Трубчатые нагреватели в Стирлингах, как от них отказаться?
|В таблице (статья Из какого металла должен быть сделан горячий цилиндр двигателя Стирлинга) я умышлено поставил такой экзотический металл, как Галлий (Ga). Интерес к нему будет возрастать с возможностью применения данного элемента как переносчика концентрированного тепла от камеры сгорания к горячему цилиндру двигателя Стирлинга. Галлий находится в жидком состоянии начиная с 30 градусов по Цельсию и заканчивая 2230 градусами. Это моё личное предчувствие потенциального использования. Теплопроводность данного металла намного выше теплопроводности атмосферы, в которой сгорает топливо. В данном варианте можно отказаться от трубчатой системы увеличения площади горячего цилиндра. Смотрите насадку на рисунке ниже.

Галлий позволит снизить требования к металлам нагревателя, повысить стабильность нагрева горячего цилиндра, увеличить надёжность, избежать сложных сварных соединений и снизить стоимость изготовления. Для передачи концентрированного тепла достаточно будет использовать радиатор с большой площадью в камере сгорания и маленькой площадью в горячей части двигателя. Минусом здесь будет служить насос для подачи Галлия от нагревателя к цилиндру (см. рисунок ниже).

Подводить концентрированное тепло можно не только снаружи, но и сразу внутрь цилиндра. Таким образом мы можем плавно регулировать максимально подводимую температуру. Такое распределение позволит нам сделать одну эффективную камеру сгорания и несколько цилиндров, расположенных на больших расстояниях, например рядная четвёрка, шестёрка и т.п. Есть возможность смены приёмника тепла для адаптации к различным видам топлива, при этом не нужно будет видоизменять сам двигатель Стирлинга. Это позволит сделать двигатель действительно универсальным и всеядным.
Есть и отрицательные стороны. Кроме указанного выше насоса, к недостаткам нужно отнести температуру плавления в 30 градусов Цельсия. Ниже этого порога Галлий кристаллизуется, и что ещё хуже, при затвердевании он увеличивается в объёме и прирост этого объёма составляет 3,2%. В стационарно расположенных установках на основе двигателей Стирлинга можно конечно же предусмотреть автоподогрев Галлия и удержания его температуры выше температуры кристаллизации. В противном же случае выход из строя такого теплоподатчика неизбежен.
Есть возможность сделать сплав Галлия с Индием, и тем самым уменьшить температуру плавления до 16 градусов Цельсия. Но это не даст такого ощутимого результата во многих применениях двигателя Стирлинга. И опять же должен будет предусмотрен подогрев в промежутки простоя двигателя.
Как вы себе представляете насос для перекачки жидкого металла при температуре 700 градусов? Мне кажется без возможности смазки он будет работать не больше 5 минут. Если бы все было так легко уже довным бы довно сделали бы жидким металлом нагревать.
Ну про пять минут я бы не говорил. Вот пять лет. это возможно. На самом деле Галий очень хороший смазыватель и вполне возможно, его эти свойства вполне решаит проблему износа поршня, так как он будет ходить как по маслу. А вот агрессивный галий может реагировать со многими металлами, поэтому нужно подходить к выбору материала очень тщательно (помните фокус с алюминиевой банкой и галием?).
Ну уж тогда лучше натрий калий как жидкий метал использовать Na-K . Теплопроводность 24,9 ват/м.К, а у галлия 28,1, разница не большая, зато температура плавления до -10 грудусов цельсия. Он не агресивен к металлам. дешевле, безопасный
Я даже не сразу понял. Это наверное для игрушек возможно. Разбираться не стану, времени нет. Тем не менее, это планируется снаружи, или внутри?
Я даже не сразу понял. Это наверное для игрушек возможно. Разбираться не стану, времени нет. Тем не менее, это планируется снаружи, или внутри?
Заставили ввести коммент. Я тоже читал и смотрел Кирилова, доктора тех. наук. Самое удивительное, что практика показывает обратное от теоритических суждений. Вот, например его утверждение о том, что на севере охлаждение в 50-60 градусов позволит создать перепад в двигателе стирлинга по отношению к нагреву, достаточный для его работы. Это заблуждение. Чем холодней охлаждение двигателя, (простите за тавтологию) тем сильней необходим нагрев. Это практика. Я благодарен создателю этого ресурса, кланяюсь ему в пояс, если будут деньги — поддержу! В целом он прав по конструкции и расчетам! Сам удивлен. Калькулятор — подтверждаю! Сам произвожу двигатели. Но, в том что бы планировать и предполагать… не работает. Считаю, лучше усовершенствовать калькулятор, через практическую часть. Надо в него ввести дополнительные параметры. Обнимаю создателя етого ресурса, и если разовьюсь, хочу иметь такой ресурс на своем сайте по продажам двигателя. Будем здоровы и богаты!
Вот еще, к стати: Ваш калькулятор я скидываю всем своим партнерам и контрагентам. Недавно ко мне обратился партнер-инвестор, мы будем делать электростанции! Надеюсь ваш, этот калькулятор станет при нашей поддержке более точным и разместиться у нас навсегда. Большое спасибо вам. Напишите мне на почту свои контакты.
Игорь, благодарю вас за тёплые слова. В свою очередь хочу пожелать вам удачи и отличных результатов.
стоит обратиться к опыту ядерных реакторов,в коих первичный контур на жидком натрии. чемто они его качают же. или они свинец используют,не помню..