Reklám

2012. 04. 19.

Miért nem működik?

Ez az írás általánosságban gamma típusú stirling modell gépekre vonatkozik.
Aki elsőre nagy komoly gépet akar csinálni, az szerintem rossz úton jár,  ajánljuk először  modell készítését, mert sokat lehet tanulni belőle. Például. megtapasztalod, mennyit bővül a gáz különböző hőmérséklet különbségekre, és kiszorítóktól, vagy hogy mennyire és hol kell légmentesnek lenni a gépnek.

A két dologtól nem működhet egy stirling:
-tervezési hiba
-Építési hiba

Kezdem az építési hibával, általában ez van többségben:
Itt is két baj lehet az esetek nagyon-nagy százalékában:
-szivárog, nem jó valahol a tömítés (80%-ban ez a hiba!)!
-valahol nagy a súrlódás, szorul, stb.

Ha nagyon szivárog :
A motor építése során, általában mielőtt megépítjük rá a forgattyús szerkezetet de már kész van a kiszorító henger a kiszorítóval és a munkadugattyú, akkor végezzük el ezt a tesztet, mert ha ezen nem megy át, akkor fölösleges tovább építenünk.
Melegítsük a motort, és közben mozgassuk a kiszorítóját! A munkadugattyúnak mozognia kell nagyjából annyira, amekkorára terveztük a mozgását!
Tartsuk meg pár másodpercre az alsó és felső pontokon a kiszorítót , és nézzük meg, mennyire tartja a nyomást a munkadugattyú! Legalább annyi időre erősen abban az állapotban kell maradnia a munkadugattyúnak, amennyi idő kell ahhoz hogy lassabb működésnél átforduljon a lendkerék a következő fázisba. Fontos, hogy a teszt során folyamatosan melegítsük a motort, mert különben a kiszorító 3-4 irányváltása után már megszűnhet a munkadugattyú mozgása, és így , téves következtetésre juthatunk! Ezért ehhez a teszthez ritka esetekben 3 kézre van szükségünk :-)! Videó Gábor ilyen tesztjeiről:






És egy HTD tesztje:



Szilárd dugattyús változatnál ha vízszintesen van a dugattyú, vagy kössük be a lendkerékre és ellensúlyozzuk ki,akkor tudjuk ezt a tesztet jól elvégezni.
Ha aztán munkadugattyút be is kötjük és a kiszorítót mozgatjuk és az meg is forgatja a lendkereket, akkor már nagyon valószínű, hogy menni fog a motor.
Ha a munkadugattyú jelentős késéssel követi a kiszorító dugattyú mozgatását, később fúvódik fel, illetve szívódik vissza akkor a kiszorító dugattyú méretével, vagy formájával lehet baj. Ez tervezési hiba, bővebben ott írom le...
Ha nem úgy működik mint a videón láttuk az esetek legnagyobb részében nagy a szivárgása a gépnek!
Ha nem jövünk rá hogy hol ereszt, akkor első körben kenjük újra át szilikonnal, epoxy-val, stb., attól függ mit használtunk, az illesztési helyeket. Szivároghat a membránnál, bárhol ahol ragasztás van. Szivároghat szilárd dugattyúnál ha nem elég pontos, illetve túl nagy lehet a rés a kiszorító bevezetésénél is!Ha az általános újraragasztás nem hoz sikert, akkor lehet újra kell gyártani ezeket a részeket!

Ha nem szivárog:
Ritkán az a baj, hogy túl jól csináljuk meg a gépet és nem szivárog. Amikor a gépet elkezdjük melegíteni, akkor a gép összességében felmelegszik, vagyis a hideg oldal is melegebb lesz. Ha a gép egyáltalán nem szivárog, akkor a teszt során csak annyit látunk, hogy a munkamembrán kidudorodik és hiába mozgatjuk a kiszorítót le-fel, úgy is marad. Ekkor csináljunk a gépre egy tűhegynyi lyukat, vagy máshogy tegyük egy picit szivárgóvá. Az ilyen pici szivárgás nem nem ront a gépen, mert lassabban szivárog, mint ahogy a gép forog, így csak az általános melegedésből fakadó nyomás megy ki, a kiszorító mozgásából adódó nem. Ráadásul, amennyit szivárog az egyik fázisban, annyival erősebb lesz a másik fázis elején, hiszen amikor nyomásra kiszivárog egy pici gáz, annyival nagyobb lesz a vákuum a hűlés fázisában, és fordítva.
Nem mindig kell a kicsi szivárgás, mert ha nem is mozog a munkamembrán le-fel, de keményebb és puhább lesz a kiszorító mozgására. Azonban ekkor nagyobb lesz a súrlódás a forgattyún, illetve nagyobb lendkerék kell, hogy át tudjon lendülni, de nagyobb LTD-nél nem biztos hogy ez beválik. Jobb ha kicsit szivárog. 

Valahol nagy a súrlódás, szorul, stb.:
Ha átment a gépünk az előző teszten, csak akkor érdemes továbbépítenünk, és felrakni rá a forgattyús szerkezetet tartóját, a lendkereket, a forgattyús szerkezetet magát!
Ezen lépcsők közben is érdemes tesztelni: Itt a videón Gábor a lendkerék súrlódását teszteli:





Nézzük meg, nem-e szorul, nem túl nehéz, inog, stb.
Ha nem megy a gép, akkor megnézhetjük hogy forog, ha külön kötjük csak be a kiszorítót, vagy csak a munkadugattyút, hol szorulhat , hol feszülhet valami. Nekem mindig akkor, ha teljesen össze van rakva :-)))!
A hagyományos gamma típusú stirling gép ,csak egy irányban működik! Az indítás előtt melegítsük 10-20 másodpercig, mert csak akkor indul, ha átmelegszik! Ha nem megy a gép, de az egyik irányba forgatva melegítés közben érezhetően nehezebben lehet forgatni, tehát ez a működési irányának az ellenkezője, akkor nagyobb hőmérsékletű melegítéssel, ha ezt a hőt még elviseli a szerkezet, akkor elindulhat!
Hibát követhettünk el a munkadugattyú építésénél, pl. ereszt a ragasztás, Nem elég pontos a munkadugattyú szilárd dugattyúnál, vagy membránnál túl feszes a membrán, túl laza, mellédudorodik működés közben, vagy nem sikerült középre helyezni az alátétet. A kiszorító hibája dugattyú lehet hogy hozzáér a henger falához és ott nagyon súrlódik!
Ha idáig eljutottunk és nem megy a gép ,akkor csak valami súrlódási, szorulási lehet a hiba, vagy valamilyen tervezési hiba van benne, pl. túl nehéz a kiszorító,stb. A kiszorítót általában ellensúlyozni kell, nagyobb gépeknél csipeszeket teszünk a lendkerékre oda, ahol éppen nem akar átfordulni. Kis gépnél használhatunk egy gyurmadarabot. Példa.
Csipeszekkel kiegyensúlyozott lendkerék:
https://www.youtube.com/watch?v=DMr9EJ2XBGg
Konzervdoboznál kisebb gépet csak akkor csináljunk, ha nagyon precízen tudunk építeni és már profibbak vagyunk!

Tervezési hibák:

Olyan anyagokat használjunk és úgy tervezzük meg a gépet, hogy az összhangban legyen a melegítési hőmérséklettel! pl. Ha a kiszorító elolvad, ha a munkahenger leesik a hő hatására,akkor nem fog működni a gép!
Kisebb hőmérsékleten működő gép (LTD) lapos és talán a kiszorító dugattyúja is lehet egy picit kisebb mint a kiszorító henger magasságának a fele! Nagyobb hőmérsékleten működő gép (HTD)
esetében hosszabb a kiszorító henger, nem lapos, és a benne lévő kiszorítódugattyú magassága legalább a fele legyen a kiszorító hengere felének!
Törekedni kell, hogy minél kisebb legyen a súlya a kiszorítónak. A nagy súly is lehet a működőképtelenségnek az okozója!
Munkadugattyú méretezése, arányok nem jók!
A kiszorító dugattyú formája, állománya, mérete nem megfelelő. Ezt jelzi, ha a legelső tesztben érzékelhető, hogy a munkadugattyú jelentős késéssel követi a kiszorító dugattyú mozgatását, később fúvódik fel, illetve szívódik vissza, akkor a kiszorító dugattyú méretével, vagy formájával lehet baj. Ez azért van, mert nem elég jó a turbulencia a gépben (vagyis nem mozog elég intenzíven a levegő) amit a kiszorító dugattyú okoz, és így csak lassan vált hőfokot a gáz! Ezt csinálja, ha
LTD gépnél túl lapos a kiszorító dugattyú a kiszorító hengeréhez képest, vagy HTD gépnél túl nagy a rés a kiszorító henger fala, és a kiszorító dugattyú között! Akkor sem dolgozik rendesen a gép, ha a kiszorító dugattyút, leegyszerűsítjük egy vékony lemezre egy HTD-ben, vagy ha üreges és egyik oldalán nyitott kiszorító dugattyút csinál valaki.
Természetesen kiszorító és a munkadugattyú között 90 fokos eltérés kell hogy legyen a tengelyen!
Használj nagyobb lendkereket, vagy ruhacsipeszekkel próbáld kiegyensúlyozni, ha látod, hogy nem kell sok, hogy átforduljon.