Циркулярная пила своими руками чертежи с мотором от стиральной

Расчёты и чертежи | Автор топика: Tibor

Как рассчитать мощность двигателя стирлинга?

Вот по этим ссылкам:

http://strujki.net/archives/280
http://hotfile.com/dl/20885879/4a2a5db/st2-90m.zip.html
http://manfreds-hobbypage.de/

, - лежат чертежи.
Надо бы рассчитать мощность стирлинга по чертежам и прикинуть на сколько нужно увеличить пропорции чтобы получить большую мощность (ватт хотя бы 300).

=======
На stirlingmotors.ru выложены расчёты, но мне как гуманитарию, трудно сходу понять как же нужно считать.

http://www.stirlingmotors.ru/Theory.htm
Теория Шмидта для расчета Стирлинга...http://www.stirlingmotors.ru/Teory_Schmidt_rus.zip

Daniil (Gitai) Упрощенные методы расчета Стирлингов:

В нашем Стирлинге рабочее тело, нагреваясь в теплообменном цилиндре, создает избыточное давление Р, которое толкает рабочий поршень с определенной силой F и, соответственно, совершает работу.

Вычислив P и F мы узнаем ориентировочную мощность двигателя стирлинга и приблизительный требуемый объем рабочего тела.

Давление Р
При нагревании на 1 градус газ увеличивает свой объем на 1/273 часть от первоначального.

Зная все это можем вычислить мгновенное давление, возникающее при нагревании газа в нашем двигателе стирлинга.

P=(V/273)xT

В нашем случае V - рабочий объем стирлинга, состоящий из объемов теплообменного и рабочего цилиндров. В формуле следует использовать минимальный объем, когда рабочий поршень двигателя стирлинга находится в нижней мертвой точке. Ообъем теплообменного цилиндра равен объему теплообменного цилиндра за вычетом объема вытеснителя. Т - температура в градусах Цельсия.
При расчете не забудьте вычесть из температуры нагрева "Т" температуру окружающей двигатель стирлинга среды.
Пример. Если стирлинг запускается в комнате с температурой 20 градусов. Источником энергии служит стакан с водой нагретой до 70 градусов. В формулу следует подставлять Т равное не 70, а 50 градусам! Если двигатель запускается на улице, при температуре воздуха минус 10 градусов - Т будет равно 80 градусам (70+10). При этом мощьность возрастет. Помните - Стирлинги работают не от высокой температуры нагревателя, а от разницы температур между нагревателем и холодильником!

Сила F
Для вычисления силы "F" определяем характеристики рабочего поршня - площадь мембраны и ее вертикальный ход. Площадь мембраны "S"- это рабочая поверхность, на которую дваит рабочее тело с силой "F".
Сила "F" в нашем случае равна произведению дваления "P" рабочего тела в Паскалях на площадь мембраны "S" в метрах. Чем больше площадь мембраны, тем ощутимее сила F.

F=SxP

S=3.14xR*2

где 3.14 - число "Пи"; "R*2" - радиус окружности, возведенный в квадрат.
НО! За счет увеличения площади мембраны уменьшается ее вертикальное перемещение, поскольку масса рабочего тела не меняется! (не забываем - у нас стирлинг и рабочее тело не покидает объема двигателя при работе, а лишь нагреваясь и охлаждаясь, меняет свой объем и давление). Отсюда "растут ноги" для выбора величины хода шатуна, прикрепляемого к коленвалу и соответственно характеристики самого коленвала.

О чем не следует забывать:
• Расчет дает пиковые значения давления при полном пр.огреве рабочего тела до расчетной температуры.
Это означает, что расчитанное вами давление возникнет только в определенный короткий промежуток времени рабочего такта двигателя стирлинга, нарастая до этого момента и спадая - после него.
Но, это только при условии полного погрева рабочего тела до температуры нагревателя, что практически недостижимо из-за высокого термического сопротивления на границе нагреватель-рабочее тело!
• Чем меньше ход рабочего поршня - тем выше обороты двигателя, но меньше мощность!
• Чем меньше ход вытеснителя (дисплейсера), тем лучше прогревается рабочее тело, и соответственно дает прирост давления максимально приближенный к расчетному.
• Чем больше площадь нагревателя - тем выше КПД стирлинга.

Приведенный метод расчета двигателя стирлинга весьма не точен, но позволяет определить работоспособность стирлинга до начала постройки. В дальнейшем, мы снабдим раздел расчета стирлингов схемами и пояснениями.

Daniil (Gitai) По стирлингам вообще и конкретно по расчётам есть в сети книжка:
Трухов В.С. и др. Расчет параметров внутреннего теплообмена контура двигателя Стирлинга (Ташкент, Фан, 1979).
http://www.twirpx.com/file/112023/

Daniil (Gitai) ФОРСИРОВАНИЕ СТИРЛИНГОВ:

Форсаж - усиление мощности двигателя путем частичной доработки конструкции. Форсирование Стирлинга можно проводить если при заданных проектных условиях двигатель устойчиво работает, но прочностные характеристики позволяют достичь большего, без существенного вреда для двигателя. Не рискуйте и не тешьте себя надеждой, что неверно рассчитанную или плохо изготовленную модель можно реанимировать форсированием. Если Вы прибегаете к форсированию не с целью дополнительного прироста мощности, а с целью достижения работоспособности Стирлинга - двигатель развалится прямо на испытательном стенде. Проверено.
______________

Температурный градиент.

Первое, с чего проще всего начать - температурный градиент. Стирлинг-двигатель работает при наличии разности температур между горячей и холодной камерами. Увеличив градиент мы увеличим снимаемую мощность двигателя. Не стоит сразу менять пламя спиртовки на газовую горелку. Любое форсирование должно быть разумным. Градиент, как уже было сказано, это разность температур. По этому прежде, чем увеличивать температуру нагрева, стоит попробовать понизить температуру холодной камеры двигателя.
Начать стоит с простого алюминиевого кулера от процессора или видеокарты. Есть два варианта его применения в Вашем Стирлинге: первый - "от балды" и второй - "научный". "От балды" - берем любой кулер и крепим его на охлаждаемую поверхность термопастой от процессора. Оцениваем результат по изменению оборотов двигателя (в случае успеха они должны увеличиться). Вариант второй - измеряем рабочую температуру охлаждаемой части Стирлинга после выхода на рабочие обороты. Зная площадь охлаждаемой поверхности и теплопроводность материала, из которого она сделана можно рассчитать количество рассеиваемого в единицу времени тепла. Дальше "лезем" в документацию по радиаторам и кулерам и ищем подходящий по рассеивающей способности для данной температуры пассивный радиатор.
Применяя данную методику можно пойти еще дальше - расчитать, сконструировать и изготовить радиатор под Ваш двигатель. А вот каким он будет - сухим, влажным, активным пассивным - нет предела фантазии конструктора. И все по науке! В конце такой миниисследовательской работы Вы получите гарантированный прирост мощности Стирлинга. Дальше можно применить еще более глубокое охлаждение - лед.
С каждым новым шагом по снижению температуры холодной части двигателя контролируйте обороты, если они снова начали падать, значит Вы переохладили двигатель и подводимой энергии недостаточно. Только после этого стоит попробовать понемногу увеличивать температуру нагревателя, обороты можно еще повысить, но КПД это уже не прибавит.
Почему в такой последовательности - полагаем длинно разъяснять не надо. Вы и так давно поняли. Увеличивая нагрев увеличиваем расход энергии. Улучшая охлаждение - оптимизируем работу Стирлинга, повышая КПД.
Формулы и упрощенную методику для расчета кулера Вы найдете разделе ТЕОРИЯ
Идем дальше!
______________

Daniil (Gitai) Герметичность

Внимание!
Бич всех Стирлингов - герметичность рабочей полости. Если возникают утечки - катастрофически падает КПД! Из-за этого низкотемпературники могут вообще не запускаться, хотя все детали и узлы изготовлены хорошо.
Форсирование можно начать, меняя именно этот критерий - герметичность. Для Альфа-Стирлингов все определяется уровнем изготовления цилиндро-поршневых групп.
Первое - качество обработки трущихся поверхностей.
Второе - материалы цилиндра и поршня горячего цилиндра. Если они изготовлены из разных материалов, имеющих неодинаковый коэффициент теплового расширения, то во время работы зазор между цилиндром и поршнем увеличится (если коэффициент расширения для материала цилиндра выше соответствующего для материала поршня). Возникнет утечка рабочего тела. Даже если поршень и цилиндр изготовлены из одного материала утечки также могут возникнуть, когда коэффициент теплового расширения материала высок (у алюминия, например).
Для Бета- и Гамма-Стирлингов кроме "поршневых дел" особого внимания требует изготовления сальника теплообменного цилиндра и проходящего через него штока дисплейсера. Проблемы те же. Есть кардинальное решение вопроса герметичности сальника - изготовление бесконтактного сопряжения - магнитной муфты с вертикальной подвижностью. Хотя для моделей малого масштаба это нецелесообразно.
Очень распространенный прием в моделировании Стирлингов - замена рабочего поршня мембраной с прикрепленным к ней шатуном. Мембрана обеспечивает полную герметичность соединения. Если масштабы Вашего Стирлинга позволяют "прокачать" его магнитной муфтой и мембраной достаточной прочности - Вам открыта дорога к увеличению рабочего давления двигателя - весьма действенный метод форсирования. Но об этом позже.
______________

Балансировка

Одним из важных условий устойчивой работы двигателя является правильная балансировка.
Особенно это критично для низкотемпературных Стирлингов, где снимаемая мощность минимальна и все зависит от качества изготовления модели.
При разбалансированности ведущего вала двигатель не сможет набрать максимальные обороты. Полезная мощность перейдет в вибрацию.
Напомним, в Альфа-Стирлингах диаметры и, соответственно, веса поршней одинаковы, но шатуны, в большинстве случаев, имеют общую точку крепления, с разносом шатунов на угол в на 90 градусов.
В Бета- и Гама-Стирлингах, ко всему прочему, рабочий поршень и дисплейсер неравновесны. Балансируют, как правило, маховик - это проще. Как уже упоминалось, для решения проблемы имеются два подхода. Первый описывать не будем. И так все ясно.
"Научный" подход: взвесить по отдельности поршень и дисплейсер с прикрепленными шатунами на весах. Зная вес и измерив плечи рычагов, образуемых коленцами коленвала можно вычислить некомпенсированную равнодействующую в ньютонах. Переведя ньютоны в единицы массы - граммы (1 Ньютон = 100 грамам) получим значение массы для противовеса. Дальше можно перерасчитать величину противовеса в сторону уменьшения, увеличивая плече воздействия - диаметр маховика всегда позволяет это сделать. Правильно отбалансированный Стирлинг дает большее число оборотов в единицу времени, устойчиво работает в режиме разогрева и остывания горячей полости, быстрее запускается.
______________

Daniil (Gitai) Трение.

В поршневых стирлингах основное трение возникает в цилиндро-поршневых подвижных соединениях. Минимизируйте трение в подшипниках любым возможным способом.
Чем оно ниже, тем выше снимаемый КПД и соответственно выше обороты двигателя. Качество подшипников очень важно для низкотемпературных Гамма-Стирлингов. В простейших моделях, как таковые, подшипники не используют. Просто делают в жестяных стойках отверстия по диаметру коленвала. На сам коленвал надевают несколько шайб, снимающих боковое трение маховика или фиксаторов бокового проскальзывания.
Этот способ достаточно действенен. Но есть распространенная ошибка. Отверстия пробиваются шилом или гвоздем.
Края выходят рваные и диаметр не всегда соответствует диаметру вала. Возникает небольшой люфт. Результат - снижение оборотов двигателя. В низкотемпературном, но оборотистом Гамма-Стирлинге люфт снижает обороты двигателя на 20-30%. К тому же люфты в подшипниках скверно влияют на балансировку. Эстетичность двигателя также страдает. Он работает со стуком и скрипом. В общем приятного мало.
В отдельных случаях, если модель правильно отбалансирована и имеет низкое трение во всех узлах - наблюдается эффект самозапуска после подведения источника тепла. Выглядит очень эффектно! Стремитесь к такому качеству изготовления.
______________

Регенератор.

Регенератор или теплообменник - устройство экономии подводимой к Стирлингу энергии. Простейшй регенератор выполнены из стальной, реже медной проволоки-путанки или многослойной сетки. Смысл его работы в отборе части тепла у разогретого рабочего тела, проходящего через регенератор из горячей полости и последующей отдаче охлажденному рабочему телу, двигающемуся из рабочего цилиндра.
В дальнейшем мы опубликуем упрощенные методы расчета регенератора для моделей Стирлингов. А пока, отметим, что экономичность Стирлинга. сопоставимая и превосходящая двигатели внутреннего сгорания в основном достигается за счет правильной конструкции регенератора.
В моделировании регенераторы используют не часто. Для двигателей с малыми рабочими объемами размеры регенератора сопоставимы с размерами камер горячего и холодного цилиндров. В результате создаваемый дополнительно мертвый объем почти полностью "пожирает" прирост КПД. Единственным исключением может быть кольцевой щелевой регенератор примененный в конструкции двигателя Била. Этот вариант можно рекомендовать для использования в моделях высокотемпературных Стирлингов.
В остальном - регенераторы для исследователя - "не паханное поле". Во всяком случае подробной информации в открытых источниках на сегодня очень мало. Регенератор - "ноу-хау" любого разработчика Стирлинг-машин. Так что - дерзайте!
______________

Давление в системе.

На мощность двигателя весьма существенно влияет базовое давление рабочего тела в системе. Все зависит от правильного расчета и качественного исполнения двигателя. В любом случае прирост давления ведет к увеличению мощности. В некоторых моделях - увеличение давления в 2 раза дает такой же прирост мощности. Если все вышеперечисленные методы форсирования пройдены увеличивайте давление. В качестве компрессора подойдет автомобильный электронасос. В среднем он обеспечивает давление от 4 до 7 атмосфер (в зависимости от производителя). Для контроля давления все подобные автонасосы оснащены манометрами, что облегчает контроль и безопасность. В крайнем случае можно применить ручной насос, оснастив его ресивером и манометром.
______________

Anatoly (Chantou) Как-то не заглядывал до сих пор в этот раздел. Приятно, конечно, что материал с моего сайта так объемисто цитируют, но ссылку на оригинал все же стоит указывать.

Maxim (Rachna) Анатолий кинь ссылочку, а то сам собираю термоакустик на абум. Надеюсь заработает.Уже почти, но неуверенность есть.

Anatoly (Chantou) http://engine.aviaport.ru/issues/63/page56.html
В статье есть и чертеж и методика расчета

Mikhail (Tegfryn) Здравствуйте! Мне нужны чертежи более менее простого но рабочего двигателя стирлинга для привода вала гребного винта не очень большой модели. Идея в двух вариантах:
1. Топка греет одну плоскость цилиндра, 2 плоскость охлаждается окружающей водой (циркуляция).
2. фактически перевернуть модель и плоскость нагреваемая солнцем будет передавать энергию на одну плоскость цилиндра, а вторая будет также охлаждаться водой.

Gennady (Constantia) Анатолий, добрый день. Добавьте меня в друзья, если есть желание. Есть вопросы по стиргингам. Хочется с вами пообщаться. Помогите. Спасибо.

Miroslav (Lorand) Господа, подскажите, вот когда мы силу рассчитали (воздействующую на поршень), то мощность мы рассчитываем через момент силы??? И как можно рассчитать частоту оборотов???? (кстати, когда мы рассчитываем давление мы объем берем в литрах или куб.м.)???? Спасибо.

Damir (Dori) Я могу полагатся на двигатели Стирлинга в плане проектировании систем разсчета пускавых баллистических снарядов для орбитальных полетов???

Vladimir (Khalfani) Даниил, Просто здорово сказано! Кстати, делал сальники Стирлингу по разным методам - все на помойку, только с пятого раза получился идеал. Пробовал и медную проволоку лудить и пишущий узел от ручки и контейнер с солидолом, все не то. Падала герметичность и все тут. В итоге нашел идеальное для себя решение - шток помещал в пишущий узел от ручки, чтобы он ходил строго вертикально, его припаивал к рабочей камере, а сверху одевал три-четыре трубки термоусадки с суперклеем. После обжима она плотно облегала шток и даже если он был неровный - ее эластичность позволяла этого не замечать. Подливал обычное жидкое масло и герметичность была отличная. На испытаниях поршень подлетел на 20 см - это говорит о работоспособности стирлинга. И еще нарыл в инете тему фазного форсирования стирлинга - если двигун работает от открытого пламени и прочность хорошая, можно внутрь налить немного воды, буквально чайную ложку. При переходе из воды в пар создается огромное давление и мощность скачкообразно растет. Надеюсь, кому то идея пойдет на пользу!

Vladimir (Khalfani) Дамир, Если стартовать она будет с астероида или с орбитальной станции - да. Там масса и размер значения не имеют)

Damir (Dori) Владимир, это все и так понятно.Ваша мысль хороша, но этого мало.Пусть будут другие мысли к развитию идей и проектов будущего.

Vasli (Katriel) Даниил, попробую расчитать по вашей методике мощность своей модели

Daniil (Gitai) Васли, это не моя методика. Всё когда-то откуда-то копировалась. Я же просто гуманитарий, чистейший, просто мне когда-то понравились движки Стирлинга. :3

Anatoly (Chantou) Дамир, Вполне классическое решение, все ведущие разработчики используют стирлинг для баллистики

Sergey (Itsuki) Друзья, кому интересны практические и теоретические вещи по стирлингу, загляните по ссылке http://www.findpatent.ru/search.pl? q=стирлинг&cx=.. Есть интересные идеи.

Tags: Циркулярная пила своими руками чертежи с мотором от стиральной

Самодельную циркулярку (распиловочный или пильный станок) можно сделать своими руками из ручной дисковой...

Движок на циркулярку | Автор топика: Николай

какой бы движок подошёл для циркулярной пилы для разделки лишь дюймовых досок? нужны обороты + мощность + 220v + какоого типа он должен быть, асинхронный там или бесколлекторный бесщеточный, какой лучше?

Галина Из стиральных машин я видел люди достают и делают циркулярки.

Виталий У меня батя из двигателя от мясорубки делал, мощная штука получилась.

Марина

Ирина Поверь! Проще купить мини циркулярку, чем её делать, тем более не зная из чего.

Григорий асинхроннъй 2.2 киловата, в тему с трехвазнъми не лезь, если он во дворе у теебя не валяеться

Лариса купи ручную циркулярку недорогую и прикрути к верстаку

Алина А я так и сделал. Когда надо, прикручиваю ручную электропилу к заготовленной доске, кнопку блокирую изолентой перемотав, на доске резетка и выключатель. Доску ставлю на козлы и ВСЕ!

Анастасия Купите ручную пилу РЕБУР Дима от 1.5 квт и прикрепите ее к столу и будет вам счастье.

Какой двигатель можно поставить на Ланос без переделок
Как сделать минитрактор из мотоцикла Урал своими руками видео
Плохо крутит стартер МТЗ и на холодный и горячий двигатель
Показать / написать / закрыть комментарий(ии)