Dla Bonobo, dobre/niedobre wiesci

[t0g]

Niedobre: Toshiba kupuje Westinghouse-a za duze pieniadze (5 G$).
Westinghouse, ktory wybudowal ponad polowe reaktorow energetycznych na
swiecie, jest wlasnoscia brytyjska (acz sama firma powstala w USA i Bryty
kupily ja dopiero cos 6 lat temu). Wedlug ONZ-owskiej komisji energii
atomowej, do roku 2025 swiat wyda co najmniej 200 G$ na budowe nowych
elektrowni. Uszczknac cos z tej sumy to lakomy kasek, i najwyrazniej
Japonczykom poleciala slinka.

Dobre: Coraz wiecej hydratu metanu sie odkrywa, ostatnio odkryto nowe ogromne
zloze zaledwie 20 km od wybrzeza, w rejonie Los Angeles. Hydratu metanu
znaleziono juz tyle, ze wystarczyloby go na zaspokojenie potrzeb
energetycznych ludzkosci na kilkaset lat. Tylko nikt na razie nie wie, jak go
wydobywac. Ale od czego mamy inzynierow? Nie takie problemy juz rozwiazywali!

Ponadto, przy okazji: A co Ty myslisz o Silniku Stirlinga? To "darling"
wszystkich Zielonych. Moj tez - w tym jednym punkcie mam absolutnie zbiezne
stanowisko z Zielonymi, ja tez Silnik Stirlinga kocham miloscia wielka.
Wlasnie o nim mowilem na moim kursie. Silnik ten ma znakomita wydajnosc
termodynamiczna, moze tez zuzywac najrozniejsze gatunki paliwa: mozna go
pedzic benzyna, nafta, ropa, gazem, ale mozna tez rownie dobrze drewnem,
chrustem z lasu, sloma, smieciami z kosza (o ile tylko sa palne). Tylko
niestety - mimo swoich ogromnych zalet, Silni Stirlinga to wciaz margines,
ktorym wiedza hobbysci. Jest oobecny na setkach, tysiacach wrecz stron
internetowych - ale nie jest obecny w naszym zyciu. Dlaczego? Ano, kolejny
przyklad dzialania zasady: "The devil is in the detail". Silnik Stirlinga od
dawna by juz byl powszechnie uzywany, gdyby okazal sie dobrym zrodlem napedu
dla samochodow. Niestety, nie jest - przy swoich ogromnych zaletach ma on
jedna duza wade, mianowicie, nie lubi zmiennych obciazen. A zdolnosc do pracy
pod zmiennym obciazeniem to przeciez "warunek konieczny" dla wspolczenego
silnika samochodowego.

Co do energii slonecznej - to jest troche podobnie. Niedawno widzialem takie
zestawienie, w ktorym sumaryczna energia zuzywana rocznie przez ludzkosc,
wyrazona w pewnych jednostkach, wyrazala sie liczba 604 (to bylo w jakis
jednostkach niemetrycznych, opartych na BTU chyba). Natomiast energia
sloneczna, ktora Ziemia otrzymuje rocznie ze slonca, w tych samych jednostkach
wyrazala sie liczba siedmiocyfrowa, zaczynajaca sie od 3. Zatem cale potrzeby
ludzkosci to zaledwie 0.2 promila energii naplywajacej bez ustanku ze slonca!
No to rozsadek nakazuje sie na tej energii oprzec, a nie na zadnych tam
atomach ani paliwach kopalnych. No tak... tyle, ze "the devil is in the
detail". Na razie nikt nie moze sie oprzec tylko na energii slonecznej
wykorzystywanej wprost i posredni (wiatr, hydro to tez energia ze Slonca,tyle,
ze juz troche przetworzona), bo proba oparcia sie na niej zakonczyla by sie
bolesnym upadkiem - bo to na razie nie jest solidny kij, tylko watla trzcinka.
Rowiazanie ogromnych raktycznych problemow, ktore istnieja, to jeszcze kwestia
dlugiego czasu i ogromnego wkladu pracy i mysli.

Taki uklad, w ktorym zaspokajalibysmy gros naszych potrzeb za pomoca drobnej
czastki tej energii, ktora nieustannie do nas naplywa, jest niewatpliwie
rozwiazaniem najlepszym ze wszystkich mozliwych. Co do tego, jak smiem sadzic,
miedzy Toba a mna nie ma najmnieszej roznicy w pogladach. Ale wciaz pietrzy
sie przed nami ta "gora problemow do rozwiazania". No i Dopoki tych
problemow nie rozwiazemy, musimy z konieczosci opierac sie na innych metodach.
No i wszelka roznica zdan miedzy Toba a mna - jak ja to widze - dotyczy
wlasnie tych "innych metod".

Co to jest silnik Stirlinga?

[stefan4]

t0g:
> ja tez Silnik Stirlinga kocham miloscia wielka.
> Wlasnie o nim mowilem na moim kursie. Silnik ten ma znakomita wydajnosc
> termodynamiczna, moze tez zuzywac najrozniejsze gatunki paliwa: mozna go
> pedzic benzyna, nafta, ropa, gazem, ale mozna tez rownie dobrze drewnem,
> chrustem z lasu, sloma, smieciami z kosza (o ile tylko sa palne).

Czy mógłbyś tak mniej więcej opowiedzieć co to jest i czym się różni od silników
spalinowych?

t0g:
> Silnik Stirlinga od
> dawna by juz byl powszechnie uzywany, gdyby okazal sie dobrym zrodlem napedu
> dla samochodow. Niestety, nie jest - przy swoich ogromnych zaletach ma on
> jedna duza wade, mianowicie, nie lubi zmiennych obciazen.

I to ma być trudnością nie do pokonania? No to niech on będzie używany tylko do
równomiernego ładowania jakiegoś akumulatora energii a samochód niech jedzie
czerpiąc nierównomiernie z tego akumulatora. To nie musi być koniecznie
akumulator elektryczny. System kół zamachowych, albo naciągana guma od procy...

Czy nie ma jeszcze jakichś innych problemów z tym silnikiem?

- Stefan

www.ipipan.gda.pl/~stefan/Irak

[t0g]

stefan4 napisał:

> t0g:
> > ja tez Silnik Stirlinga kocham miloscia wielka.
> > Wlasnie o nim mowilem na moim kursie. Silnik ten ma znakomita wydajnosc
> > termodynamiczna, moze tez zuzywac najrozniejsze gatunki paliwa: mozna go
> > pedzic benzyna, nafta, ropa, gazem, ale mozna tez rownie dobrze drewnem,
> > chrustem z lasu, sloma, smieciami z kosza (o ile tylko sa palne).
>
> Czy mógłbyś tak mniej więcej opowiedzieć co to jest i czym się różni od silnikó
> w
> spalinowych?


Silnik Stirlinga powstal stosunkowo niedlugo po maszynie parowej Watta. Jego
tworca byl chyba szkockim duchownym.

Silni Stirlinga latwo zrozumiec, zaczynajac od powszechnie znanego Cyklu
Carnota, ktory sklada sie z czterch czesci: izotermicznego rozprezania,
adiabatycznego rozprezania, izotermicznego sprezania i adiabatycznego sprezania.
Po tym ostatnim procesie silnik wraca do stanu wyjsciowego, czyli odcinki obu
izoterm i obu adiabat tworza w ukladzie osi VP (objetosc-cisniene) zamknieta petle.

Cykl Stirlinga rozni sie tym, ze zamiast dwoch procesow adiabatycznych sa dwa
procesy izohoryczne, czyli, kolejno, ochladzanie gazu roboczego przy stalej
objetosci i pozniej ogrzewanie przy stalej objetosci.

Musialbym to jednak narysowac, bo bez rysunku trudno dalej prowadzic objasnienia.

>
> t0g:
> > Silnik Stirlinga od
> > dawna by juz byl powszechnie uzywany, gdyby okazal sie dobrym zrodlem nap
> edu
> > dla samochodow. Niestety, nie jest - przy swoich ogromnych zaletach ma on
> > jedna duza wade, mianowicie, nie lubi zmiennych obciazen.
>
> I to ma być trudnością nie do pokonania? No to niech on będzie używany tylko d
> o
> równomiernego ładowania jakiegoś akumulatora energii a samochód niech jedzie
> czerpiąc nierównomiernie z tego akumulatora. To nie musi być koniecznie
> akumulator elektryczny. System kół zamachowych, albo naciągana guma od procy..
> .

Silnik Stirlinga uzywany byl (a moze jest nadal?) do napedzania pradnic na
bojach morskich umieszczonych z dala od brzegu, bo moze pracowac lata bez zadnej
obslugi (byle by paliwo bylo).


>
> Czy nie ma jeszcze in nych problemow?....


Oczywiscie, trudnosci z szybka zmiana mocy to nie jest jedyny problem, jak
slusznie zgadujesz. Ale silniki Stirlinga istnieja i pracuja, wiec problemy nie
sa nie do pokonania.

Dzis, gdy naped hybrydowy stal sie powaznym "partnerem", to moze i nastapi
renesans zainteresowania Stirlingiem, bo do hybrydowego samochodu to on by sie
istortnie chyba lepiej nadawal niz do takiego, w ktorym silnik bezposrednio
napedza kola. "Inzynier D" prawdopodobnie bylby w tym przypadku bardzo
kompetentnym dyskutantem - o ile tylko sie nie sploszyl i nie uciekl na dobre z FN.

[pomruk]

t0g napisał:



> Musialbym to jednak narysowac, bo bez rysunku trudno dalej prowadzic objasnieni
> a.

Juz dawno, bardzo dawno temu przyszło to mi do głowy: dlaczego w necie (nauka)
nie ma prostych narzędzi do rysowania? Oczywizda,że mozna załączać jakieś pliki
itd, ale jak kto chce narysować cykl Carnota w 5 minut, to co?

[pomruk]

Rzeczywiście, istnieje cos takiego jak silnik Stirlinga (nawet w Wikipedii
poczytacie). I rzeczywiście, jak powiedział t0g wadą - niemożność gwałtownego
zmnieniania obciążenia (ale t0g - z tym chrustem to porządnie przesadziłeś,
przyznaj sie - chyba ze to była przenośnia!!).
Jednak jest szansa dla samochodów - napęd hybrydowy. Bardziej ekonomiczny
"stały" i gorszy typu "ziuuu"- taki jak dotąd.

[t0g]

pomruk napisał:

> Rzeczywiście, istnieje cos takiego jak silnik Stirlinga (nawet w Wikipedii
> poczytacie). I rzeczywiście, jak powiedział t0g wadą - niemożność gwałtownego
> zmnieniania obciążenia (ale t0g - z tym chrustem to porządnie przesadziłeś,
> przyznaj sie - chyba ze to była przenośnia!!).

Oczywiscie, samochod napedzany chrustem to przesada... Ale zasadniczo nie
maprzeszkod, by zbudowac cos w rodzaju lokomobili z silnikiem Stirlinga i
uzywajacej chrustu lesnego jako paliwa. Natomiast silnik spalinowy W ZADNYM
WYPADKU na chruscie nie pojedzie.

Dowcip polega na tym, ze Silnik Stirlinga to jest silnik o *spalaniu
zewnetrznym*, wiec kazde zrodlo ciepla sie w zasadzie nadaje. Niekoniecznie
nawet trzeba cos spalac! Nawet filizanka z kawa moze byc zrodlem ciepla dla
takiego silnika. Mozna kupic takie malutkie Stirlingi robione do celow
edukacyjnych, zanurza sie toto czesciowo z goracej kawie i wiatraczek zaczyna
sie krecic! Zatem mozna przy pomocy Stirlinga wykorzysywac, na przyklad, gorace
zrodla w Yellowstone czy gdzies indziej i generowac prad. Oczywiscie, tego pradu
bedzie tyle, co kot naplakal, ale chodzi o mozliwosc. Bo zaden silnik
spalinowuy na goracej wodzie nie pojdzie. Silnik parowy tez nie pojdzie na
wodzie o temperaturze ponizej 100 stopni - no, chyba, ze sie uzyje jakiegos
freonu jako czynnika roboczego. A bardzo prosciutki Stirling, wykorzystujacy
zwykle powietrze jako czynnik roboczy, juz pojdzie!

[pomruk]

A, jeszcze jedno: dlaczego właściwie nie pisze się (w zwykłych gazetach i
popularnych forach) o hydratach metanu? Przeciez to POTWORNE źródła energii !!!
a my o jakiejś ropie naftowej smędzimy, że może zabraknąć ;)

[t0g]

pomruk napisał:

> A, jeszcze jedno: dlaczego właściwie nie pisze się (w zwykłych gazetach i
> popularnych forach) o hydratach metanu? Przeciez to POTWORNE źródła energii !!!
> a my o jakiejś ropie naftowej smędzimy, że może zabraknąć ;)


Tego ja tez nie rozumiem (czywiscie, POTWORNE mialo tu znaczyc "ogromne",
"niewyobrazalnie zasobne", tak?).

Trudnosci z eksploatacja?

No, ale wszystko mozna rozwiazac, o ile za problem wezma sie inzynierowie z
prawdziwego zdarzenia.

Kiedy urodzil sie moj Dziadek, pasazerska komunikacja lotnicza wydawala sie
fantasmagoria, bo tylko balony byly do dyspozycji. Pierwszy samolot wzniosl sie
w powietrze dopiero wtedy, gdy Dziadzio mial 16 lat. A jeszcze za swojego zycia
moglby teoretycznie poleciec non-stop pasazerskim rejsem z Polski na kilka
innych kontynentow (oczywiscie, gdyby nie to, ze do konca zycia dziadzio uwazal
jakakolwiek podroz "aeroplanem" za skrajne ryzyko i mnie sie nie udalo nigdy
nawet go namowic na lot z Warszawy do Krakowa). Wiec w czasie krotszym, niz
jedno zycie ludzkie, rzeczy niemozliwe nagle staly sie codziennoscia. Dlaczego?
A, bo nad sprawa pracowali lebscy fachowcy. Jesli lebscy fachowcy zabiora sie
tez za problem wydobywania hydratu metanu z odmetow, to bardzo szybko wozacy
beda nam przywozic nie fure wegla na zime, a fure hydratu matanu, zobaczysz! :-))))

(niezoreintowanym wyjasniam: hydrat metanu nie moze istniec przy cisnieniu
atmosferycznym - dlatego istnieje tylko w glebinach morskich. Ale go tam
naprawde jest bardzo duzo!).

[pomruk]

Oczywiście, mówiąc POTWORNIE miałem na myśli "ogromnie zasobne". W żadnym
wypadku nie sądzę, że hydraty metanu mają coś wspólnego z potworami. Jeśli ktoś
mówi "Godzilla", to ja się cichaczem wycofuję! (A filmy z Godzillą i tak
oglądam, choć rozbajajaco naiwne).

A propos Stirlinga

[Gość: Speedy]

Z tego co wiem, USArmy używała w latach 60-tych (a może i używa nadal?) takiego
polowego generatora prądotwórczego właśnie z silnikiem Stirlinga. Było to
niewielkie przenośne urządzenie o masie kilkadziesiąt kg i o mocy 3 kW.

[master_in_lunacy]

Gość portalu: Speedy napisał(a):

> Z tego co wiem, USArmy używała w latach 60-tych (a może i używa nadal?) takiego
>
> polowego generatora prądotwórczego właśnie z silnikiem Stirlinga. Było to
> niewielkie przenośne urządzenie o masie kilkadziesiąt kg i o mocy 3 kW.

znalazłem takie dane, mało pali ale jego moc jest chyba tragicznie mała,
na oko z dziesięc razy słabszy od klasycznego silnka o tej samej masie.

Wysokość: Ca. 600 mm opalanie: Dowolny ( prototyp z gazem propanem)
Podstawa: Ca. 350 x 300 mm chłodzenie: Chłodzenie wodą
Waga, wykonanie aluminowy odlew: Ca. 20 kg spożycie gazu 225 Gramm/Stunde przy 300W mech
Silnik chodzi od 200°C, dla 500W Max. 650°C

[t0g]

Zaleta tych generatorow mial byc okres pracy bezobslugowej - tutaj Stirling
bije kazdego konkurenta. W spalinowym silniku trzeba zmienic olej po kilkuset
godzinach pracy. Stirlingi robione przez Phillipsa do umieszczania na bojach
morskich spokojnie pracowaly 10 000 godzin.

Spalinowe silniczki (np. modelarskie) moga osiagac moc 10 KM z kilograma, tylko
ktotko zyja (pare godzin wszystkiego). Moja Yamaha ma silnik wyciagajacy ok. 1
KM z kilograma masy, a nowe motocykle to juz nawet podwoily-potroily ten
stosunek. Moc czy stosunek moc/masa jednak nie jest jedynym atutem silnika.

Moc Stirlinga mozna zwiekszyc, zwiekszajac cisnienie czynnika roboczego.

[picard2]

Wady i zalety maszyn opartych na cyklu Stirlinga sa obszernie opisane.W
dyskusji na temat Czernobyl wspomnialem o firmach amerykanskich produkujacych
male generatory tego typu uzywajace energii slonecznej.(cf. np Exealead).
Nalezy wspomniec o bardzo interesujacych studiach R.Bidard i M.J.Sterlini nad
emulsja plynych metali (metal+gaz) opisujacych zarazem cykle Stirlinga jak i
cykl MHD(magneto hydro dynamika).Duza zaleta tego systemu polega na uzywanie
tego samego czynnika(emulsja plynnego metalu) do napedu termicznego(emulsja
zachowuje sie wtedy jak osrodek sprezysty "podobnie" do pary wodnej) i jako
przewodnika elektrycznego ruchomego w polu magnetycznym indukujacym prad.
Badania prowadzone miedzy 1970 i 1990(?) wykazaly za tego rodzaju emulsja
opisuje optymalny cykl Stirlinga.

[t0g]

Stirling przegrywa z tlokowym silnikiem spalinowym, ale tego z kolei bije o
czynnik 3 Silnik Wankla, a Wankla z kolei bije o jeszcze wiecej pewien silnik
wewnetrznego spalania, ktory wytwarzal chyba 250 KM mocy przy masie 20 kg.
Zbudowal go w latach 60-tych tez pewien Niemiec. Dobrze pamietam zasade
dzialania, bo jako "teenager" sie tym fascynowalem. Oczywiscie nic nie ma za
darmo - Wankel w sportowych Mazdach osiagal przebieg miedzynaprawczy gora 50
000 km, ale raczej spooooroooo mniej, gdy ktos chcial naprawde wykorzystywac
jego moc. No bo po to przeciez ludzie kupowali sportowy samochod, zeby z silnika
duzo wydobywac, nie?

[t0g]

Az sie zdziwilem, ze tak bluskawicznie poszlo. O tym silniku czytalaem jako
wyrostek, ale pozniej totalnie stracilem zainteresowanie do silnikow. Ale kiedy
w Googlu mi wyskoczylo "Kauertz Engine", to natychmiast w glowie zadzwonilo:
"Tak, to ten!" Prosze:

www.dself.dsl.pipex.com/MUSEUM/POWER/rotaryIC/rotaryIC.htm#kau
Mial niesamowita moc, ale obciazenia termiczne tez byly kolosalne... Materialy
po prostu nie byly w stanie tego wytrzymac. Wiec chyba ten silnik pozostal tylko
fajnym przykladem inzynierskiej pomyslowosci, ale zadnego praktycznego
zastosowania chyba nie znalazl...