В связи с тем, что сейчас многие проживают «тот самый знаменитый период», когда летом отключают горячую воду — мне вспомнилась одна затея, которую я некоторое время назад прорабатывал…
В электротехнике наблюдается такое явление, которое называется «токами Фуко», названное так, в честь французского учёного Жана Бернара Леона Фуко, которым оно впервые было подробно исследовано (однако, первооткрывателем он не является).
Суть этого явления заключается в том, что при попадании проводника в знакопеременное магнитное поле, в нём возникают вихревые токи, которые, если упрощённо их описать, представляют собой короткозамкнутые контуры.
Картинка: wikipedia.org, Автор: Chetvorno
Эти контуры располагаются перпендикулярно вызывающим их линиям магнитного поля.
Причём эти токи имеют своё собственное магнитное поле, которое пытается противостоять индуцирующему магнитному полю, в процессе ослабляя его.
Физическое выражение этого сопротивления заключается в том, что с помощью этого магнитного поля можно тормозить движущийся проводник, что широко используется в технике для реализации бесконтактного тормоза.
Красивая демонстрация этого явления — бросание сильного редкоземельного магнита сквозь трубу из цветного металла. Магнитное поле токов Фуко взаимодействует с магнитом и тормозит его падение:
На основе подобного же явления возможно возникновение электромагнитной левитации, красивой демонстрацией которой является электромагнитный скейт: небольшая доска, в которой смонтирован ряд электродвигателей и система их питания.
Электродвигатели быстро вращают диски с вмонтированными в них магнитами, благодаря чему возникает сильное отталкивающее поле. Сам же скейт движется над рампой, покрытой листами меди. Получается весьма эффектно:
Токи Фуко приводят и к возникновению так называемого «скин-эффекта», который выражается в уменьшении амплитуды электромагнитного излучения с увеличением глубины среды, в которой это излучение распространяется.
Это явление приводит к тому, что собственное магнитное поле токов Фуко вытесняет эти токи на поверхность, в результате чего они концентрируются в тонком приповерхностном слое.
Причём толщина этого скин-эффекта зависит от частоты изменения магнитного поля и сопротивления материала: чем выше частота и ниже сопротивление материала — тем толщина скин-слоя меньше. К примеру, для меди частота изменения поля в 2 МГц вызывает возникновение скин-слоя толщиной всего 0,25 мм. Несмотря на такой маленький слой, в котором «неистовствуют» токи Фуко, благодаря высокой теплопроводности меди — высокая температура достаточно быстро распространяется на всю толщу проводника.
Причём в литературе приводится такая цифра: если частота знакопеременного магнитного поля составляет менее 50 Гц и сечение медного проводника находится в пределах до 22 мм- со скин-эффектом можно не считаться. Если же проводник изготовлен из алюминия, то тоже самое (при его сечениях до 30 мм) — можно сказать и о нём.
Эти токи приводят к нагреву проводящего материала, в толще которого они возникают. Причём, особенно сильные токи возникают в материалах с низким сопротивлением и большой толщиной.
Нагрев в данном случае не является чем-то удивительным. Не забываем, ведь мы имеем дело с коротким, по своей сути, замыканием, возникающим прямо в толще материала!
Кстати сказать, именно поэтому магнитопроводы трансформаторов набирают из отдельных пластин, каждая из которых покрыта специальным лаком и имеет небольшую толщину до 0,5 мм.
Кроме того, в состав пластин магнитопровода добавлены специальные компоненты, которые увеличивают их сопротивление.
Картинка: oooevna.ru
Всё это вместе предназначено для снижения величин возникающих токов Фуко и снижения вероятности потери энергии на нагрев.
Но не всегда возникновение подобных явлений является отрицательным фактором: например, подобные явления широко используются для индукционного нагрева (сушка древесины) и плавки металлов.
Первое промышленное устройство на подобном принципе появилось ещё в начале 1900-х годов и располагалось в Швеции. Это была плавильная печь, работающая на частотах до 60 Гц и представляющая собой с конструктивной точки зрения трансформатор, с единственным вторичным витком, который был короткозамкнут.
Подобный способ плавки распространён и по сей день. Например, если требуется работа на частотах до сотен килогерц, то есть возможность применять IGBT-транзисторы. Если же требуются частоты в мегагерцах, то используются электронные лампы.
Я сам в одно время достаточно сильно увлёкся этими индукционными плавилками металла, рассматривая их как средство для эффективного и быстрого плавления металлов на дому и для изготовления металлических деталей с помощью 3D печати по выплавляемой или выжигаемой модели.
Но в настоящее время, после того как я открыл для себя способ плавления металлов прямо в микроволновке, о чём я уже писал статью, я считаю, что этот способ хоть и имеет право на жизнь, но в домашних условиях, его лучше использовать для быстрой закалки, а не для плавления.
И вот, мы подошли к самому главному :-)
Делая вывод из всего вышесказанного, можно сказать, что с помощью знакопеременного магнитного поля — нагрев проводника возможен.Чуть выше я уже упоминал об электромагнитном скейте, где вращающиеся магниты используются для отталкивания от пола. Однако функционал магнитов этим не исчерпывается: они вполне могут использоваться и для нагрева!
Причём здесь интересным моментом является то, что абсолютно неважно, каким образом это поле вызывается: с помощью электронной схемы, которая индуцирует это поле с определённой частотой, либо же механическим способом. Все присущие явлению эффекты наблюдаются и при том и при другом случае!
Уж не знаю, кто первый это начал, но в сети достаточно много видео различных испытателей, которые демонстрируют приблизительно один и тот же эффект: вращающийся диск с интегрированными в него сильными магнитами (установленные с переменным знаком через один: + — + — и т.д.), нагревающий разнообразные проводники, в числе которых могут быть даже весьма серьёзного сечения. Тем не менее несмотря на такую толщину проводника, за считаные десятки секунд проводник раскаляется докрасна:
Или, можно даже поджарить яичницу:
Чувствуется, что подобная идея захватила умы многих, так как некоторые провели даже полномасштабные исследования реализуемости подобного проекта в целях отопления дома.
Ну а действительно, получается ведь красиво: прямое преобразование механической энергии в тепло:
Но результаты этого достаточно масштабного эксперимента показывают, что чудес не бывает: всё равно одним из самых эффективных способов (по затратам электроэнергии) остаётся преобразование электричества в тепло с помощью ТЭНов.
Но, это если говорить с точки зрения энергоэффективности. Однако попробуем рассудить с других точек зрения, всё ли так плохо:
- прямой нагрев герметичной системы, без вмешательства в неё — может быть весьма полезен в ряде применений,
- если механическая энергия является бесплатной (например, энергия ветра, воды) — то способ становится достаточно интересным, ввиду потребности в совсем небольшом количестве компонентов и отсутствия какого-либо генератора для генерации электроэнергии.
Кроме этих двух перечисленных пунктов, есть ещё один: тепловыделение весьма интенсивное, заставляющее буквально за считаные десятки секунд «взлетать крышке чайника»:
Пытаемся рассуждать дальше: а всегда ли нужно промежуточное звено в виде электрогенератора для того, чтобы потом эту полученную энергию превращать в тепло? Ведь единственный плюс электрогенератора — это создание некой «универсальной ценности» в виде электроэнергии, которая может быть трансформирована в любое полезное действие и передана на далёкое расстояние по проводам. Если же потребление этого полезного действия происходит прямо тут же, то никакая передача на далёкие расстояния не потребуется, равно как и трансформация в некое другое действие, кроме нагрева. Тогда вполне можно обойтись и без генератора!
Опустив очевидные применения в виде отопления домов (так как там, как правило, требуется не только тепло, но и электроэнергия для питания оборудования дома), попробуем прикинуть, для чего ещё подобная функция могла бы быть полезна?В мире происходит множество различных техногенных и рукотворных катастроф, когда большое количество людей остаётся без крыши над головой; бригады работников, работающие за пределами городов и в течение продолжительного времени; выезды на природу для туристов, когда люди находятся долгое время «в полях», без доступа к благам цивилизации — названные категории людей, думается, не отказались бы от наличия под рукой доступной горячей воды в больших количествах!
Проблематика нагрева с использованием постоянных магнитов и интересные цифры на эту тему имеются в научном журнале Известия РАН. Энергетика, 2020, № 2, где коллективом авторов был проведён эксперимент с измерением температур.
В ходе эксперимента производилось исследование температуры вращающегося диска, расположенного с зазором в 5 мм над редкоземельными постоянными магнитами.
Замеры производились при двух скоростях вращения:
- 5.000 об/мин,
- 8.000 об/мин.
Самая высокая температура была получена:
- при скорости вращения в 8.000 об/мин, на радиусе диска в 100 мм, где температура составила порядка 350 градусов,
- при 5.000 об/мин на том же радиусе самая высокая температура составила порядка 250°.
Авторы делают предположение, что с увеличением диаметра диска, и с сохранением той же скорости, могут быть достигнуты температуры, вплоть до 500°.
Если же подытожить полученную информацию, то получается, что при диаметре диска, порядка 100 миллиметров, могут быть получены температуры более 100 градусов (там у них имелся в виду радиус, то есть диаметр диска составлял 200 мм, а мы же возьмём более маленький диск — диаметром не более 100 мм).
Почему я решил остановиться на таком маленьком диске? Дело в том, что примерно подобный диаметр имеет проём (80 мм), где вращается сцепление, установленное в двигателях бензокос для стрижки газонов. Подобный двигатель является весьма перспективным, с той точки зрения, что он весьма лёгкий, а вследствие своего двухтактного характера и весьма оборотистый:
Попробуем прикинуть, как мог бы выглядеть компактный переносной водонагреватель на базе этого двигателя (подразумевается, что не конкретно именно этого двигателя, а двигателей подобного типа).
В том же самом исследовании коллектива авторов, которое приведено выше, рекомендуется использовать постоянные магниты из сплавов на основе самария-кобальта, так как они достаточно интересны своей высокой индукцией (до 1Тл) и высокой температурной устойчивостью, которая позволяет им сохранять свои магнитные свойства в диапазоне температур, вплоть до 350° ( на самом деле до 500, но, видимо, здесь взяли цифру чуть ниже для подстраховки).
Температура здесь упомянута в том смысле, что если кто не знает, то у магнитов существует так называемая «точка Кюри», то есть температура, при которой происходит фазовый переход со скачкообразным изменением свойств. В нашем случае — это изменение свойств заключается в потере магнитных качеств. Для примера — неодимовые магниты могут работать вплоть до температур, в пределах до 200°.
Так как этот магнитный диск будет работать в непосредственной близости от раскалённого проводника, забота о температурной устойчивости магнитов не является излишней. Впрочем, так как у нас в этой системе магниты/проводник, вращающимся агентом являются именно магниты, то, скорее всего, они достаточно эффективно будут охлаждаться при трении об воздух и превышение точки Кюри не произойдёт.
Анализируя плоды работ всех экспериментаторов, видео которых мне удалось найти в сети, я увидел один существенный недостаток, который просто бросается в глаза: они используют в качестве проводника, сквозь который течёт вода, медную трубку достаточно большого сечения. На мой взгляд, это плохое решение.
Почему:
- эффективно взаимодействует с магнитным полем только небольшая часть трубки, которая находится максимально близко к пролетающим мимо неё магнитам,
- большое сечение трубки не способствует эффективному теплообмену, что приводит к неэффективной работе системы.
Тут нам придётся немного вспомнить историю, а конкретно, изобретение, которое изменило мир: паровозы.
С точки зрения простого обывателя, который никогда, наверное, не интересовался этим вопросом, любой паровоз представляет собой: «ну, наверное, какой-то котёл, грубо говоря, кастрюля, под которой горит огонь».
Однако, если мы обратимся к историческим фотографиям, на которых мы можем видеть паровозы, особенно те из них, где паровозы показаны, так сказать, в разобранном состоянии. После технологических взрывов мы увидим, что так называемый «котёл паровоза», на самом деле — представляет из себя весьма сложное технологическое устройство, состоящее из множества тонких трубок — теплообменника.
Картинка: 4tololo.ru
Картинка: 4tololo.ru
Именно он позволяет эффективно использовать энергию сгорающего топлива и быстро нагревать и превращать в пар большое количество воды.
Почему бы и нам не использовать подобное решение?! Однако, тут есть противоречие: если мы захотим обеспечить протекание воды через массив, условно тонких трубок — будет достаточно сложно их собрать и исключить протечки.
Кроме того, через какое-то время, в полный рост встанет проблема оседания накипи, которая при таком малом сечении может стать фатальной и привести устройство в негодность.
Поэтому, на мой взгляд, гораздо эффективнее использовать решение, которое представляет собой щелевидную проточку в диске, которая накрыта сверху точно таким же диском и между ними проложена герметизирующая прокладка. Это решение позволит обеспечить эффективный теплообмен между водой и металлом. По мере же естественного нарастания накипи — устройство может быть легко разобрано и очищено!
Кроме того, подобная щелевидная проточка позволит элегантно решить проблему приближения всей площади трубки к магнитам, чтобы на максимальную площадь металла воздействовало магнитное поле (получается как бы трубка прямоугольного сечения).
Также нам потребуется некая помпа, которая будет забирать холодную воду из внешнего источника и прокачивать её через нагреватель. В качестве такой помпы, учитывая высокую скорость вращения вала, можно использовать даже небольшую лопаточку (то есть устройство помпы будет максимально простым, подобно тому как устроена помпа у стеклоомывателей легковых автомобилей).
Помпа приводится в действие от того же самого вала, который вращает и магнитный диск.
Все эти идеи я постарался изложить на картинке ниже (кликабельно).
На картинке, для простоты и наглядности, канал для воды показан упрощённо, в виде практически буквы «U». Понятно, что в реальности, требуется удлинить ход воды внутри теплообменника — сделать несколько оборотов «улиткой» и т.д.
В качестве магнитов — взяты размеры термостойких самарий-кобальтовых магнитов с известного китайского сайта, размером 10х2мм. Их поместилось 16 штук.
При максимальных паспортных оборотах (понятно, в реале будет отличаться, но на что-то нам надо ориентироваться) в 9000 об/мин — частота смены магнитного поля на каждой точке водопровода составит: 9000х16= 144 кГц. Или 2,4 кГц/сек. Выглядит жутковато :-). С другой стороны — чем быстрее сменяется поле, тем эффективней нагрев!
В результате на выходе мы имеем весьма лёгкое устройство, которое может генерировать горячую воду в неограниченных количествах, в потоковом режиме. Как мне видится, подобное устройство придётся весьма ко двору в сложных жизненных ситуациях — в зонах природных и техногенных катастроф, позволив обеспечить людям минимальный бытовой комфорт.
Кроме того, по моему опыту, подобное устройство может прийтись весьма по вкусу женщинам, которые традиционно достаточно вяло относятся к идеям своих мужчин, по поводу долгих туристических выездов на природу, так как там отсутствуют элементы цивилизации и в том числе — горячая вода :-)
Итак, кран с горячей водой. Где угодно — в полях/лесах. Неограниченно. Без массивных генераторов.
Стартап? Why not...
Комментарии (74)
shifted83
15.06.2022 12:57+7Из трехкиловаттного триммера получится трехкиловаттный же проточный водонагреватель с неизвестным КПД. Наверняка есть более экономичные способы использовать бензин для получения тепла, а заодно и электричества. Использование ветряка/ручья для обогрева — уже интереснее.
gleb_l
15.06.2022 12:59+4Можно сделать универсальную плитку для гейзерных кофеварок (они в большинстве алюминиевые) в стиле стимпанк - в основании мотор с магнитным диском и подставка из непроводящего материала для кофеварки над ним - и дарить такую вещь гикам ;)
DAN_SEA Автор
15.06.2022 13:05+1Тоже занятное применение, почему нет!
P.S. а насчёт названных в статье самарий-кобальтовых магнитов, я тут подумал, что возможно получится обойтись без них: диск очень активно вращается и охлаждается об воздух+если сделать его из алюминия - то теплопроводность будет забирать малейшее тепло от магнитов (которое они будут получать в виде инфракрасного излучения от нагретого водопровода рядом).
Просто самарий-кобальтовые магниты несколько слабее неодимовых. И возможно в этой конструкции можно будет использовать неодимовые.
DAN_SEA Автор
15.06.2022 13:18Кстати, выше я уже сказал насчет идеи-увеличить путь воды, сделав его на манер обмотки тороидального трансформатора. А что если, сделать прямо таки почти полностью по виду тороидальный трансформатор, во много слоёв обмотанный трубкой!?
А диск внутри этой обмотки - подвешен на магнитном бесконтактном подвесе (только это будет уже не диск - а кольцо)! И тогда мы вообще полностью реализуем весь потенциал этого диска! Надо подумать над этим...
nafikovr
17.06.2022 09:23+1мне кажется, что если увеличить путь воды пустив трубки вокруг цилиндра сделав своеобразную рубашку водяного охлаждения, кпд установки вырастет в разы
DAN_SEA Автор
17.06.2022 09:43Да, тоже об этом подумал вчера...Мало того - если ещё и сделать так, чтобы змеевик проходил через глушитель (добрать остатки тепла) - по идее, тогда "выжмем" из идеи всё.
nafikovr
17.06.2022 09:46+1это был сарказм на тему того, что не нужно придумывать лишних преобразований для преобразования энергии сгорания в тепло.
DAN_SEA Автор
17.06.2022 09:59Понимаю. Но опять же повторюсь, что в случае "компактного проточного нагревателя" - я думаю, не стоит "в лоб" сравнивать только эффективность сгорания. Потому что в случае с двигателем мы по факту получаем комплексное завершённое решение, которое не только греет - но и качает.
nafikovr
17.06.2022 10:02если рассматривать как дополнение к системе, которая уже качает, то возможно да.
dlinyj
15.06.2022 13:21+2Индуктивные электроплитки работают на таком же принципе, так что вполне рабочий вариант. Я бы попробовал.
DAN_SEA Автор
15.06.2022 13:25+1Точно так! Эта затея хороша тем, что в ней нет ничего фантастического - она реальна как 3 копейки. Вот например, человек взял на 180w двигатель и попробовал. Эффектно. Но у него опять беда: обороты маленькие. Всего то 1360 об/мин. А у триммера на холостом ходу 9000! На газу наверняка выше...
DAN_SEA Автор
15.06.2022 13:52P.S. Кстати, по поводу бензиновых двигателей: можно покопать в сторону авиамодельных -которые и 30 000 об/мин могут выдать и вроде бы даже читал про 70 000...
Интересно было бы бытовые конструкции разогнать до такого...Хотя конечно, это уже за пределами их расчетных значений. Могут банально развалиться.
hw_store
15.06.2022 14:20+2У них моторесурс, вероятно, мизерный.
DAN_SEA Автор
15.06.2022 14:24Это верно. Просто для информации сказал. В целом, как мне видится- триммерного двигателя на 2,5-3 л.с. более чем за глаза для такой затеи: он умещается в рюкзак даже (лично пробовал). Ну и мощный и довольно лёгкий.
Остаётся с теплообменником поколдовать и с помпой. Чтобы она не слишком перебарщивала и вода успевала прогреться. Можно конечно помпу отдельно питать от электричества - ШИМ и всё такое, с обратной связью (больше температура - помпа крутится быстрее, температура воды упала - помпа замедлилась). Но это внешнее питание, что не есть хорошо. Лучше некую универсальную механическую помпу поставить. "Всережимную" скажем так.
hw_store
15.06.2022 14:45Питать помпу от электричества, да ещё с ШИМ - это уже киберпанк будет, а не стимпанк ))
SdrRos
15.06.2022 14:43+2Вопрос с отключением горячей воды и душа в автопутешествиях решил с помощью садового распылителя на 8 литров и садовой лейки с регулировкой подключенной вместо распылителя. В походах кстати важен вес и мотор будет всяко тяжелее и гораздо сложнее газовой горелки (вес топлива думаю нет смысла учитывать), к тому же моточасы у мотора тоже не вечны и по мере их расходования КПД у него падает. И кстати двухтактные моторы крайне не экологичны.
DAN_SEA Автор
15.06.2022 14:45+1Понимаю...Насчет неэкологичности - верно. Насчёт ресурса: можно пренебречь. Лично знаком с людьми, у кого моторесурс двигателя превысил 10 000 часов (за всю жизнь во столько походов не сходишь:-) ). Причина такого высокого ресурса - отработанная конструкция (китайская копия двигателя Хонда, хромированный цилиндр и т.д. и т.п. - я могу на эту тему долго говорить:-))))
NetBUG
15.06.2022 16:33С другой стороны, при замене газонокосилки на нормальный 4Т двигатель теряется плюс в минимальной массе
Kooonst
15.06.2022 16:12+8Прежде чем делать прототип вы должны знать мощность проточного водонагревателя... а она от 5кВт у нормальных начинается. Причем на 9кВт проточнике ванна набирается часа полтора, это из собственного опыта, жил с проточником 2,5 года. То есть на 9кВт мы имеем подъем температура с +7-10цельсия до +45 с расходом 2,5л в минуту. Это так к слову. Если вы просто каким то образом снимите тепловую энергию с ДВС не трогая вал, у вас и то КПД будет больше))). Например погрузив ДВС в масляную ванну и погрузив туда же медный теплообменник первого контура, второй контур нужно ставить на выхлоп, там температура больше.
Еще проще поставить горелку с теплообменником и двигатель Стирлинга на помпу. Причем охлаждения конденсатора Стирлинга сделать холодной водой после помпы. Так получите доп подогревводы и увеличение КПД Стирлинга
alpha_Dog
15.06.2022 16:43Даешь egr ????
Kooonst
15.06.2022 17:13+1Я вам больше скажу. Берете обычный генератор в его раму монтируете проточник на долговременную мощность генератора + помпа на расход +/- чтоб на выходе была горячая вода + датчик потока чтоб на сухую ТЭН не включался и все...причем основная функция генератора сохраняется. Место в раме там валом. Вот он готовый стартап, дарю. К цене генератора прибавится 5-10% накрутить можно 100%))) и иметь небольшой но постоянный рынок сбыта, тех кто работает в полях, именно не отдыхает, а работает. Это аварийные работы на линиях, лесозаготовки, заготовки дикоросов, изыскательские партии и тд.
Portnov
15.06.2022 16:43А есть измерения / вычисления, на сколько сильно прикладываемый проводник / водопровод тормозит вращение диска? А то может мощный мотор и не нужен — сделать, например, "водяную мельницу" на ручье (раз мы про поход), зубчатой или ременной передачей получить диск с большими оборотами, в него воткнуть магниты итд. Но чтобы понять реально ли это - надо считать, а я не считал :)
Kooonst
15.06.2022 17:15Смотрим самодельные ГЭС, смотрим их мощность, читаем мой пост выше, расходимся. Баланс энергии никто не отменял.
d2ab
15.06.2022 17:55+7Зачем нужен двигатель? Если вы всю энергию для нагрева собираетесь получить от сжигания бензина в движке, проще взять примус и нагреть бачок с водой. Не будет потерь на КПД движка. Ваш вариант интересен, если есть значительный перепад воды, который может вращать турбинку с прикрепленными магнитами, подогревая протекающую воду (не весь поток).
janatem
15.06.2022 18:04+39000 об/мин <…> 9000х16= 144 кГц. Или 2,4 кГц/сек
Тут какая-то ерунда с единицами измерений, герц — это уже секунда в минус первой, второй раз на секунду делить не надо. 9000х16 — это количество тиков в минуту (144000 мин^{-1}), то есть 2.4 кГц.
Balexander
16.06.2022 07:21+1Если будете экспериментировать, будтье особенно внимательны к креплению магнитов. На высоких оборотах вылетевший магнит будет обладать хорошей пробивающей способностью.
Zolg
16.06.2022 12:03+6Сжечь топливо, получить тепло, тепло перевести в механическую энергию, механическую энергию - в электричество, электричество преобразовать в тепло (эти два пункта - в одном устройстве), теплом нагреть воду.
Мне эта схема очень напоминает бизнес-план "украсть ящик водки, продать за полцены, деньги пропить"
MShevchenko
16.06.2022 12:32+2Мы делаем проще. Просто бочку с водой на солнце ставим. ;-)
engine9
16.06.2022 13:08+3Есть еще чудесный и изящный проточный солнечный нагреватель из свёрнутого спиралью чёрного шланга. Так нагревают воду в бассейнах. Тут и простота изготовления и "халявная" энергия и плоская конструкция, позволяющая её крепить на крыше, например.
Bronx
17.06.2022 08:07+1Такая спираль крайне неэффективна — вода, продвигаясь к выходу, становится сильно горячей, значит разница температур между водой и горячей поверхностью становится ниже и теплопередача уменьшается. Правильный нагреватель должен максимизировать поток, а не выходную температуру, для этого нужно иметь много сравнительно коротких параллелльных трубок.
engine9
16.06.2022 13:02+3К сожалению, как показывает реальность, гуманитарные катастрофы это не вот этот ваш хайтек. А костры из мебели и поедание голубей...
Astroscope
16.06.2022 17:10Применительно к триммеру, как источнику получения готового ДВС с необходимой обвязкой, я бы предположил целесообразным сохранить родное сцепление, доработав под свои нужды "верхний редуктор" или переделав комплектный вал. Это будет дополнительный предохранитель для двигателя на случай поломки механически подключенной к нему нагрузки. Хотя есть и минус у такого решения - длительно проскальзывающее сцепление из-за аварии нагрузки наверняка перегреется и все равно выйдет из строя, если оператор своевременно не отреагирует на аварию и не сбросит газ до холостых, позволив сцеплению разомкнуться, а двигателю немного остыть перед остановкой.
DAN_SEA Автор
16.06.2022 17:17+1Мысль здравая, но в случае алюминиевого диска с интегрированными магнитами - несколько избыточная, на мой взгляд :-)
Почему: сломать такую конструкцию (если она соответствующим образом надежно изготовлена), - ничуть не проще, чем сломать стальной шарик от шарикоподшипника :-)
O5e2e2
17.06.2022 22:461% за 10 лет - это, видимо если просто лежат, без эксплуатации. Как батарейки. А если заставлять их работать, то вероятно будут нюансы.
DAN_SEA Автор
17.06.2022 22:55Ну, если принять в расчёт их цену...То всё равно неважно ;-). Сюда влезет 16 штук. Это примерно 900-1000 рублей. Неважно в общем...
Кроме того, на таких магнитах построены мотор-колёса самокатов/эл.велосипедов и т.д. И совершенно не слышно о массовых отказах из-за "севших магнитов".
Javian
И какой КПД? Если бы не помпа, то наверное проще этот бензин сжечь в беспламенной горелке.
DAN_SEA Автор
Я думаю, здесь надо смотреть скорее не на КПД -а на сочетание "факторов и компромиссов". Потому что прямое "в лоб" сравнение будет не совсем корректным в рамках парадигмы "компактного легкого генератора горячей воды".
Да, он будет не столь эффективен, как ТЭНы или (может быть - требуется эксперимент) - каталитическая горелка, которую вы назвали.
Зато: минимум деталей (а это - надёжность!), малый вес и транспортабельность. Мне кажется, это было бы интересно. Кроме того, эффективность можно поднять - если диск с магнитами расположить с зазором сантиметра 3 от двигателя и нагревательные трубки пустить с двух сторон магнитного диска сразу, чтобы существенно увеличить путь воды. Грубо говоря, что то типа, как обмотка у тороидального трансформатора.
P.S. ну и вы верно сказали - наличие помпы. То есть получается на выходе: "да, не самый топ по эффективности, зато компактно, надёжно и всё сразу - даже насос".
Javian
С оси мотора нельзя отбирать всю мощность - он заглохнет. Поэтому интересно какой компромисс между "не заглох и еще качает воду" и "температурой воды".
DAN_SEA Автор
По своему опыту с двигателями 2,54 л.с. - не так то и просто их заглушить. Тем более, если будет стоять простейшая система из отслеживания оборотов и добавления газа, если они падают.
Но в целом, требуется эксперимент.
dlinyj
Прям даже задумался купить БУ бензопилу и попробовать.
DAN_SEA Автор
Я больше скажу - я еще вчера чуть не сорвался купить себе разных неодимовых магнитов! Сейчас ещё малёк подумаю и закажу вечерком...:-)))
dlinyj
Самое сложное — изготовить водовод для нагрева.
DAN_SEA Автор
Да, тут возможна масса конфигураций...Тут наверное, как нельзя кстати подошла бы металиическая 3d печать с изготовлением трубы, заполненной внутри металлической сеткой". Надо думать...самый сложный элемент.
hw_store
Профилированные алюминиевые трубы можно найти в продаже на "одном известном китайском сайте", а на оптовом портале этой же компании они продаются на вес или на метраж. Как я понимаю, они предназначены как раз в качестве теплообменников - возможно, в автомобильных радиаторах или промышленных холодильниках. А в запаянном виде и с теплоносителем внутри они продаются на том же самом сайте под видом плоских тепловых трубок.
dlinyj
Я так понимаю что лучше всего сталь использовать. Как вариант сделать лабиринтовую пластину, либо фрзировкой, либо наваркой рёбер.
DAN_SEA Автор
Да, вполне. Только все пробуют с медью....Я так понимаю, это из-за скин-эффекта: чтобы на больших оборотах, когда масса магнитов по периметру (т.е. частота пульсаций магнитного поля довольно высока)- нагревается только тонкий поверхностный слой. Поэтому приходится выбирать материалы, которые быстро передают тепло. Сталь в этом плане несколько хуже меди...
dlinyj
Однако индуктивные плитки не работают с посудой из цветного металла.
tbl
Для индукционных плит нужен материал с ферромагнитными свойствами, т.к. дно посуды одновременно является и сердечником трансформатора, и короткозамкнутым витком
miksoft
А как же тогда работает медная вторичная обмотка в трансформаторе? Или она не будет греться, если ее замкнуть?
tbl
Будет, но трансформатору нужен сердечник для собирания линий поля. Бессердечниковые трансформаторы есть, но их КПД ниже. А если у кастрюли днище будет из диамагнетика (медь), то она будет еще и выдавливать часть линий поля.
klirichek
По мне так кГц/сек - это уже какая-то жутковатая единица...
На скорость изменения тона сирены скорее тянет...
Javian
кГц/сек - что-то вроде такой размерности
strvv
это точно 144 кГц... кхе-кхе,
как раз там и есть 2.4кГц, без всяких кГц/сек.
автор, не позорься, Гц=1/с...
shaggyone
Ничего страшного, главное остановить шайтан-машину когда частоты к частотам рентгеновского излучения подбираться начнут.
eabrega
Кажется мы изобретаем ДВС с водяным охлаждением...
Javian
...в виде самовара.