Стирлинг 2015-06 – отчёт

 

 

Предыдущие результаты

Наиболее похожий проект – http://coolenergyinc.com . Авторы этого проекта сделали и испытывают машину среднего диапазона, нагреватель 300С, холодильник 0-20С, КПД преобразования тепло-электричество = 25%. Стоимость 3-киловаттной машины при серийном производстве оценивается авторами проекта в 8-10 тыс.$ при объёме производства 1000 шт. в год. В машине используется непрямой подвод тепла через контур, заполненный высокотемпературным органическим теплоносителем.

Чем отличается наш проект

Основное отличие нашего проекта от большинства современных проектов стирлингов - мы предлагаем сделать машину со смазываемыми уплотнениями. Масло будет свободно проникать во все полости машины, смазывая все подвижные части. Температура нагревателя двигателя ограничивается температурой применения масла. Данное решение выгодно тем, что случайное попадание жидкостей или паров не может нарушить работу машины в такой степени, как для сухих уплотнений.

Достигнутые результаты

Расчёты

Составлена расчётная программа https://bitbucket.org/budden/cl-stirling-engine

В ней учтены все виды потерь в машине. Безусловно, для точного предсказания мощности необходима сверка с работающим прототипом. Однако результаты программы дают определённые ориентиры.

Было посчитано две конфигурации. Первая конфигурация – прототип, служащий для решения технологических вопросов

и проверки жизнеспособности конструкции. Вторая конфигурация оптимизирована по КПД. В таблице приведены параметры машин и систем в предположении КПД топки 0,5-0,7 и КПД маленького генератора 0,6-0,75, КПД большого – 0,90-0,95.

Конфигурация

Рабочее тело

Диаметр цилиндра

Число рабочих цилиндров

Мощность на валу, Вт

КПД от тепла до вала, %

КПД

LHV-элво, %

Прототип

Гелий

60

1

50

10,6

3,2 – 5,6

Машина с максимальным КПД

Водород

150

2

4000

33

14,9 – 22

Последний результат похож на данные http://coolenergyinc.com

Проектирование

Определена компоновка системы. Проведено эскизное проектирование отдельных частей первого прототипа, в т.ч. нагревателя. Приняты решения о технологиях изготовления, изучена совместимость материалов.  

Частично проведена работа по расчёту пружинных компенсаторов несоосности. Выбраны конструкция и материалы уплотнений поршня и т.п.

Экспериментальная работа

Изучены трибологические свойства теплоносителей Термолан "H" и "N", стабильных, согласно заявлениям производителей, до 330С. Они предварительно признаны пригодными в качестве смазочного масла. Это – ключевой результат, который означает возможность успешного завершения проекта с точки зрения достижения цели длительной работы машины без обслуживания.

Текущее состояние

Проект остановлен в связи с финансовой нестабильностью.

 

Денис Будяк, 2015-06-26