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Querida exótico o a bajo costo "perpetuum mobile"?
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Aleaciones con efecto de memoria de forma
Los soviéticos los metalúrgicos, S. Курдюмов y Ps, Хандорсон en 1948, propusieron aleación, dotado de la capacidad después de grandes deformaciones plásticas recuperar su forma original cuando se calienta a una temperatura determinada. En 1980, esta invención se reconoció la apertura y se conoce como el efecto de Курдюмова (el efecto de la recuperación de la configuración deseada o el efecto de memoria de forma).
Se describe el efecto de prácticamente se reproduce de la siguiente manera. Pre-cosecha de este aleación, por ejemplo, el alambre, le dan la forma deseada. Luego se calientan y se enfrían. Después rectifican. Cuando vuelva a calentar el alambre tomará su la configuración original.
El mecanismo de este fenómeno hasta el final no está claro. Martensíticos reacciones son reversibles. Durante el calentamiento de la muestra van de un lado, cuando se enfría a la inversa. Ocurre cuando martensítico las transformaciones de los procesos físicos son tan complejos que los expertos hablan de "genéticos de las propiedades de los cristales". A pesar de la ambigüedad del mecanismo físico de este fenómeno, entra en nuestra práctica.
En 1958, por primera vez se ha obtenido la aleación con el efecto de memoria de forma — de nitinol. De nitinol es una aleación de níquel y titanio. Él es bastante complicado en la producción. Para el logro de la necesaria transición de la temperatura de la proporción de níquel y titanio de la aleación debe mantenerse con una alta precisión. Esta aleación de fases de transición van por encima de la temperatura ambiente, pero por debajo del punto de ebullición del agua. Si никелид de titanio легировать de hierro, entonces el rango de temperatura que se extiende en el rango de temperatura ambiente hasta la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido. Necesaria la pureza de la producción está garantizada mediante la aplicación de vacío de los hornos y la complejidad de los accesorios. Por lo tanto, el uso generalizado de nitinol son ilimitados su alto costo y, a veces, a la inercia de nuestro pensamiento. Pero la búsqueda de formas de reducir el coste de fabricación de nitinol continúan. Y algunas empresas, por ejemplo "Especial металс corporation (estados unidos), la intención de proceder a la producción industrial de nitinol con un aceptable valor comercial de...
Las áreas más comunes de la aplicación de nitinol hoy
Además del motor, construido a finales del siglo XX americano Бэнксом, otros, realmente consagrados en el metal "industriales движителей" sobre la base de нитинолового de la impulsión en la prensa mundial no se produjo. Los profesionales se sabe lo suficiente de referencias (más de 1000 según distintas fuentes) se excluye de los diferentes modelos de нитиноловых lo actuadores y движителей, pero los datos de la invención no se han movido más allá de las solicitudes de patente.
La robótica ha marchado un poco más allá, utilizando микронные нитиноловые hilo como hojas de un músculo. Más a menudo, como siempre, la sorpresa de los japoneses. Con una transmisión a través de нитиноловую hilo débiles corrientes "músculos" desarrollan esfuerzos, cientos de veces superior a la de los hombres.
Como auxiliares de aplicaciones de nitinol se utilizan en una serie de dispositivos de construcción que implican movimiento, causadas por el calor. Así, por ejemplo, de nitinol se utiliza en los dispositivos de protección contra incendios, se utiliza para el sellado de juntas de aviones, submarinos y la prevención de fugas de radiación en las centrales nucleares. Conexión de los tubos fabricados de aleaciones con efecto de memoria de forma, con las dimensiones correspondientes de la pared y el acoplamiento con el grueso del cuerpo de sólo 2 mm pueden soportar la presión (a menos de cientos de atmósferas).
No va a la zaga del proceso y espacial de la industria. Aquí se desarrolló "autoextraíble" compactas de la antena, inicialmente, en la tierra, densamente empaquetados para facilitar el transporte en el espacio exterior.
El uso generalizado de nitinol recibió y en la industria médica. Hoy en día en todo el mundo eran bien conocidos por бреккет-sistemas aplicados para la alineación de alteración de la mordida en la odontología. Desarrolló único stents para cirugía vascular, capaz de soportar de 10 hasta 20 millones de ciclos de compresión-expansión" con arreglo a la reglamentación de la estadounidense FDA y los diferentes aparatos ortopédicos, con dosis de korrigiruyuschey la carga en un área afectada por el tejido óseo.
Las posibles áreas de aplicación de nitinol.
Electromecánico regulador de la holgura del coche
El problema de la emergencia de ajuste de la holgura del coche difundida en el mundo en todas partes, en los casos en que es necesario superar los difíciles tramos de la carretera camino de varios kilómetros (пригородное la carretera, borrosa por la lluvia, por ejemplo) y devolver a la altura de la altura "en su lugar". Las soluciones neumáticas remontes hay un pero y denuncias sobre la fragilidad de la misma manera suficiente. En la variante neumática, varias empresas ofrecen soportes de los amortiguadores con mecánicamente elevación (rosca de la tuerca), pero aquí aparece la masa PERO, incluso el mismo nivel de elevación con desigual amortización de los amortiguadores delanteros y traseros, la necesidad de garantizar el acceso a la tuerca a través de la eliminación de la rueda... y manicura, en fin.
La solución con el muelle de nitinol puede estar disponible para cualquier автомеханику-сварщику. Teniendo en cuenta эпизодичность de funcionamiento del actuador, la construcción durará tanto como servir y amortiguadores de cambio. La administración, en este caso, se produce un botón desde el interior, y el tiempo de respuesta de no más de 1 minutos
Diseño de lámparas
La patente en cuestión se basa en la búsqueda internacional, que no han encontrado los análogos de la aplicación de la tecnología de "doble de memoria de níquel-titanio" en lo que respecta a los sistemas de iluminación doméstica.
El intento de creación de los plafones que utilizan la energía de calentamiento de la lámpara para la deformación de los elementos decorativos (pétalos) no ha recibido gran atención por parte de los clientes de las empresas fabricantes en vigor cierta limitación de los efectos de la lámpara se calienta sólo en la proximidad). En esta patente se utiliza un principio de calentamiento, especiales тэнами y económico de la térmica de cables. Este enfoque en el diseño de las lámparas crea la oportunidad para una amplia producción de fuentes de luz dirigida para montaje empotrado. Las fuentes de luz se "aparecer" sólo cuando sea necesario (opciones para la aplicación médica de la iluminación, los coches, интерьерный el minimalismo en el diseño, baños, iluminación de emergencia, etc.). Teniendo en cuenta la frecuencia de uso de los datos de los accesorios (no mayor de 1 a 3 veces al día), puede proporcionar una operación нитиноловых tuberías que trabajan en el límite de las normas martensítico transformaciones, sin daños significativos al mantenimiento de la construcción (10 000 ciclos por 10 años).
La eficacia de la "нитиноловых actuadores"
De alta eficiencia de diferentes lo actuadores de níquel-titanio convincentemente demostrado varias de las mayores instituciones de investigación que estudian los procesos de martensítico de las transformaciones en diversas modificaciones de datos de aleaciones ya a lo largo de 30 años. Así, por ejemplo, sobre las conclusiones de científicos japoneses de la compañía furukawa", la adición de aleación de pequeñas cantidades de cobre (6%) permite aumentar el "útil de la carrera de trabajo актуатора" hasta el 30 por ciento y más. Esta característica de las baterías de níquel-titanio aleación de cobre está activamente se incrusta en la robótica. En la medida en este modo reversible de deformación — el tiempo lo dirá.
La mayoría de los especialistas de diferentes países convienen en que la placa de titanio-níquel y aleaciones de 6 cm2 son capaces de desarrollar la fuerza мартенситно-transformación de austenita a 27 toneladas o, según algunas fuentes rusas, hasta 55 toneladas por pulgada cuadrada de sección de la pieza.
De nitinol y la obtención de energía eléctrica
Este trabajo rusas de los inventores, en mi opinión, merece atención porque ilustra disponible para la reflexión sobre el proceso y lleva a reflexionar sobre la evidencia de la utilización de nitinol como un actuador electromecánico para la generación de energía eléctrica. ¿Por qué es la electricidad? Porque la energía que se utiliza para el calentamiento del metal de producto, умещающегося en la palma de la mano, y el potencial de la obra, producida por este producto después del calentamiento comparables, incluso en el caso de que la varilla se calienta eléctrico de la fuente de potencia de 5 kw. Además, la aserción de la distinguida de la organización estatal de la FDA (Food and Drug Administration, controla en estados unidos, la calidad de los alimentos y medicamentos), el proceso de calentamiento-enfriamiento, sin importantes residuos de deformaciones puede continuar durante varios millones de ciclos.
Vamos a tratar, para empezar, estimar el esfuerzo en el 26,5 toneladas desde el punto de vista de un estándar de valores utilizados para el cálculo de los diferentes "rotación" de los diseños.
De la ayuda:
Kilogramo-fuerza (kgf, kgf) es igual a la fuerza de la que informan el cuerpo de una masa de un kilogramo, la aceleración de 9,80665 m/s2 (normal de la aceleración en caída libre).
1 kgf = 9,80665 newtons (exactamente) ~ 10 N
1 ct (tonelada-fuerza) = 103 kgf = 9806,65 N
Por lo tanto, en mm2 Nitinol, mientras que la deformación, según el trabajo de los autores-los desarrolladores de recortes, se desarrolla una fuerza de 600 Newtons!
Varilla-accionamiento que se creen las tijeras, cuando declarados 26.5 toneladas generadas por los esfuerzos que desarrolla ya un poco más de 260 000 de Newton.
Mucho o poco?
Veamos низкооборотный generador de viento. Por ejemplo, supongamos que queremos colocar en el sótano de su casa, como independiente "fabricante" de la electricidad. Низкооборотный significa que, sin pérdida en la eficiencia de producción de electricidad, este generador puede utilizar la velocidad de giro del eje del rotor de 100 a 600 rpm, en lugar de 1 500 y 3 000 rpm convencionales жидкотопливных de los generadores. Menor es la velocidad de la menor de las fuerzas invertidas en el desarrollo de esta velocidad. Para convencer a los desarrolladores, el diseño de los imanes permanentes de trabajo hasta de 20 años y más sin piezas de repuesto.
"Home" modelo de 12 kw (producción inglaterra-china):
es una buena velocidad de rotación del rotor de 140 rpm;
la masa de 359 kg;
la inercia del rotor 1.59 kg m2;
el material de los imanes — de NdFeB (tierras raras de neodimio);
el par motor de 800 nm pm
De todas las sesiones de especificaciones nos interesa el último par. Actualmente tiene la dimensión de newton-metro (N·m).
1 N·m — momento de la fuerza es igual a 1 N, en torno a un punto situado a 1 m de distancia de la línea de acción de la fuerza.
Supongamos que el radio de "volante" de nuestro teórica, el par del rotor del generador de accionamiento de nitinol es de 1.2 metros. Fuerzas en newtons, aparentemente, un montón. Pero no todo es tan simple en la organización de la transición progresiva de movimiento en energía de rotación. El punto de aplicación de las fuerzas no sería la periferia del volante, el esfuerzo se concentró cerca del centro. Por ejemplo, suponga que el diámetro del eje, donde se situará la unidad básica aplicada la fuerza de 50 mm. por lo tanto, debemos multiplicar el total de la fuerza, вырабатываемую cualquier varilla-актуатором en el corto hombro del radio del eje — 25mm.
Multiplica 260 000 N x 0.015 m = 6 500 N·m.
Significa, producida нитиноловым cualquier varilla esfuerzo que organice el par del rotor ocho veces más que la fuerza necesaria para la rotación de un generador de 12 kw. Eso es una respuesta preliminar a la pregunta — mucho o poco? Esto es mucho.
Tanto que no nos conviene.
De acuerdo a la especificación de los mismos ingleses de los productores, страгивающий momento para 30 kw del generador es igual a 31 N·m, a la par del orden de los 2 500 N·m...
Probaremos ahora transformar el maravilloso poder de" corto movimiento актуатора en un constante rotación del rotor del generador de potencia de 30 kw y de paso entender, "lo que costará el calentamiento de la" нитинолового актуатора?
Esto sólo sería el concepto de generador con нитиноловым de accionamiento, con sede en bastante dispares de datos generales (incluyendo la cizalla, sin duda). Por lo tanto, más allá de algunos nocivas supuestos y las imprecisiones técnicas quisiera previamente a pedir disculpas.
Necesitamos:
Нитиноловый pulso accionamiento electromecánico
De la descripción técnica hueco нитинолового de barras термомеханических tijeras recordamos que el tamaño de la актуатора fueron:
la longitud de las barras — 15 cm;
diámetro de 4 cm x 2 cm.
Reducimos el diámetro de la barra, a la mitad, así como cortar el metal no vamos, sí y mover con zona 26.5 toneladas, sobre la aplicación, en especial, no tiene ningún sentido. Accionamiento se realiza en forma de cartucho de repuesto para la comodidad de su auto a su sustituto tras la activación de un determinado número de ciclos, (en el diagrama de abajo muestra la libertad condicional una vez cada 20 o 30 años, cuando el ciclo de calentamiento, supongamos, en 5 minutos (el Número de ciclos en 30 años será de 6 millones y la recepción de la explotación, de los 10 millones garantizados muchos productores extranjeros).
Acerca de la velocidad de calentamiento y calculada la intensidad de corriente hasta que sólo se puede inferir. Datos directos no tenemos. Sólo hay un breve párrafo de los autores de las tijeras: "Gracias a las bajas temperaturas, es necesario para calentar la varilla, la fuente de energía puede servir, por ejemplo, independiente de la batería, dimensiones de corriente eléctrica, дросселируемый aire comprimido, попутное el calor de cualquiera de los gases de escape".
El calor específico del agua es igual a 4 200 j, es la capacidad calorífica a никелида de titanio total de 490 j. Pero перестрахуемся...
Deje que el tdp de nuestro elemento de calentamiento-espiral, dentro de un reducido нитинолового актуатора-placas será de 5 kw de potencia estándar magnífica de 2 kw y 1 litro de agua a hervir en él por 3 min).
Sabemos que el modo de calentamiento-enfriamiento нитинолового актуатора +65..+40 - +25°N Y, según el trabajo de los inventores, "... en todas las temperaturas por encima de 40°C, se genera un esfuerzo por unidad de área de su sección transversal, la igualdad de 60 kgf/mm2". No necesitamos "hervir" el cuerpo, el calentamiento de 20 a 100°C. además, la aleación, en nuestro caso, como un todo, puede no enfriar, y sólo se puede disminuir la temperatura hasta el punto crítico de transición de la martensita-austenita 35-38°C, rocía el refrigerante por goteo. En este caso, el rango de transformaciones hasta el punto de transición será mucho menor, del orden de 10-15°C. En el motor Бенкса rango de temperatura era de 24°C.
Por lo tanto, podemos con un poco de confianza suponer que bien organizado soporte en el calentamiento permitirá salir de los parámetros de diseño de 45 segundos a 1 minuto. Ahorrar el modo de funcionamiento, por así decirlo. Pero, sin embargo, запасемся tiempo extra (+2 rpm), así, por si acaso... 5-киловаттный fuente de calentar nuestro accionamiento de 3 minutos(!) en 20 a 30°C.
Ahora vamos a tratar de "dibujar" independiente de la instalación de producción de energía eléctrica, con ella a bordo de la media de tres pisos de la casa de una superficie habitable de 300 m2. En condiciones de dura rusa de invierno de la casa necesita un mínimo de 0.7-1 kw de 10 m2 de espacio habitable. En definitiva, de 21 a 30 kw a 300 m2.
Comencemos con el transformador. En él toda la fuerza! Aquí convendría recordar las experiencias de pascal con 4 metros de tubo y "rota de la presión del agua del barril".
Aumentaremos el diámetro de la tubería de forma arbitraria y водрузим en el sótano de la casa más o menos así:
La experiencia de la vida nos dice que si el fondo del tanque de presión no habrá caído a través del suelo, significa que el pistón asumirá toda la energía Паскалевой de la tubería y la situación después del calentamiento y de enfriamiento актуатора de nitinol (en la fuerza de la gravedad) se verá así:
Pararemos en el diseño del "transformador-multiplicador" a corto esfuerzos актуатора en la larga carrera del pistón...
Siguiente para iniciar el proceso de producción de electricidad, necesitamos de arranque fuera de la unidad de calentamiento (en seguir el esquema no se muestra). La solución estándar para este caso se 2 normales solares монокристаллические panel de 2 x 240 w montadas en el techo de la casa (1800 x 1000 mm cada una). Se necesitarán tan normales
Монокристаллическая panel solar de 240 vatios (46, 5.2 A).
Sí, en realidad, y todos los... Así como las baterías necesitamos sólo esporádicamente, cuando se ejecuta, su carga es un proceso largo y previsional (al apagar el generador). El sol nunca sí выглянет y cargará. Durante el funcionamiento del generador de la carga se produce en la vista, similar a la carga de la batería del coche. Por lo tanto detalle detenerse en este bloque, no lo somos. Hay una corriente de arranque y todo... Como la realidad...
Ahora vamos a empezar a "montaje" de todo juntos.
El concepto de нитиноло-гидравлико-пружинно-маховичного actuador de giro del eje de la генератораЗвучит разухабисто... En realidad el actuador es bastante simple:
Sin duda, muchos sitios identificados sólo de manera esquemática (configuración актуатора, la espiral, como un elemento de calentamiento puede ser reemplazado con éxito muy eficaz difusión directa, con alimentación de tensión de 400 V y una potencia de 5 kw, o de infrarrojos calentamiento con de alta resistencia de cuarzo cubierta, etc.).
Pero la esencia de la instalación en general, se refleja, creo, de un modo evidente. Varios confunde la masa de la prensa, pero en lugar de un costoso de metal como утяжелителя puede ser utilizado fijo de arena.
En este caso, nosotros "no debe confundirse con el" cortos актуатора cuando reversible de su deformación en el 7% — 20% (20% de la garantía los rusos de los inventores). 7% — bien. Y el 20% es todavía mejor. En el esquema que tenemos de la prensa hidráulica de multiplicación, potente pero corto esfuerzos нитинолового de accionamiento, se puede convertir en energía de rotación del eje del generador. Es decir, cuando el trabajo de una prensa hidráulica se genera ganancia en la fuerza, la igualdad en relación con la plaza mayor del pistón a la plaza de la menor. Baja compresibilidad del líquido proporciona la práctica de la igualdad de los volúmenes de líquido que entra y sale de un gran cilindro en el pequeño.
Tamaño pequeño cilindro de 10 cm2. Las dimensiones de la prensa de 70 cm x 30 cm, a Juzgar por esta relación, podemos ganar en el poder en cientos de veces y que aparezca en el lumen del "tronco" de pequeño cilindro de poco menos de un litro de líquido.
El sistema de refrigeración актуатора se organiza gracias a la presión de la prensa en el líquido de капиллярным los canales en el interior de la mercancía en su descenso.
Establecemos en el sótano de la casa de nuestro низкооборотный generador de 30 kw.
Montamos el volante de una unidad de energía нитиноло-hidráulico актуатора. Hueco de la unidad del volante tiene una característica importante, que contiene dentro de su carcasa de la batería adicional — resorte de almacenamiento de energía.
Ahora tratemos de imaginar lo que va a suceder cuando potente, pero corto de esfuerzo актуатора.
Redoblemos el calentamiento. Приподнимаем la placa de masa de 3 toneladas en 1.5, consulte Выключаем calentamiento. La placa empieza a bajar сомостоятельно, en la fuerza de la gravedad, ejercer presión sobre el líquido y devolver el accionamiento de origen "inicial" de la situación. De paso, la prensa, cuando se mueven hacia abajo y refresca el accionamiento.
Cuando el movimiento del pequeño pistón hacia la izquierda, debido a la presión del líquido, cremallera dentada pasa linealmente toda la energía del aumento de la presión del líquido dentada de la rueda, посаженному en el eje del volante a través de piñón de la rueda libre del embrague.
Обгонная embrague engrana con el eje de las y, a su vez, transmite la energía y sostenido movimiento elástico виткам muelle del volante. Al movimiento de vuelta обгонная embrague permite que el bastidor актуатора de moverse libremente, sin carga.
Peso del volante de 350 kg. De final de la espiral de movimiento актуатора, hemos trasladado la mayor parte de toda la energía de un volante, girando en запасенные de la fuerza del muelle, el resto de las usamos en la producción de los costos de cualquier mecánico de la conversión. El proceso se inicia. Como resultado tenemos un взведенную el muelle de volante de inercia y la energía potencial de la rotación de 350 килограммового de acero de disco de un radio de 60 véase el Volante suavemente страгивается y comienza a girar, adquiriendo energía cinética, que se nos significativamente de ayudar a los ciclos posteriores. Al este, la fuerza de la elasticidad en forma concisa el resorte se distribuyen de tal manera que la fórmula por la que se calcula el radio de la aplicación del esfuerzo principal... ya no funciona. El muelle se esfuerza por promover el volante al mismo tiempo por toda la superficie del disco, a partir de la pesada de la llanta hasta el punto de aplicación de la fuerza de el radio de la rueda dentada.
En este período de nuestra accionamiento y la tranquilidad de recuperar sus fuerzas para el siguiente "tirón". La placa, con la ayuda de las fuerzas de la gravedad y вытесненной arriba del líquido refrigerante взведет en la posición inicial sin exceso de presión, cayendo por su peso en el final de los movimientos especiales de las guías.
El actuador está en reposo y la energía almacenada en el пружинном la batería, poco a poco se separa, se convertirá en cinética.
Lo que tenemos al final?
Es evidente que tener después del calentamiento актуатора de fuerza de 3 toneladas-fuerza descendiente de la placa, aplicados a través de гидравлику a la dura ненапряженной muelle del volante durante 2 min, nos аккумулируем enorme cantidad de energía para la rotación del rotor del generador. En el caso, cuando el diámetro de la rueda dentada del eje es de 100 mm y el radio de la fuerza aplicada, respectivamente, 50 mm, tenemos aproximadamente 1 500 N·m de par motor para nuestro generador. El muelle no sólo crea un stock para el buen mantenimiento de la torsión en los 3 minutos que sean necesarios para la organización del próximo ciclo de calentamiento актуатора (el número exacto depende del número de espiras del resorte y su elasticidad), pero también aumenta el par motor a la mitad, mediante la reasignación de los puntos de aplicación del esfuerzo principal.
Si suponemos que el punto de aplicación de fuerza combinada de actuador de giro eliminado desde el centro del eje de 100 mm (y es técnicamente factible), el par será de 30 000 N x 0.1 m = 3 000 N·m (más que la elasticidad de la periferia del volante).
Cuando tomamos en cuenta todas las pérdidas por fricción y otras imperfecciones, destruyendo el nominales de 3 000 Nm, condicional, 15%, tenemos siendo 2 550 Nm de convicción en el mantenimiento de la construcción de una potencia de 30 kw, así como para superar la resistencia de los imanes del rotor necesitamos sólo 2 300... 2 500 Nm. Producida por la electricidad распределится de la siguiente manera:
25 kw puede ser reclamado por el consumidor; 5 kw, va a mantener el sistema de calentamiento актуатора).
Además, si volvemos un poco hacia atrás y comparar el tamaño актуатора en термомеханических las tijeras, con развиваемым de ellos por el esfuerzo de nuestras relaciones — 3 toneladas de carga en lugar de 26 toneladas y sólo la mitad de una longitud y una anchura актуатора, entonces se puede suponer aún más la optimización de tamaños актуатора para una determinada potencia de trabajo y reducir la intensidad de calentamiento.
Significa, finalmente, tenemos por un lado
fuera de arranque de la unidad de energía solar, el costo de no más de 150 000 rub; compacto, perdurable bimetálico de la unidad de accionamiento con el elemento calentador y el costo de no más de 30 000 rub; el generador — 320 000-370 000 rub dependiendo del fabricante; el volante con un muelle de 200 000 rub; mecanismos de apoyo ("la fuerza de gravedad de la estufa" con el sistema de refrigeración, etc.) — a un costo de no más de 200 000 rub total: 930 000 rub (aproximadamente) en 20 años.
Por otro lado tenemos ya no nos: persona — generador de viento de 30 kw, sin 60 necesita de baterías va a costar del orden de $70 000, generador de viento a 50 kw — más de $170 000 y así sucesivamente... (Pagan principalmente no por el propio equipo, y por el montaje de la loca de la cantidad de metal de referencia de la granja y costosos de paleta.) Así que en resumen es "caro"? De nitinol?
Resumen dePonerse en la reflexión sobre el "сверхединичности" de este sistema no me gustaría. Se trata tan sólo de su autonomía y la compacidad.
Y repito, que no tenía el original de la tarea de presentar completamente la solución completa de la cuestión en estas páginas. Al de la publicación de las reflexiones, la principal motivación fue el deseo de alguna manera "mover el punto del montaje" de una serie de los creadores (y clientes, sin duda) gigantes molinos de viento, змееобразных submarinos, "понтонных", "subterráneas" y "espacial" de los generadores de electricidad. ¿Por qué estos monstruos?.. La esencia de todos los procesos en el tradicional motor de combustión interna se puede reducir a банальному la ampliación de la sustancia. Breve, pero poderosa, la fuerza de extensión. El resto — mecanismos de apoyo.
La industria se conocen rentables las herramientas hidráulicas, desarrollan a expensas de несжимаемости de agua gigante de esfuerzos. Sigue siendo sólo para transformar la fuerza en la rotación y abastecerse de provecho.
La propensión a гигантомании, sin duda, es dictada por el deseo de los desarrolladores de proyectos a gran escala de recoger las dos горстями el perplejos a los gobiernos, pero es evidente que el futuro de la energía no es engorroso el sistema de transporte de energía eléctrica en muchos kilómetros a través del océano, y en la creación de varios autónomas de los centros de producción de potencia media, con la organización de capacidades locales перетоков en caso de accidente. En este enfoque, la estación sayano-Шушенский el efecto es simplemente imposible.
Es probable que en algún lugar de su pensamiento sobre la "ветрогенераторе sin viento" he cometido errores técnicos. Pero en conclusión:
La posibilidad de un diseño compacto y relativamente barata de la organización autónoma de los sistemas de producción de energía para necesidades domésticas e industriales específico para el consumidor
Sugerida para la especificación del sistema de generador de Doméstico" c estimado de la vida útil de los equipos de 20 años:
Esto es, de hecho, y toda la historia... publicado
Fuente: khd2.narod.ru/authors/naygel/nitinol.htm
Los soviéticos los metalúrgicos, S. Курдюмов y Ps, Хандорсон en 1948, propusieron aleación, dotado de la capacidad después de grandes deformaciones plásticas recuperar su forma original cuando se calienta a una temperatura determinada. En 1980, esta invención se reconoció la apertura y se conoce como el efecto de Курдюмова (el efecto de la recuperación de la configuración deseada o el efecto de memoria de forma).
Se describe el efecto de prácticamente se reproduce de la siguiente manera. Pre-cosecha de este aleación, por ejemplo, el alambre, le dan la forma deseada. Luego se calientan y se enfrían. Después rectifican. Cuando vuelva a calentar el alambre tomará su la configuración original.
El mecanismo de este fenómeno hasta el final no está claro. Martensíticos reacciones son reversibles. Durante el calentamiento de la muestra van de un lado, cuando se enfría a la inversa. Ocurre cuando martensítico las transformaciones de los procesos físicos son tan complejos que los expertos hablan de "genéticos de las propiedades de los cristales". A pesar de la ambigüedad del mecanismo físico de este fenómeno, entra en nuestra práctica.
En 1958, por primera vez se ha obtenido la aleación con el efecto de memoria de forma — de nitinol. De nitinol es una aleación de níquel y titanio. Él es bastante complicado en la producción. Para el logro de la necesaria transición de la temperatura de la proporción de níquel y titanio de la aleación debe mantenerse con una alta precisión. Esta aleación de fases de transición van por encima de la temperatura ambiente, pero por debajo del punto de ebullición del agua. Si никелид de titanio легировать de hierro, entonces el rango de temperatura que se extiende en el rango de temperatura ambiente hasta la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido. Necesaria la pureza de la producción está garantizada mediante la aplicación de vacío de los hornos y la complejidad de los accesorios. Por lo tanto, el uso generalizado de nitinol son ilimitados su alto costo y, a veces, a la inercia de nuestro pensamiento. Pero la búsqueda de formas de reducir el coste de fabricación de nitinol continúan. Y algunas empresas, por ejemplo "Especial металс corporation (estados unidos), la intención de proceder a la producción industrial de nitinol con un aceptable valor comercial de...
Las áreas más comunes de la aplicación de nitinol hoy
Además del motor, construido a finales del siglo XX americano Бэнксом, otros, realmente consagrados en el metal "industriales движителей" sobre la base de нитинолового de la impulsión en la prensa mundial no se produjo. Los profesionales se sabe lo suficiente de referencias (más de 1000 según distintas fuentes) se excluye de los diferentes modelos de нитиноловых lo actuadores y движителей, pero los datos de la invención no se han movido más allá de las solicitudes de patente.
La robótica ha marchado un poco más allá, utilizando микронные нитиноловые hilo como hojas de un músculo. Más a menudo, como siempre, la sorpresa de los japoneses. Con una transmisión a través de нитиноловую hilo débiles corrientes "músculos" desarrollan esfuerzos, cientos de veces superior a la de los hombres.
Como auxiliares de aplicaciones de nitinol se utilizan en una serie de dispositivos de construcción que implican movimiento, causadas por el calor. Así, por ejemplo, de nitinol se utiliza en los dispositivos de protección contra incendios, se utiliza para el sellado de juntas de aviones, submarinos y la prevención de fugas de radiación en las centrales nucleares. Conexión de los tubos fabricados de aleaciones con efecto de memoria de forma, con las dimensiones correspondientes de la pared y el acoplamiento con el grueso del cuerpo de sólo 2 mm pueden soportar la presión (a menos de cientos de atmósferas).
No va a la zaga del proceso y espacial de la industria. Aquí se desarrolló "autoextraíble" compactas de la antena, inicialmente, en la tierra, densamente empaquetados para facilitar el transporte en el espacio exterior.
El uso generalizado de nitinol recibió y en la industria médica. Hoy en día en todo el mundo eran bien conocidos por бреккет-sistemas aplicados para la alineación de alteración de la mordida en la odontología. Desarrolló único stents para cirugía vascular, capaz de soportar de 10 hasta 20 millones de ciclos de compresión-expansión" con arreglo a la reglamentación de la estadounidense FDA y los diferentes aparatos ortopédicos, con dosis de korrigiruyuschey la carga en un área afectada por el tejido óseo.
Las posibles áreas de aplicación de nitinol.
Electromecánico regulador de la holgura del coche
El problema de la emergencia de ajuste de la holgura del coche difundida en el mundo en todas partes, en los casos en que es necesario superar los difíciles tramos de la carretera camino de varios kilómetros (пригородное la carretera, borrosa por la lluvia, por ejemplo) y devolver a la altura de la altura "en su lugar". Las soluciones neumáticas remontes hay un pero y denuncias sobre la fragilidad de la misma manera suficiente. En la variante neumática, varias empresas ofrecen soportes de los amortiguadores con mecánicamente elevación (rosca de la tuerca), pero aquí aparece la masa PERO, incluso el mismo nivel de elevación con desigual amortización de los amortiguadores delanteros y traseros, la necesidad de garantizar el acceso a la tuerca a través de la eliminación de la rueda... y manicura, en fin.
La solución con el muelle de nitinol puede estar disponible para cualquier автомеханику-сварщику. Teniendo en cuenta эпизодичность de funcionamiento del actuador, la construcción durará tanto como servir y amortiguadores de cambio. La administración, en este caso, se produce un botón desde el interior, y el tiempo de respuesta de no más de 1 minutos
Diseño de lámparas
La patente en cuestión se basa en la búsqueda internacional, que no han encontrado los análogos de la aplicación de la tecnología de "doble de memoria de níquel-titanio" en lo que respecta a los sistemas de iluminación doméstica.
El intento de creación de los plafones que utilizan la energía de calentamiento de la lámpara para la deformación de los elementos decorativos (pétalos) no ha recibido gran atención por parte de los clientes de las empresas fabricantes en vigor cierta limitación de los efectos de la lámpara se calienta sólo en la proximidad). En esta patente se utiliza un principio de calentamiento, especiales тэнами y económico de la térmica de cables. Este enfoque en el diseño de las lámparas crea la oportunidad para una amplia producción de fuentes de luz dirigida para montaje empotrado. Las fuentes de luz se "aparecer" sólo cuando sea necesario (opciones para la aplicación médica de la iluminación, los coches, интерьерный el minimalismo en el diseño, baños, iluminación de emergencia, etc.). Teniendo en cuenta la frecuencia de uso de los datos de los accesorios (no mayor de 1 a 3 veces al día), puede proporcionar una operación нитиноловых tuberías que trabajan en el límite de las normas martensítico transformaciones, sin daños significativos al mantenimiento de la construcción (10 000 ciclos por 10 años).
La eficacia de la "нитиноловых actuadores"
De alta eficiencia de diferentes lo actuadores de níquel-titanio convincentemente demostrado varias de las mayores instituciones de investigación que estudian los procesos de martensítico de las transformaciones en diversas modificaciones de datos de aleaciones ya a lo largo de 30 años. Así, por ejemplo, sobre las conclusiones de científicos japoneses de la compañía furukawa", la adición de aleación de pequeñas cantidades de cobre (6%) permite aumentar el "útil de la carrera de trabajo актуатора" hasta el 30 por ciento y más. Esta característica de las baterías de níquel-titanio aleación de cobre está activamente se incrusta en la robótica. En la medida en este modo reversible de deformación — el tiempo lo dirá.
La mayoría de los especialistas de diferentes países convienen en que la placa de titanio-níquel y aleaciones de 6 cm2 son capaces de desarrollar la fuerza мартенситно-transformación de austenita a 27 toneladas o, según algunas fuentes rusas, hasta 55 toneladas por pulgada cuadrada de sección de la pieza.
De nitinol y la obtención de energía eléctrica
Este trabajo rusas de los inventores, en mi opinión, merece atención porque ilustra disponible para la reflexión sobre el proceso y lleva a reflexionar sobre la evidencia de la utilización de nitinol como un actuador electromecánico para la generación de energía eléctrica. ¿Por qué es la electricidad? Porque la energía que se utiliza para el calentamiento del metal de producto, умещающегося en la palma de la mano, y el potencial de la obra, producida por este producto después del calentamiento comparables, incluso en el caso de que la varilla se calienta eléctrico de la fuente de potencia de 5 kw. Además, la aserción de la distinguida de la organización estatal de la FDA (Food and Drug Administration, controla en estados unidos, la calidad de los alimentos y medicamentos), el proceso de calentamiento-enfriamiento, sin importantes residuos de deformaciones puede continuar durante varios millones de ciclos.
Vamos a tratar, para empezar, estimar el esfuerzo en el 26,5 toneladas desde el punto de vista de un estándar de valores utilizados para el cálculo de los diferentes "rotación" de los diseños.
De la ayuda:
Kilogramo-fuerza (kgf, kgf) es igual a la fuerza de la que informan el cuerpo de una masa de un kilogramo, la aceleración de 9,80665 m/s2 (normal de la aceleración en caída libre).
1 kgf = 9,80665 newtons (exactamente) ~ 10 N
1 ct (tonelada-fuerza) = 103 kgf = 9806,65 N
Por lo tanto, en mm2 Nitinol, mientras que la deformación, según el trabajo de los autores-los desarrolladores de recortes, se desarrolla una fuerza de 600 Newtons!
Varilla-accionamiento que se creen las tijeras, cuando declarados 26.5 toneladas generadas por los esfuerzos que desarrolla ya un poco más de 260 000 de Newton.
Mucho o poco?
Veamos низкооборотный generador de viento. Por ejemplo, supongamos que queremos colocar en el sótano de su casa, como independiente "fabricante" de la electricidad. Низкооборотный significa que, sin pérdida en la eficiencia de producción de electricidad, este generador puede utilizar la velocidad de giro del eje del rotor de 100 a 600 rpm, en lugar de 1 500 y 3 000 rpm convencionales жидкотопливных de los generadores. Menor es la velocidad de la menor de las fuerzas invertidas en el desarrollo de esta velocidad. Para convencer a los desarrolladores, el diseño de los imanes permanentes de trabajo hasta de 20 años y más sin piezas de repuesto.
"Home" modelo de 12 kw (producción inglaterra-china):
es una buena velocidad de rotación del rotor de 140 rpm;
la masa de 359 kg;
la inercia del rotor 1.59 kg m2;
el material de los imanes — de NdFeB (tierras raras de neodimio);
el par motor de 800 nm pm
De todas las sesiones de especificaciones nos interesa el último par. Actualmente tiene la dimensión de newton-metro (N·m).
1 N·m — momento de la fuerza es igual a 1 N, en torno a un punto situado a 1 m de distancia de la línea de acción de la fuerza.
Supongamos que el radio de "volante" de nuestro teórica, el par del rotor del generador de accionamiento de nitinol es de 1.2 metros. Fuerzas en newtons, aparentemente, un montón. Pero no todo es tan simple en la organización de la transición progresiva de movimiento en energía de rotación. El punto de aplicación de las fuerzas no sería la periferia del volante, el esfuerzo se concentró cerca del centro. Por ejemplo, suponga que el diámetro del eje, donde se situará la unidad básica aplicada la fuerza de 50 mm. por lo tanto, debemos multiplicar el total de la fuerza, вырабатываемую cualquier varilla-актуатором en el corto hombro del radio del eje — 25mm.
Multiplica 260 000 N x 0.015 m = 6 500 N·m.
Significa, producida нитиноловым cualquier varilla esfuerzo que organice el par del rotor ocho veces más que la fuerza necesaria para la rotación de un generador de 12 kw. Eso es una respuesta preliminar a la pregunta — mucho o poco? Esto es mucho.
Tanto que no nos conviene.
De acuerdo a la especificación de los mismos ingleses de los productores, страгивающий momento para 30 kw del generador es igual a 31 N·m, a la par del orden de los 2 500 N·m...
Probaremos ahora transformar el maravilloso poder de" corto movimiento актуатора en un constante rotación del rotor del generador de potencia de 30 kw y de paso entender, "lo que costará el calentamiento de la" нитинолового актуатора?
Esto sólo sería el concepto de generador con нитиноловым de accionamiento, con sede en bastante dispares de datos generales (incluyendo la cizalla, sin duda). Por lo tanto, más allá de algunos nocivas supuestos y las imprecisiones técnicas quisiera previamente a pedir disculpas.
Necesitamos:
- crear de alto rendimiento, pero una manera fácil de transferir y sostenido de movimiento en la rotación, con la suavidad de la distribución de un potente esfuerzo, sin tirones;
- garantizar costosa актуатору la oportunidad de trabajar en una tranquila modo suavemente caliente, funciona bien, sin problemas enfriado c intervalo de ciclo de 2-5 min;
- crear una arranque de un sistema de calentamiento актуатора;
- crear un "transformador" a corto esfuerzos nitinol en suave y "largo" el movimiento de los sin pérdidas significativas de este tipo de transformación;
- crear un compacto sistema autónomo de refrigeración актуатора después del calentamiento.
Нитиноловый pulso accionamiento electromecánico
De la descripción técnica hueco нитинолового de barras термомеханических tijeras recordamos que el tamaño de la актуатора fueron:
la longitud de las barras — 15 cm;
diámetro de 4 cm x 2 cm.
Reducimos el diámetro de la barra, a la mitad, así como cortar el metal no vamos, sí y mover con zona 26.5 toneladas, sobre la aplicación, en especial, no tiene ningún sentido. Accionamiento se realiza en forma de cartucho de repuesto para la comodidad de su auto a su sustituto tras la activación de un determinado número de ciclos, (en el diagrama de abajo muestra la libertad condicional una vez cada 20 o 30 años, cuando el ciclo de calentamiento, supongamos, en 5 minutos (el Número de ciclos en 30 años será de 6 millones y la recepción de la explotación, de los 10 millones garantizados muchos productores extranjeros).
Acerca de la velocidad de calentamiento y calculada la intensidad de corriente hasta que sólo se puede inferir. Datos directos no tenemos. Sólo hay un breve párrafo de los autores de las tijeras: "Gracias a las bajas temperaturas, es necesario para calentar la varilla, la fuente de energía puede servir, por ejemplo, independiente de la batería, dimensiones de corriente eléctrica, дросселируемый aire comprimido, попутное el calor de cualquiera de los gases de escape".
El calor específico del agua es igual a 4 200 j, es la capacidad calorífica a никелида de titanio total de 490 j. Pero перестрахуемся...
Deje que el tdp de nuestro elemento de calentamiento-espiral, dentro de un reducido нитинолового актуатора-placas será de 5 kw de potencia estándar magnífica de 2 kw y 1 litro de agua a hervir en él por 3 min).
Sabemos que el modo de calentamiento-enfriamiento нитинолового актуатора +65..+40 - +25°N Y, según el trabajo de los inventores, "... en todas las temperaturas por encima de 40°C, se genera un esfuerzo por unidad de área de su sección transversal, la igualdad de 60 kgf/mm2". No necesitamos "hervir" el cuerpo, el calentamiento de 20 a 100°C. además, la aleación, en nuestro caso, como un todo, puede no enfriar, y sólo se puede disminuir la temperatura hasta el punto crítico de transición de la martensita-austenita 35-38°C, rocía el refrigerante por goteo. En este caso, el rango de transformaciones hasta el punto de transición será mucho menor, del orden de 10-15°C. En el motor Бенкса rango de temperatura era de 24°C.
Por lo tanto, podemos con un poco de confianza suponer que bien organizado soporte en el calentamiento permitirá salir de los parámetros de diseño de 45 segundos a 1 minuto. Ahorrar el modo de funcionamiento, por así decirlo. Pero, sin embargo, запасемся tiempo extra (+2 rpm), así, por si acaso... 5-киловаттный fuente de calentar nuestro accionamiento de 3 minutos(!) en 20 a 30°C.
Ahora vamos a tratar de "dibujar" independiente de la instalación de producción de energía eléctrica, con ella a bordo de la media de tres pisos de la casa de una superficie habitable de 300 m2. En condiciones de dura rusa de invierno de la casa necesita un mínimo de 0.7-1 kw de 10 m2 de espacio habitable. En definitiva, de 21 a 30 kw a 300 m2.
Comencemos con el transformador. En él toda la fuerza! Aquí convendría recordar las experiencias de pascal con 4 metros de tubo y "rota de la presión del agua del barril".
Aumentaremos el diámetro de la tubería de forma arbitraria y водрузим en el sótano de la casa más o menos así:
La experiencia de la vida nos dice que si el fondo del tanque de presión no habrá caído a través del suelo, significa que el pistón asumirá toda la energía Паскалевой de la tubería y la situación después del calentamiento y de enfriamiento актуатора de nitinol (en la fuerza de la gravedad) se verá así:
Pararemos en el diseño del "transformador-multiplicador" a corto esfuerzos актуатора en la larga carrera del pistón...
Siguiente para iniciar el proceso de producción de electricidad, necesitamos de arranque fuera de la unidad de calentamiento (en seguir el esquema no se muestra). La solución estándar para este caso se 2 normales solares монокристаллические panel de 2 x 240 w montadas en el techo de la casa (1800 x 1000 mm cada una). Se necesitarán tan normales
Монокристаллическая panel solar de 240 vatios (46, 5.2 A).
- controlador de carga
- el inversor de 5 kw
- la batería de arranque 2х180 A·h...
Sí, en realidad, y todos los... Así como las baterías necesitamos sólo esporádicamente, cuando se ejecuta, su carga es un proceso largo y previsional (al apagar el generador). El sol nunca sí выглянет y cargará. Durante el funcionamiento del generador de la carga se produce en la vista, similar a la carga de la batería del coche. Por lo tanto detalle detenerse en este bloque, no lo somos. Hay una corriente de arranque y todo... Como la realidad...
Ahora vamos a empezar a "montaje" de todo juntos.
El concepto de нитиноло-гидравлико-пружинно-маховичного actuador de giro del eje de la генератораЗвучит разухабисто... En realidad el actuador es bastante simple:
Sin duda, muchos sitios identificados sólo de manera esquemática (configuración актуатора, la espiral, como un elemento de calentamiento puede ser reemplazado con éxito muy eficaz difusión directa, con alimentación de tensión de 400 V y una potencia de 5 kw, o de infrarrojos calentamiento con de alta resistencia de cuarzo cubierta, etc.).
Pero la esencia de la instalación en general, se refleja, creo, de un modo evidente. Varios confunde la masa de la prensa, pero en lugar de un costoso de metal como утяжелителя puede ser utilizado fijo de arena.
En este caso, nosotros "no debe confundirse con el" cortos актуатора cuando reversible de su deformación en el 7% — 20% (20% de la garantía los rusos de los inventores). 7% — bien. Y el 20% es todavía mejor. En el esquema que tenemos de la prensa hidráulica de multiplicación, potente pero corto esfuerzos нитинолового de accionamiento, se puede convertir en energía de rotación del eje del generador. Es decir, cuando el trabajo de una prensa hidráulica se genera ganancia en la fuerza, la igualdad en relación con la plaza mayor del pistón a la plaza de la menor. Baja compresibilidad del líquido proporciona la práctica de la igualdad de los volúmenes de líquido que entra y sale de un gran cilindro en el pequeño.
Tamaño pequeño cilindro de 10 cm2. Las dimensiones de la prensa de 70 cm x 30 cm, a Juzgar por esta relación, podemos ganar en el poder en cientos de veces y que aparezca en el lumen del "tronco" de pequeño cilindro de poco menos de un litro de líquido.
El sistema de refrigeración актуатора se organiza gracias a la presión de la prensa en el líquido de капиллярным los canales en el interior de la mercancía en su descenso.
Establecemos en el sótano de la casa de nuestro низкооборотный generador de 30 kw.
Montamos el volante de una unidad de energía нитиноло-hidráulico актуатора. Hueco de la unidad del volante tiene una característica importante, que contiene dentro de su carcasa de la batería adicional — resorte de almacenamiento de energía.
Ahora tratemos de imaginar lo que va a suceder cuando potente, pero corto de esfuerzo актуатора.
Redoblemos el calentamiento. Приподнимаем la placa de masa de 3 toneladas en 1.5, consulte Выключаем calentamiento. La placa empieza a bajar сомостоятельно, en la fuerza de la gravedad, ejercer presión sobre el líquido y devolver el accionamiento de origen "inicial" de la situación. De paso, la prensa, cuando se mueven hacia abajo y refresca el accionamiento.
Cuando el movimiento del pequeño pistón hacia la izquierda, debido a la presión del líquido, cremallera dentada pasa linealmente toda la energía del aumento de la presión del líquido dentada de la rueda, посаженному en el eje del volante a través de piñón de la rueda libre del embrague.
Обгонная embrague engrana con el eje de las y, a su vez, transmite la energía y sostenido movimiento elástico виткам muelle del volante. Al movimiento de vuelta обгонная embrague permite que el bastidor актуатора de moverse libremente, sin carga.
Peso del volante de 350 kg. De final de la espiral de movimiento актуатора, hemos trasladado la mayor parte de toda la energía de un volante, girando en запасенные de la fuerza del muelle, el resto de las usamos en la producción de los costos de cualquier mecánico de la conversión. El proceso se inicia. Como resultado tenemos un взведенную el muelle de volante de inercia y la energía potencial de la rotación de 350 килограммового de acero de disco de un radio de 60 véase el Volante suavemente страгивается y comienza a girar, adquiriendo energía cinética, que se nos significativamente de ayudar a los ciclos posteriores. Al este, la fuerza de la elasticidad en forma concisa el resorte se distribuyen de tal manera que la fórmula por la que se calcula el radio de la aplicación del esfuerzo principal... ya no funciona. El muelle se esfuerza por promover el volante al mismo tiempo por toda la superficie del disco, a partir de la pesada de la llanta hasta el punto de aplicación de la fuerza de el radio de la rueda dentada.
En este período de nuestra accionamiento y la tranquilidad de recuperar sus fuerzas para el siguiente "tirón". La placa, con la ayuda de las fuerzas de la gravedad y вытесненной arriba del líquido refrigerante взведет en la posición inicial sin exceso de presión, cayendo por su peso en el final de los movimientos especiales de las guías.
El actuador está en reposo y la energía almacenada en el пружинном la batería, poco a poco se separa, se convertirá en cinética.
Lo que tenemos al final?
Es evidente que tener después del calentamiento актуатора de fuerza de 3 toneladas-fuerza descendiente de la placa, aplicados a través de гидравлику a la dura ненапряженной muelle del volante durante 2 min, nos аккумулируем enorme cantidad de energía para la rotación del rotor del generador. En el caso, cuando el diámetro de la rueda dentada del eje es de 100 mm y el radio de la fuerza aplicada, respectivamente, 50 mm, tenemos aproximadamente 1 500 N·m de par motor para nuestro generador. El muelle no sólo crea un stock para el buen mantenimiento de la torsión en los 3 minutos que sean necesarios para la organización del próximo ciclo de calentamiento актуатора (el número exacto depende del número de espiras del resorte y su elasticidad), pero también aumenta el par motor a la mitad, mediante la reasignación de los puntos de aplicación del esfuerzo principal.
Si suponemos que el punto de aplicación de fuerza combinada de actuador de giro eliminado desde el centro del eje de 100 mm (y es técnicamente factible), el par será de 30 000 N x 0.1 m = 3 000 N·m (más que la elasticidad de la periferia del volante).
Cuando tomamos en cuenta todas las pérdidas por fricción y otras imperfecciones, destruyendo el nominales de 3 000 Nm, condicional, 15%, tenemos siendo 2 550 Nm de convicción en el mantenimiento de la construcción de una potencia de 30 kw, así como para superar la resistencia de los imanes del rotor necesitamos sólo 2 300... 2 500 Nm. Producida por la electricidad распределится de la siguiente manera:
25 kw puede ser reclamado por el consumidor; 5 kw, va a mantener el sistema de calentamiento актуатора).
Además, si volvemos un poco hacia atrás y comparar el tamaño актуатора en термомеханических las tijeras, con развиваемым de ellos por el esfuerzo de nuestras relaciones — 3 toneladas de carga en lugar de 26 toneladas y sólo la mitad de una longitud y una anchura актуатора, entonces se puede suponer aún más la optimización de tamaños актуатора para una determinada potencia de trabajo y reducir la intensidad de calentamiento.
Significa, finalmente, tenemos por un lado
fuera de arranque de la unidad de energía solar, el costo de no más de 150 000 rub; compacto, perdurable bimetálico de la unidad de accionamiento con el elemento calentador y el costo de no más de 30 000 rub; el generador — 320 000-370 000 rub dependiendo del fabricante; el volante con un muelle de 200 000 rub; mecanismos de apoyo ("la fuerza de gravedad de la estufa" con el sistema de refrigeración, etc.) — a un costo de no más de 200 000 rub total: 930 000 rub (aproximadamente) en 20 años.
Por otro lado tenemos ya no nos: persona — generador de viento de 30 kw, sin 60 necesita de baterías va a costar del orden de $70 000, generador de viento a 50 kw — más de $170 000 y así sucesivamente... (Pagan principalmente no por el propio equipo, y por el montaje de la loca de la cantidad de metal de referencia de la granja y costosos de paleta.) Así que en resumen es "caro"? De nitinol?
Resumen dePonerse en la reflexión sobre el "сверхединичности" de este sistema no me gustaría. Se trata tan sólo de su autonomía y la compacidad.
Y repito, que no tenía el original de la tarea de presentar completamente la solución completa de la cuestión en estas páginas. Al de la publicación de las reflexiones, la principal motivación fue el deseo de alguna manera "mover el punto del montaje" de una serie de los creadores (y clientes, sin duda) gigantes molinos de viento, змееобразных submarinos, "понтонных", "subterráneas" y "espacial" de los generadores de electricidad. ¿Por qué estos monstruos?.. La esencia de todos los procesos en el tradicional motor de combustión interna se puede reducir a банальному la ampliación de la sustancia. Breve, pero poderosa, la fuerza de extensión. El resto — mecanismos de apoyo.
La industria se conocen rentables las herramientas hidráulicas, desarrollan a expensas de несжимаемости de agua gigante de esfuerzos. Sigue siendo sólo para transformar la fuerza en la rotación y abastecerse de provecho.
La propensión a гигантомании, sin duda, es dictada por el deseo de los desarrolladores de proyectos a gran escala de recoger las dos горстями el perplejos a los gobiernos, pero es evidente que el futuro de la energía no es engorroso el sistema de transporte de energía eléctrica en muchos kilómetros a través del océano, y en la creación de varios autónomas de los centros de producción de potencia media, con la organización de capacidades locales перетоков en caso de accidente. En este enfoque, la estación sayano-Шушенский el efecto es simplemente imposible.
Es probable que en algún lugar de su pensamiento sobre la "ветрогенераторе sin viento" he cometido errores técnicos. Pero en conclusión:
La posibilidad de un diseño compacto y relativamente barata de la organización autónoma de los sistemas de producción de energía para necesidades domésticas e industriales específico para el consumidor
Sugerida para la especificación del sistema de generador de Doméstico" c estimado de la vida útil de los equipos de 20 años:
- низкооборотный trifásico generador de imanes permanentes de 30 kw;
- la salida de tensión de 400 v;
- la masa de 650 kg;
- peso del volante de 350 kg;
- el diámetro del volante de 120 cm;
- la velocidad de rotación del rotor de 100-120/min);
- accionamiento de rotación de nitinol (combinado unidad);
- la fuente de arranque de calentamiento — módulo solar (conjunto de barras de 2 x 240 w);
- potencia de calefacción актуатора 5 kw (pero creo que no más de 3 kw);
- tiempo de calentamiento: 3 min;
- el tiempo de enfriamiento de 2 min;
- la temperatura de calentamiento de 65-70°C;
- la fuerza de gravedad que el retorno de la barra de la masa de 3000 kg.
Esto es, de hecho, y toda la historia... publicado
Fuente: khd2.narod.ru/authors/naygel/nitinol.htm
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