkte jag dela den här bilden. Den är lite gammal, men den gäller nog i stort sett fortfarande. Den beskriver var den energi tar vägen, som frigörs när bensin och diesel förbränns i en ICE (förbränningsmotor).

130406_car_efficiency_col3_www.png

En undran om ICEer, ångmaskiner och Stirlingmotorer.

Kan man närma sig dessas effektivitet utan att beakta Carnotcykeln?

https://en.wikipedia.org/wiki/Carnot_cycle


Stirling cycle och Carnot cycle

https://www.sfu.ca/~mbahrami/ENSC%20461 ... 0Cycle.pdf

/Pi