Конвекция

[montanar]

Привет колеги

Имам питане относно темата конвекция
интересува ме някой знае ли начин за пресмятане (сравнително опростен или емпирично изпробван) на конвекция - метална повърхност => въздух ?
Тоест - примерно, през квадратен сантиметър метална повърхност колко енергия преминава към въздушна среда при определена температурна разлика?
Например, при температурна разлика 50 градуса, колко енергия ще се отдаде през един квадратен сантиметър във въздушна среда, без принудително обдухване?

Благодаря!

[dmitarp]

За хоризонтални повърхнини и спокоен въздух може да използвате следната емпиричната формула :
Мощност = 8×A×dT,    А е повърхността в м^2 а dT е температурната разлика в градуси Целзий , 8 е коефициента на топлопредаване. Мощността е във ватове.  За вертикални стени коефициента на топлопредаване се изменя в широки граници в зависимост от височината от 10 до 80 и няма прости формули за изчисляването му.

[Аtos]

Има зависимост от вида на метала, което е въпросният коефициент на топлоотдаване. Не е все едно дали е алуминий, мед или стомана. Алуминият отдава най-бързо.
Трябва да потърсиш таблица с тези стойности, за да смяташ.

[montanar]

Знам че има една камара зависимости има за да се смятат тия неща ....... но едно към кесим горе-долу имам представа вече - на базата на тия сметки де правих се оказва че стирлингите изобщо не са лоши но при тях проблема се корени в слабия топлобмен при нагревател => охладител и малко количество топлина минава през тях за еденица такт......
добре е че имам идея вече за доста добър топлобменник и май ще се нахващам да правя нещо сериозно

[Аtos]

Да не смяташ да правиш стърлинг с допълнително охлаждане на "задната част"- водно, например?
Тези прототипи, които ги има в нет-а на клипове, разчитат само на радиатори с въздушно. Може би, ако на стърлинг двигателя (в промишлен мащаб) се беше отделило толкова време и усилия за подобрения, колкото за ДВГ, нещата щяха сега да са съвсем различни?

 

[montanar]

Мисля изцяло за флуиден вариант - загряваща серпентина от медна тръба => медна охлаждаща серпентина - така според мен се постига максимално КПД по внос и износ на енергията от системата - освен това загряването на водата може да се направи доста ефективно....
Общо взето сериозна система за около 200-300вата полезна мощност - за температурна разлика около 70 градуса
ще излезе скъпичко но поне ще е нещо смислено - отлично решение за допълнителна система при парно отопление се явява.
Сметки и чертежи са почти готови така че сега когато има свободни парици за медна тръбица (че трябват много метри) ще си имам занимавка 

Още по-добре би било да мисля за двигател под налягане ма там става вече олелемале от към сложност така че ще пробвам атмосферник

От години време се интересувам от темата стирлинг така че е крайно време да направя нещо с знанията които съм набрал .........

[Аtos]

За двеста-триста вата мощност, наистина е оскъпяване цялата тази играчка. Ако имаш възможности, просто "удари" поне киловат -  работата не е много повече, тогава ще са оправдани разходите и на материали и на енергия, понеже тази течност все-пак трябва да се върти (от помпичка за парно, може би). Да, можеш да полазваш помпа с механичен привод и да я включиш за задвижване директно към стърлинга...пък за ползване на топла вода после мисли
Дръж ни в течение, че е интересен проектът!

[montanar]

  Ех да можеше да го направя киловат ..... ма има някой проблеми ......
1вия тръбата - за тия 300 вата де мисля ш идат близо 40 метра 6мм медна тръба ..... за киловат сещай се какво чудо става .....
2рия проблем е че нямам технологична възможност - ЦНЦто ми е малко и няма как да си изработя детайлите за по-голям вариант

[Аtos]

Бе ти си ги сложи тия 40 метра медна, пък в последствие можеш да добавиш. Важното е да засечеш зависимостта със и без тях...

П.П. Дядо ти Стърлинг все на ЦНЦ е разчитал (че как иначе), за да си изобрети двигателя

[montanar]

Ако ще е гарга да е рошава 
Все пак не сме осемнадесети век 
Отосно добавянето съм заложил модулен принцип - тоест в системата е принципно заложено да се добавят секции така че може да се нараства мощноста по този начин....

Относно КПД при стирлинг има една камара подробности с които може да се постигнат доста добри резултати и действително ако му е било отделено достатъчно внимание (всъщност е от НАСА и са постигнати много внушителни резултати) да се е конкурирал с ДВГ доста успешно.

По хидравлично съпротивление на флуидите имам някой неясноти но чак с това няма да се занимвам да го разучавам а ще решавам проблема (ако го има) в процеса на строежа.

15 минути са достатъчно време, за да се "допълни" съответния пост, не е нужно отварянето на последващ!/А/

[PyroVeso]

Montanar, тук има един подобен кик-старт проект от 2011 г.:
https://www.kickstarter.com/projects/672465444/low-cost-sterling-engine

Ето до къде е стигнал:
https://seftonmotors.com/

Очевидно не е постигнал целите си, да направи евтин Стърлинг за $100. В момента пълен, готов за работа комплект е > $2500.

Следях го през годините, главно заради проблемите, с които се сблъскват и решават: буталата се износваха, материали сменяха, появяваше се биене... Абе това си е капризна механична система, която се износва и си иска поддръжка. Още повече, че от нея се очаква да работи 24/7 или поне 12/7. Разгледай, може би още има клипчета из тубата от отделните етапи на разработката и тестването, решаваните проблеми и т.н.

[montanar]

PyroVeso и при мен от години е тая шуга .... наистина има много подробности де трябва да се взимат в предвид.
Относно работния цилиндър мисля да не прилагам конвенционалния метод с бутало а мисля да ползвам анероид който имам възможността сам да си изработя и така да осигуря пълна херметичност и дълговечност.
Сега се услушвам за медна тръба за обменниците - на практика с това трябва да започна за да мога получа опитно стойностите за топлобмен щото смятането на топлобменник е мноооого трудна задачка - особено пък в динамична система.

Много сериозен подход е нужен за такава работа - иначе стават глупости на каквито съм се нагледал пре-достатъчно