Přestavba motoru Š120 na stirling

[Ilem]

Ileme, tvá definitiva mě někdy fakt dostávají. Jsem černá ovce, ale mozek mám v hlavě. "Co je důvod, že Stirling se neuchytil"?
Není to trochu jinak? Hlavním důvodem je přeci jednoduchost a účinnost...dokazuje to například dnes Tedom a jiní výrobci. Nedají za rozumnou cenu Stirling na trh, protože čermají dotace a nechtějí,,,,
alespoň tohle pochopte....když nic víc....Jinak přeji všem vše dobré....

Takže. Já jsem z tebe černou ovci neudělal. Jsem jeden z posledních, kdo tě tu ještě brání. To za prvé.
A za druhé, proč se Stirling neuchytil? - protože má nízkou účinnost a nízkou schopnost konat práci. Účinnost je dána, jako u každého tepelného sroje rozdílem teplot, nebo lépe řečeno podílem (jednoduše 1 - T1/T2). A protože hoření neprobíhá v pracovním prostoru, už tu jsou první ztráty. Další ztráty jsou přímé, protože podstatná část tepla se vyměňuje už přímo v prostoru přehaněče (neplatí pro verzi gama, která nemá přehaněč). Tolik k účinnosti.
A teď k vykonané práci. Na přiloženém obrázku je známý Carnotův cyklus. Snad každý ví, že celková vykonaná práce se spočítá tak, že se od práce ohraničené křivkou I odečte práce ohraničená křivkou III. K tomu se přičte práce ohraničená křivkou II a od ní se odečte práce ohraničená křivkou IV. Celková vykonaná práce je tedy dána plochou, která je křivkou ohraničena. Teď, když se podíváš na ten graf, zjistíš, že když chceš vykonat víc práce, musíš mít větší rozdíl tlaků, nebo větší rozdíl objemů. No a protože velký rozdíl tlaků nelze u Stirlinga dosáhnout (díky netěsnostem kolem přehaněče, u verze gama díky jalovým prostorům), musí se výkon dohánět objemem. Možná, že mě budeš chtít přesvědčit, že tam někudy vstupuje volná energie. Pokud se ti to povede, tak se ti veřejně omluvím.
Je tu jedna možnost, jak by mohl Stirling fungovat tak, aby mohl aspoň částečně konkurovat spalovacím motorům, ale mám dojem, že tuto možnost pochopil pouze Petr111. Ale to znamená ze Stirlinga nechat jen myšlenku a od základu překuchat jeho konstrukci, v žádným případě to nejde s tím, co dělá JiMi.
JiMimu fandím, aby se mu to aspoň udrželo na konstantních otáčkách bez zatížení. Líbí se mi jeho nasazení. Proto se tady ještě snažím vysvětlovat základy fyziky. A jestli mě někdo nasere, nechám ho, ať se v tom plácá jak chce (ostatně už jsem dostal několik SZ v tom smyslu, abych to tak udělal).

[Ilem]

Na tento příspěvek musím reagovat polemikou.

Když polemika, tak polemika. Souhlasím s tebou, hodně věcí jsem zjednodušil, ale myslím, že jsme tady řešili hlavně to, co dělá JiMi. To snad uznáš, že se nemůže přiblížit spalovacímu motoru ani zdaleka. Ano, psal jsem o Stirlingách obecně, a taky jsem napsal, že ty znáš řešení, které se může spalovacímu motoru přiblížit. Ty dokonce tvrdíš, že ho může překonat, ale to už je věc názoru. V každým případě to co vznikne už bude mít velmi málo společného s původním Stirlingem, lze-li to ještě vůbec Stirlingem nazývat.
A ještě něco. Nepovažuju se za odborníka přes Stirlingy. Vlastně jsem se jimi dosud nikdy nezabýval. Moje postřehy vycházejí pouze ze znalosti fyziky, kterážto je mým koníčkem.

[Ilem]

Akorde děkuji za doplnění. Vliv ohřevu zvyšováním tlaku jsem skutečně neuvažoval.
A tobě Mime taky děkuji. Díky tvému příspěvku jsem se nad Stirlingy konečně pořádně zamyslel, a myslím, že mě napadlo řešení, které sice má se Stirlingem společný jen základní princip, skoro stejně jako s každým jiným tepelným motorem, ale myslím si, že by to mohlo konkurovat současným spalovacím motorům. Ještě budu trochu počítat, pak to namaluju a předhodím "vlkům".

[JiMi]

ale bod připlave i k Ilem-ovi a Akord-ovi.
Jsou to vůbec první body, které dávám, tu na fóru.

Ale je to dřina, posbírat vždycky kousek té pravdy z každého příspěvku.
Jsem z toho už skoro tumpachovej, ale snad se začíná rozednívat.

Například: jsem si už empiricky ověřil, že tupé zvyšování objemů výměníků nemá kladný efekt. Naopak záporný, zvyšováním ztrát nevyužitými přestupy tepla. A pak najednou začnou dávat některé narážky na objemy ve vašich příspěvcích smysl.

Nebo: že zvyšováním středního tlaku dosáhnu při stejných teplotách výměníků větších tlakových rozdílů (o což nám jde v prvé řadě). Tady jsem akorát trochu skočil bokem, když jsem ten kompresní poměr bral doslova (dle významu u spalovacích motorů) a snažil jsem se v tom najít nějakou skrčku.

Nebo: že ta složitá matematika z toho dělá zbytečnou vědu. Vždyť právě prvotní moje myšlenka byla vypárat z toho ty sinusovky a vrátit se ke stavové rovnici. A najednou jsem přepočítával Macháčka, jak blbec.

Každý svým dílem jste přispěli k tomu, že se trochu pootevřelo jedno moje oko. Všímejte jakou si nechávám ještě rezervu. Bod každému právem patří (akorát je to nějaký omezený, to je asi nějaká Rivalova závora, aby se tu lidi ze samé karmy nepřevrátili).
JiMi

[Ilem]

Hodím sem teda tu myšlenku. Původně jsem myslel, že to bude včetně klikového mechanizmu, který bude příslušný pohyb zajišťovat, ale to je právě to počítání. Ideu už mám.

Výhoda je ta, že při vhodném plynu a vhodném tlaku by mohlo docházet ke změně skupenství, což by tento motor posunulo za hranice mě známých Stirlingů.

Možná mi i ušetříte práci, protože mě zahrnete spoustou patentů od lidí, kteří to vymysleli přede mnou.

[Akord]

Petr111,
zkoušíš mne z molárních tepel(nepsal jsem ani o nich),ale jdi dál, zrejme jde o nejaké nedorozumení. Tam, kde médium nemení svou fázi je v motoru a v obehu témer jedno, jaký je to plyn. Co je drobný rozdíl je tak Poissonova konstanta, která je lepší pro jednoatomové plyny normální pro dvouatomové, a horší pro víceatomové molekuly. Molární teplo nemá na práci cyklu zásadní vliv. Vždyť já napsal, že vliv má nanejvýš tepelná výmena + nekteré další drobnosti, ale ta prímo nesouvisela s obehem a s tou kompresí. Mám na mysli to, že pokud je ve válci plyn, s daným tlakem a teplotou, pak svou expanzí udelá témer stejnou práci jakýkoliv plyn.
Není obecne pravda, že kompresní pomer (KP) Stirlingu nepatrí. V každé porádné literature o Stirlingu je zavedený a nachází se v každých seriozních datech o parametrech konkrétních Stirlingu.
Navíc KP je jeden z nejduležitejších pojmu všech parních a plynových turbin, jako mají elektrárny. Erics-Braytonuv obeh je práve obeh takové turbíny. Naopak to, že o KP motoristické časopisy píšou pohádky spíše technickou verejnost mate. KP vubec nesouvisí s palivem spalovacích a je zavedený definicí jako pomer objemu pred a po kompresi. Má stejnou hodnotu pro jakékoliv médium a souvisí jenom s konstrukcí motoru. Prizpusobuje se pouze palivu, aby obeh byl optimální.
(Nevím, zda to souvisí se mnou, ale nepsal jsem, zda se hluchý objem má blížit nule, ale, že pracovní objem po kompresi dává určitý KP, který musí být v souladu s teplotou. Možná by taky chtelo utrást, co je hluchý objem a co ne.)

Lednička? Mechanický SM je relativne drahý a složitý, pokud je dobrý, a vyžaduje jistou údržbu. Delají se pokusy s piezoakustickými a termoakustickými Stirlingy apod.
Na netu tuším už pár let australský výrobce nabízí hezkou kogeneračku tvaru ledničky na plyn.

Souhlasím s tebou, že SM je pro kogeneraci vhodný, a vhodnejší zvlášte v prípade, kdy se spaluje treba drevní plyn, nebo jiný plyn vyžadující nákladné a problémové čištení.
Taky v tom, že kyslík je nanic, a spíše nekdy voda, na tu ale motor není korozne stavený.

Ilem,
v prípade kondenzace, neb zmeny fáze je hlavní problém horší prestup tepla ve výmenníku a bublání, zacpávání kapalným médiem. Zatím mi ten obrázek není moc jasný, oč jde, nechci vnést nejaký domýšlecí omyl.

[1220]

Napadnul mně jednoduchý pokus :
Uzavřená kovová nádoba uvnitř plat čidlo /100 ohm/, které se nedotýká
stěn,činnou částí. Čidlo zapojeno jako teplotní a ocejchováno.Nádoba uzavíratelná, a opatřená na kousku nerezové trubičky/nevede teplo/tlakoměrem, nebo snímat tlak taky elektricky. Nádobu postavit na vařič a změřit si jakého že tlaku dosáhne vzduch nebo jiný plyn, když se zahřeje o 200 st C nebo jinou uvažovanou diferenci.
Tím pádem budeš vědět a moci dopočítat hlavní rozměry motoru, diskuze budou navíc.
Budeš moci měřit tlakovou změnu i stlačeného plynu , nebo vlhkého vzduchu a udělat si vlastní názor, osahat si to. Bezpečnost ale především,a samici bych zapojil může se dívat periskopem ,a pak uklízet střepiny .
K.

[JiMi]

Není obecne pravda, že kompresní pomer (KP) Stirlingu nepatrí. V každé porádné literature o Stirlingu je zavedený a nachází se v každých seriozních datech o parametrech konkrétních Stirlingu.

Tak, velcí kluci se baví a už si začínají rozumět, to mě těší. Takže abych tomu trošku porozuměl i já.
Takže kompresním poměrem u stirlingu mám chápat poměr objemu celé soustavy s pracovním pístem v DÚ ku objemu s pístem v HÚ.
Takže jde o to navrhnout objemy u stirlinga tak, abych při tom vratném pohybu náhodou nepřetlačil plyn tak, aby zvýšenou teplotou nebyl výš než teplota teplého výměníku. Hodně práce a velký ztráty.

Když si představuju, jak by k tomu mohlo dojít, tak mi vychází podobný objem pístu a přehaněče, zkrácené děje nebo špatné fázování, nějaké nerovnoměrnosti v rychlosti tepelné výměny na teplém a studeném konci, asi je toho i víc.
Ale jak to tak pozoruju, tak jsou to vesměs jen konstrukční problémy.

Co z toho pro mě zatím plyne ? Objem pod přehaněčem bude větší než objem pod pracovním pístem, čímž bych se dostanu s KP pod 2. Když předimenzuji studený výměník, nebude to na škodu. Fázování budu mít pod palcem úplně....
Jen taková zkratkovitá úvaha, jestli to chápu dobře. Pro výkon stirlingu by měl být KP co nejmenší, abych draze získaným výkonem nemusel přetláčet při kompresi pracovní plyn, ten aby se stlačováním zbytečně nepřehříval, aby co nejvíce tepla přišlo opět z omnoho teplejšího výměníku. Což ale zase vede k velkým objemům výměníků a ztrátám při neužitečných přesunech tepla.

Chlapi, jestli jsem zase vedle jak ta jedle, radši mi to řekněte hned. Stahuju tu před váma gatě, tak ať to má aspoň nějakej význam.
JiMi

[JiMi]

Nádobu postavit na vařič a změřit si jakého že tlaku dosáhne vzduch nebo jiný plyn, když se zahřeje o 200 st C nebo jinou uvažovanou diferenci.

Tady si dovolím pokusy přeskočit. To je stavová rovnice a pro naše podmínky je naprosto dostačující. Ale pokusy budou, neboj.
Sám se na ně těším, až už bude něco hotovýho a budu něco měřit.
Jak malej kluk.
JiMi

[Ilem]

Nemají mít ty válce a písty jiné průměry ? ........

O průměrech jsem ještě moc neuvažoval, je to jen nosná myšlenka hozená na obrazovku. Jde o to, že se dá minimalizovat jalový objem, zvýšit komprese a navíc nedochází ke kompresi v teplém prostoru, takže i minimalizace ztrát, o kterých psal Akord.

Nevím, jak jste mohli pochopit moji myšlenku, když ten gif nikdo neotevřel.
Je tam jedno otevření a to je moje, když jsem zkoušel, jestli to funguje.

[Ilem]

Takže kompresním poměrem u stirlingu mám chápat poměr objemu celé soustavy s pracovním pístem v DÚ ku objemu s pístem v HÚ.

Opět je to trochu složitější Ještě se uplatňuje objemová změna vzniklá tepelnou roztažností. Koeficienty roztažnosti najdeš někde na netu a protože je vše v pohybu, budeš potřebovat tyto zákony: Gay- Lussacův, Charlesův a Boylův-Mariottův. Potom počítat pro jednotlivé fáze chodu motoru. Bude totiž záležet, jak načasuješ pohyb přehaněče vůči ohřevu a ochlazování a vůči pohybu pístu.

[Akord]

Ilem,
aha, dík, já to ale už mel v browseru staticky, a pak jsem myslel, že je to všechno, až teď jsem klikl a udelala se animace. Mechanismus a princip je v porádku, nekdy se práve takhle stirling vysvetluje, i když vetšinou s regenerátorem. V takovém holém válci je klíčový problém zajistit prestup tepla ve správné fázi do objemu plynu, co bez teplého a studeného výmenníka jde sotva, snad pro demonstraci. To je i duvod zavedení prehaneče. Říkáš, že nedochází ke kompresi v teplém prostoru. V tom obrázku fakt ne. A když jsme to už nakousli, pak reknu jeden zdánlivý paradox:
Bežne je zažité, že je potreba komprimovat chladný plyn, ne horký, a tím je menší kompresní práce. To je ok. Ale klasický stirling to tak ve skutečnosti nedelá, a proto i nejsou správné pohádkové a pochopitelné vysvetlení z bežných knížek, nebo netu. Je to duležité k objektivnímu pohledu na stirling. Pri podrobnejším sledování deje vyjde najevo(nechyťte me prosím za slovo predčasne), že v první polovine komprese se plyn chladí a ve druhé už ohrívá navzdory ješte pokračující kompresi. Rovnež v první polovine expanze se ohrívá, ale v ustupující části expanze se už chladí. P-v diagram je v podstate elipsa, a dá se to z ní, nebo z výpočtu vyčíst. Nejedná se o nejakou odchylku vuči ideálnímu obehu, stirling takhle reálne beží. Samozrejme jsou porád celkové pomery takové, že je proces porád dostatečne energeticky ziskový. Pokusy vylepšit tuhle zdánlive neoptimální sitaci vedou ale k nekterým dalším problémum.

Petr111,
je to témer určite ten Whispergen (asi mírne zmenili stránku), je to dávneji, mel bych príšte rozlišovat Zéland a Austrálii.

[Ilem]

Ilem,

Bežne je zažité, že je potreba komprimovat chladný plyn, ne horký, a tím je menší kompresní práce. To je ok. Ale klasický stirling to tak ve skutečnosti nedelá, a proto i nejsou správné pohádkové a pochopitelné vysvetlení z bežných knížek, nebo netu. Je to duležité k objektivnímu pohledu na stirling. Pri podrobnejším sledování deje vyjde najevo(nechyťte me prosím za slovo predčasne), že v první polovine komprese se plyn chladí a ve druhé už ohrívá navzdory ješte pokračující kompresi.

Ano, klasický tak funguje, protože oba písty jedou po sínusovce s pevným nafázováním. Proto jsem vymyslel tenhle podivný pohyb, kdy část oběhu jedou písty společně a na část oběhu se rozdělí. Přenos tepla je problém vždy, možná by se musel válec trochu natáhnout, aby byla delší doba pro přestup.

[1220]

Tos mi JiMi, špatně rozuměl.....diskuse a polemika je o procesu vysvětlování si svých stanovisek.
Akord s tu vede svůj monolog, velmi autoritativní a přesvědčivý, jak jsem si všiml. Na to já nebudu plýtvat svůj čas, je to zbytečné.
Ty jeho tlachy moc přínosem pro Tvou práci nejsou, tudíž ani moje polemické takytlachy.
Drž se stavové rovnice a ZSR.......
Až bys měl pocit, že se ti hlava motoru přehřívá nad teplotu "ohříváku", poznáš to snadno - stirling se nebude točit. Nesporná výhoda proti dieselu v Dieselově cyklu.

To je škoda, když ta individualita člověka Petře zvítězí nad společným nevědomím .Nevědět je cesta, která více nevědomých o věci vědících více než zbytek světa může a vlastně musí dát dohromady. Nechci tady boxovat s kamarádem, to ne , ale přijde mi líto , když se odborníci nechtějí dohodnout.
Akord to naťuknul s tou elipsou v carn cyklu a já to posadím kousek dál jako hádanku : Co to je ? Má to vnitřní a vnější okruh uzavřený v sobě,
okruhy jsou vyladěny a tento vlastně jeden okruh si předává v tom správném stavu a místě teplo . Jinak to má teplý a studený výměník a ani jeden píst. Jenom jeden hřídel a na něm cosi.
Znalci mi řekli , že je to možné, a pak odešli do věčných lovišť, aniž to stačili spočítat, i já jsem řešil a řeším jiné věci. Když se objevil JiMi, od té doby se snažím opakovaně to znovu vymyslet, ale nezadařilo se .
Leč kdyby se to povedlo, a spojily se dřímající individuality, bylo by to krásné.Byly to pouze dva prvky ale klasická lopatka to nebyla ani náhodou.
K.

[Ilem]

Tos mi JiMi, špatně rozuměl.....diskuse a polemika je o procesu vysvětlování si svých stanovisek.
Akord s tu vede svůj monolog, velmi autoritativní a přesvědčivý, jak jsem si všiml. Na to já nebudu plýtvat svůj čas, je to zbytečné.
Ty jeho tlachy moc přínosem pro Tvou práci nejsou, tudíž ani moje polemické takytlachy.
Drž se stavové rovnice a ZSR.......
Až bys měl pocit, že se ti hlava motoru přehřívá nad teplotu "ohříváku", poznáš to snadno - stirling se nebude točit. Nesporná výhoda proti dieselu v Dieselově cyklu.

To je škoda, když ta individualita člověka Petře zvítězí nad společným nevědomím .Nevědět je cesta, která více nevědomých o věci vědících více než zbytek světa může a vlastně musí dát dohromady. Nechci tady boxovat s kamarádem, to ne , ale přijde mi líto , když se odborníci nechtějí dohodnout.
Akord to naťuknul s tou elipsou v carn cyklu a já to posadím kousek dál jako hádanku : Co to je ? Má to vnitřní a vnější okruh uzavřený v sobě,
okruhy jsou vyladěny a tento vlastně jeden okruh si předává v tom správném stavu a místě teplo . Jinak to má teplý a studený výměník a ani jeden píst. Jenom jeden hřídel a na něm cosi.
Znalci mi řekli , že je to možné, a pak odešli do věčných lovišť, aniž to stačili spočítat, i já jsem řešil a řeším jiné věci. Když se objevil JiMi, od té doby se snažím opakovaně to znovu vymyslet, ale nezadařilo se .
Leč kdyby se to povedlo, a spojily se dřímající individuality, bylo by to krásné.Byly to pouze dva prvky ale klasická lopatka to nebyla ani náhodou.
K.

Taky mi je líto, že Petr nechává prchlivost cloumat svým majestátem. Nesmírně si ho vážím a obohatil můj obzor o mnoho informací. Přesto si myslím, že ten útok na Akorda nebyl nutný. Všem jde přeci o jedno a vzájemná výměna názorů může jen prospět. Ale bez invektiv. Osobně si myslím, že oba mají svým způsobem pravdu. Je to jen o úhlu pohledu.
K tvému nápadu, Karle. myslím, že to byl právě Petr111, kdo tady psal, že ví o spoustě patentů na rotačního Stirlinga. Petře (doufám, že se na mě nezlobíš), mohl bys sem něco nadhodit?
Já si umím představit něco jako obdobu Wankela, který by pracoval na Stirlingově principu. Ale to dělat v amatérských podmínkách, zdá se mi poněkud nemožné. Pak mě ještě napadla obdoba zubového čerpadla, taky by to možná nebylo k zahození.
Sakra, úplně jste mě do toho Stirlinga vtáhli, a já jsem chtěl nejdřív, jak říká Petr, rozbít atom, teprve potom monarchii.