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楼主: YXZ
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谁来D这个,新型外燃机

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 楼主| 发表于 2011-11-26 23:57 | 只看该作者

回复 37楼 yanhao08 的帖子

工质在冷腔散热后,温度到蒸汽露点以下,工质冷凝,压力会小于大气压,大气压通过波纹管传导压力到工质,露点进一步降低压力进一步减小,你说的对,在冷缩冲程是有大气压参与做功的。

[ 本帖最后由 YXZ 于 2011-11-27 00:15 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2011-11-27 00:09 | 只看该作者

回复 39楼 semon 的帖子

示意图上,汽液两相工质是用一条通路上上下下的,频率太快的话上下有可能互相干涉,如果干涉的话就建立两条通路,各走各的路,气态出口高液态出口低,借重力和阀芯调度分离,也想过向下的液体通路用棉花之类堵住,让气态的压力穿不透而液态的工质借助毛细力向下,不过这个方案更抽象,这个毛细管就像泥土,需要多长需要实验数据,所以介绍就用了个简明的方案来说明。
第二个问题,热腔一直在水箱里的热水里,不工作时引擎还在水里并不取出。工作与不工作是由阀芯控制的,不工作时就令阀芯的通孔停在不连通冷、热腔的位置。这样,冷、热两腔各自独立,热腔的压力、热能靠阀芯与阀壳的配合密封,因没工质传导,热能也不会浪费。
设想是,在阀芯上装磁性位置传感器,阀芯的旋转频率、是否工作等,都由单片机程序控制,控制阀芯就控制了引擎的工作状态。当然,传感器有若干,比如水箱温度、环境温度、用电是否有负荷等,有用电负荷单片机程序才让步进电机带动阀芯旋转,……
这是个机电一体化的引擎,晚上回家,打开灯开关,单片机检测到有用电负荷,指令阀芯旋转,引擎开始工作,当你关灯后,单片机检测到没用电负荷,它就发出指令让引擎待命,你也可以看到水箱里水温、水量以及计算出的电能还剩多少,等等,工程量浩大,不过这是后话。

[ 本帖最后由 YXZ 于 2011-11-27 09:41 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2011-11-27 01:17 | 只看该作者
别小看热水中的能量,工质合适可产出相当大的压力,然而,可拱选择的工质却很多。

未标题-1.jpg (66.89 KB, 下载次数: 24)

未标题-1.jpg
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 楼主| 发表于 2011-11-27 01:30 | 只看该作者
许多橡胶,塑料可工作在200以上,这个引擎部分零件可以用塑料做,成本将大大减低。

       聚酰亚胺(PI)长期工作温度在350℃以上,短期可达450℃,是目前工程塑料中耐高温性最好的工程塑料,另外它的综合性能也是其他特种工程塑料无法比拟的,被世人誉为“解决问题的能手”。
  PTFE 聚四氟乙烯:具有高耐腐蚀能力,最低摩擦系数,耐温-80度---250度之间,可提供配方。氟塑料系列耐高温塑料还包括:聚三氟乙丙烯PCTFE;聚全氟乙丙烯 FEP;可溶性聚四氟乙烯PFA
       PPS 聚苯硫醚
    PPS在化学和高温环境下表现出优良的综合性能,包括耐磨、高负荷能力和尺寸稳定性。PPS适合的应用领域是使用PA、POM、PET、PEI和PSU有缺 陷而使用PI、PEEK和PAI又造价过高必须以更经济的材料替代的埸合。因TECHRON HPV PPS具有均匀分布的内润滑性,使之表现了优秀的耐磨性和较低的摩擦系数。它克服了纯PPS的摩擦系数大和用玻璃纤维增强PPS造成的运动件对应表面的过早磨损的缺 陷。毫无疑问,这些特点和优良的抗化学腐蚀性能使TECHRON HPV PPS在各种工业设备找到了广泛应用,例如工业乾燥和食品加工烤炉、化工设备、机械轴承和电气绝缘系统等。
  PE I聚酰胺  这种高级的聚合物具有突出的热力(长期耐温180℃)、表现出良好的韧性和刚性,具有较高的硬度,很好的耐磨性能、具有突出的电性能,使之极适合用在电气/电子绝缘件方面及在高温下要求有较高强度和刚度的各种各样结构性元器件方面。由于具有较好的抗水解性,使它在医疗器械和分析仪器领域得到广泛应用;同时作为非结晶材料,由于超高熔点使PEI具有良好的隔热性能。PEI还具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能,并可透过微波。
  PES型材
  具有出色的热性能和氧化稳定性。经UL确认PES连续使用温度为180℃。不溶于极性溶剂如酮类和一些含卤碳氢化合物。耐水解,耐极大多数酸、碱、脂类碳氢化合物、醇、油及脂类。具有良好的韧性、刚性和耐磨性,具有较高的硬度,具有突出的电性能。
  PSU型材
  PSU是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物,力学性能优异,刚性大,耐磨、高强度,即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点,其范围为-100 - 150℃,长期使用温度为160℃,短期使用温度为190℃,热稳定性高。它具有良好的辐射稳定性,较低的离子杂质和良好的耐化学及耐水解性能。
  PAI型材
  PAI在较宽的温度范围内还表现出优秀的尺寸稳定性能。该材料多用于耐磨要求极高的场合,例如无润滑轴承、密封、轴承隔离环和往复式压缩机零件。因其固有的耐高温、尺寸稳定性好和良好的机加工性能,常用于高技术设备精密零件的制作。由于其良好的电绝缘性,使之在电气元件领域得到广泛应用。
  PPO型材
  用聚苯乙烯加强的聚苯醚属于无定型材料,其工作温度大致为-50 °C到105 °C。它具有高抗冲击韧性,低吸水性,很高的尺寸稳定性以及不易发生蠕变。它的电气性能基本上不受加载的频率影响,因此可广泛运用于电气领域中。优点:良好尺寸稳定性、低蠕变、耐热不形变、高抗冲击韧性、低吸水性、宽频率范围内的良好电气性能、不易水解、易粘接;质量很轻。缺点:不抗碳酸水;典型应用:电气工业用绝缘件、食品工业部件、转轴、滑轮和嵌齿轮。
具体如图,一般指超过常规耐热的塑料就是高温塑料,高温塑料是我们的强项,业内朋友一起探讨:www.plaswide.com QQ 543571950
teflong(ptfe),俗称:铁氟龙,特氟龙。工作温度280,最高温度380。
1、用于低温-196℃,高温300℃之间,具有耐气候性,抗老化。经实际应用,如在250℃高温情况下,连续放置200天,不但强度不会变低,而且重量也不减少;在350℃ 高温下放置120个小时,重量只减少0.6%左右;在-180℃超低温情况下并可保持原有的柔软性。
  2 、非粘着性:表面光滑,不易粘附任何物质。易于清洗附着其表面的各种油渍、污点或其它附着物;浆糊、树脂、涂料等几乎所有粘着物质都可简单地清除;
  3、耐化学腐蚀,能耐强酸、强碱、王水及各种有机溶剂的腐蚀。
  4、耐药剂性、无毒性。几乎可耐所有药剂物品。
  5、具有高绝缘性能(介电常数小:2.6,正切在0.0025以下)、防紫外线、防静电。
  6、防火阻燃。
耐高温塑料有很多种可供选择如:聚醚醚酮PEEK、聚四氟乙烯PTFE、聚苯硫醚PPS、聚酰胺亚酰胺PAI、聚酰亚胺PI等等,要从用途和成本方面考虑选择。
HTN耐温尼龙 LCP液晶聚合物


导热性最好的工程塑料是什么?

传统的塑料多为绝热材料,CoolPoly公司开发的导热塑料为这一领域带来新的契机。CoolPoly公司导热塑料的商业化应用始于1998年,已制造大约上百万制件该产品在多个领域获得成功,广泛应用于各种消费电子、电力电子、汽车、摩托车、照明,医用设备及其它用具等。
CoolPoly导热塑料以工程塑料和通用塑料为基材,如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等。
典型的热传导率范围为1-20 W/m-K,某些品级可以达到 100 W/m-K。这一数值大约是传统塑料的5-100 倍,一般的热传导率只有0.2 W/m-K。这一传导率也与一些金属相当,如不锈钢的热传导率为15 W/m-K,一些铸铝合金的热传导率为 50-100 W/m-K。
与传统材料相比,导热聚合物有较高的耐屈挠性和拉伸刚度,但抗冲击强度较差。主要用于代替一些对制件尺寸有严格要求的微型电子组件、光学组件、机械组件和医用组件的金属或陶瓷制件。当以弹性体为基材时,可用作垫圈、减振器或接触材料。
把塑料成型的简易性与优异的热传导性相结合,可以通过注射成型实现某些金属或陶瓷一样的热传递能力。同时,这一新型材料可以为设计师提供更多的设计自由度,而且制件的重量只有铝制品的一半。利用导热塑料加工可缩短成型周期20%~50%并且其固有的低热膨胀系数可有效减少制件收缩。
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发表于 2011-11-27 19:27 | 只看该作者

学习了,很感兴趣,只是本人知识欠缺太多!

楼主是哪儿的啊?我真有D这个的想法,设备有点,只是原理还是没真正的吃透哦,方案难以确定!
看看双金属片的原理可以用手吧!!
把此功变成机械能说难也不难,说不难但是也不容易!
需要合理的结构!!

[ 本帖最后由 相信相依 于 2011-11-27 19:29 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2011-11-27 23:51 | 只看该作者

回复 46楼 相信相依 的帖子

陕西汉中,稍等,正在做计算机运动仿真,等定型后我会把图纸贴到这里,并说明原理与关键点,达不到要求怎样变通等,大家一起来实践完善,还想,有时间也把贴子整理下,只是该做的事很多,忙得晕头转向的。
如果哪位大侠能帮做热力学仿真那就太好了。

[ 本帖最后由 YXZ 于 2011-11-27 23:54 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2011-11-28 00:06 | 只看该作者
视频贴不上来,怎样搞?
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 楼主| 发表于 2011-11-28 00:26 | 只看该作者
仿真的几张图片

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发表于 2011-12-2 10:36 | 只看该作者
汉中的,我是西安的
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发表于 2012-1-13 19:53 | 只看该作者
楼主的想法比较新颖,不过我认为效率比较低。
原因如下:拿1000克20度的水来说,比如水在一个大气压下烧到100度,水开了,这时水的蒸汽压等于大气的压强,为1.01*10的5次方帕,这时消耗的能量主要用于把液态水变成气态水。
吸收热量为4.18*(100-20)+4.18*539=334.40 +2253.02=2587.42千焦每千克
这个2587.42千焦每千克是什么意思呢,就是说每千克20度的水的水吸收2587.42千焦的热量才能全部变成1000克一个大气压下的水蒸气,这个过程压力是不改变的,一直是一个大气压。没有压力差如何做功

另外你说的冷凝过程中,靠大气压做功,可以推演一下:
1000克水蒸气体积是多少,按气态方程来说,水的分子量是18,就是说1000克水蒸气体积为1000除以18再乘22.4=1244。4升
不考虑摩擦等损失,做功为9.8*10*1244.4=121951焦耳=121.951千焦耳
再和前面的热量2587.42比起来,效率为4.7%

至于楼主说的注射器内留微量酒精的情况,这时酒精已经不是单纯沸腾的情况,而是沸腾后进入了饱和蒸汽区。

楼主如果确实要研究低温热机,建议拿氨水来做研究,氨气在常温下1体积水可以吸收700体积氨气

[ 本帖最后由 fjs502 于 2012-1-13 19:57 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2012-1-18 23:50 | 只看该作者

回复 51楼 fjs502 的帖子

至于计算和结论,一蹋糊涂,怎能用理想气体方程来计算汽液相变功?
前面已经讲得很清楚了,建议,先看清是什么问题,然后再谈,好吗?


氨水作工质是很好,这个前人早有研究成果,你搜“卡琳娜循环”可了解详细。

氨水在常温和开水区间,就有几兆帕的压差,波纹管业余制作,耐压是否能经受得住?怎样在耐压与冲程之间折中?最高境界虽好,但骨头难啃,作为起步,还是选压差小的工质,比如丙酮、乙醚,容易成功。

建议,要谈论,先搞清你要谈论的是什么,然后再动嘴,其实,动手试验要比动嘴强万倍,如果都像前面的做派,张冠李代,作嘴上的巨人,行动的侏儒,浪费,情愿此帖沉底。




[ 本帖最后由 YXZ 于 2012-1-19 00:24 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2012-5-19 10:57 | 只看该作者
动画,GIF格式,本网站不支持,到我QQ空间里 看,链接:
http://user.qzone.qq.com/896723178/main#!app=4

[ 本帖最后由 YXZ 于 2012-5-19 13:20 编辑 ]

单缸总成1.jpg (42.32 KB, 下载次数: 42)

单缸总成1.jpg
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发表于 2012-5-21 12:37 | 只看该作者
阀的详细结构图有吗
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 楼主| 发表于 2012-5-23 21:56 | 只看该作者

回复 55楼 dxq100 的帖子

阀的尺寸根据波纹管的冲程决定,冲程内能关闭和打开配汽阀就行,这种结构的好处就是能限制冲程过长破坏波纹管。
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 楼主| 发表于 2012-5-23 21:57 | 只看该作者
阀结构示意

fa.jpg (268.86 KB, 下载次数: 35)

fa.jpg
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 楼主| 发表于 2012-5-23 22:27 | 只看该作者
也可以把它看成蒸汽机,只是它的工质是氨水或其他低沸点多元工质,而不是水,这样它就能运行在100度以下的温差中,从而用水的保温(蓄热,当然也可以用其他储热更好的物质来蓄热,如蜡、油、溶化的盐等)来保存能量而不用昂贵的蓄电池。和蒸汽机不同的是工质不排出到大气,也不会逃逸到气缸外的死腔而造成浪费工质、或造成工质不够用。——它的革命性,如大量低温热源的利用等,而不仅仅只体现在结构改变那么一点点优点上。

当然,蒸汽机的效率很低,上图只为直观地说明波纹管等结构代替气缸活塞结构的原理过程,以及它所带来的优点,需要说明的是,他经适当的结构变形也完全可以用在斯特林发动机上,斯特林发动机的效率是很高的。

[ 本帖最后由 YXZ 于 2012-5-23 23:03 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2012-5-23 22:32 | 只看该作者
用耐高温橡胶如硅橡胶作波纹管有其许多优点,但它的缺点是漏气,就像车胎漏气一样,橡胶的漏气率比较低,开始实验时用不着那么高要求,工质加多几天内是跑不完的,这个问题可以通过橡胶渡金属膜来解决。
用金属波纹管(膜盒)就不存在漏气的问题,当然他也有其缺点,比如成本高。

总而言之,贵在实践、优选。

[ 本帖最后由 YXZ 于 2012-5-23 22:50 编辑 ]
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发表于 2012-9-28 15:13 | 只看该作者
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发表于 2012-11-6 20:40 | 只看该作者
明白意思了,就是合用的波纹管不好找,阀门也是个关键,驱动也得耗功。锥形铜阀或是电磁旋转阀前者机械部分和后者驱动部分复杂些
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发表于 2012-11-15 03:28 | 只看该作者
你没真正解决工质循环问题。
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