Нитиноловый двигатель: Нитиноловый двигатель

Содержание

Нитиноловый двигатель

Serrrgey

Давненько тут не был…

Воспользовался поиском и охренел… ТАКОЙ ТЕМЫ ТУТ НЕ БЫЛО ЕЩЕ! За 15 лет «альтернативной энергетике» много посвятили, а про этот вариант что-то никто и не вспомнил. (может плохо искал, вводил в поиск «Нитиноловый двигатель» и «Нитинол»).

Как думаете, имеет право на жизнь? Да, кпд, если верить Вики, не более 6 процентов. Да, дорогой металл. Однако двигатели эти, настолько примитивны, что можно сказать, являются «вечными». Ломаться нечему, собственно.
Да, дом им полноценно не запитаешь (холодильники, компы, болгарки, дрели и т.д.), а вот заряд АКБ да диодное освещение?

Может кто интересовался этими двигателями?

Serrrgey

Наиболее вменяемое видео с парой действующих моделей:

lv333

Serrrgey
Наиболее вменяемое видео с парой действующих моделей:

Смотрел этот ролик еще когда он вышел, прикольная конечно игрушка, но с практической точки зрения от элемента пельтье и самодельного двигателя Стирлинга куда больше толку.

Desert Eagle

Второй раз в жизни слышу про сплав нитинол, но…

Много раз до этого слышал про явление усталости металла.

Так вот как будет относиться к усталости элемент из нитинола при эксплуатации его в режиме 24/7?

marole

Для работы двигателя нагреть воду надо минимум на 15 градусов выше температуры комнаты.
Таким образом ничего нового.Тратим на нагрев 500 ватт, получаем от движка 10 ватт.

Serrrgey

Много раз до этого слышал про явление усталости металла.

Так вот как будет относиться к усталости элемент из нитинола при эксплуатации его в режиме 24/7?

Читал, что миллионы циклов. Врут?

Serrrgey

Таким образом ничего нового.Тратим на нагрев 500 ватт, получаем от движка 10 ватт.

Ну так печь топим, воду и помещение греем один фиг. Подкупает не КПД а простота.

Maksim V

Есть куча печек с термоэлементами -топишь печку , и имеешь на клеммах 100-200 Ватт.

Serrrgey

Есть куча печек с термоэлементами

Это и самому собрать можно, элементы Зеебека на Али продаются. Только, вот, срок службы года 3… А потом где их брать?

lv333

Serrrgey

Это и самому собрать можно, элементы Зеебека на Али продаются. Только, вот, срок службы года 3… А потом где их брать?

Собрать из чего? 😊 И кто вам мешает собрать термопары из проволоки(которую точно так же надо купить, внезапно!), это намного дешевле и эффективнее выйдет! Ну правда, там шкурка выделки не стоит… но убедить, а тем более запретить вам строить такую игрушку никто не вправе 😊

Serrrgey

И кто вам мешает собрать термопары из проволоки

И что, миливольты на выходе? Сколько же термопар нужно спаять? Геммор.

А нитиноловый двигатель примитивен на столько, что двоечник соберет и обладает огромным ресурсом. 😊

lv333

marole
Для работы двигателя нагреть воду надо минимум на 15 градусов выше температуры комнаты.
Таким образом ничего нового.Тратим на нагрев 500 ватт, получаем от движка 10 ватт.

Дело не в кпд даже, а в том что бы построить двигатель мощностью 10 ватт, даже если получится, стоимость его будет сверхконская и размеры тоже гиганские 😊

Так что если принципиально именно собирать самому, а еще из говна и палок без спец инструментов, то остается только — двигатель Стирлинга или паровик. Но тогда уж и ДВС можно взять готовый и питать от газгена… Так то двигатель внутреннего згорания вовсе не за красивые глаза или по причине заговора жидо-рептилоидов победил двигатель внешнего згорания и паровой двигатель в ходе эволюции развития этих машин, исключение есть конечно, огромные паровые турбины, но это совсем другая история.

lv333

Serrrgey

И что, миливольты на выходе? Сколько же термопар нужно спаять? Геммор.

А нитиноловый двигатель примитивен на столько, что двоечник соберет и обладает огромным ресурсом. 😊

Да ради бога, собирайте! 😊

Serrrgey

Вот вам нитиноловый движок, 5 МВт 😛

Joker.udm

Бред какой-то.

Serrrgey

Бред какой-то.

Поясните плиз, в чем бред?

Joker.udm

Поясняю. Если это было бы не бред, то выживальщики покупали бы их на Али пачками. И вся энергетика на них стояла. Этого нет. Отсюда вывод когда-то мальчика-юноши-взрослого мужчины, которые про эти двигатели и мастерение оных еще читал в начале 80-х лет в «Юном-Технике» и несколько десятков они на слуху что это работает, но не нужны.

Serrrgey

Промышленно, конечно не выгодно, есть другие источники энергии, с более высоким КПД.

Однако подкупает простая до безобразия конструкция.

На счет бреда не соглашусь, термин не подходящий. Сказали бы, что экономически не выгодно…

Хотя, как посмотреть.

Стирлинги вон, тоже не в почете, однако нашли применение в отопительных системах.

jim hokins

Serrrgey
Однако подкупает простая до безобразия конструкция

Копья
Мотыги
Булыжники
Простые до безобразия.Но воевать предпочитают старым добрым АК…

Serrrgey

Как кончатся патроны, перейдут опять на:

Копья
Мотыги
Булыжники

😊

jim hokins

Serrrgey
Как кончатся патроны

У вас уже закончились все более-менее пригодные устройства для получения энергии 👍?Или вы видите такую перспективу в обозримом будущем?

Serrrgey

jim hokins
У вас уже закончились все более-менее пригодные устройства для получения энергии 👍?Или вы видите такую перспективу в обозримом будущем?

Да пока, слава богу, нет нужды — в розетках есть электричество 😊
А перспектива, ну его. Пусть лучше продолжается время, когда в розетках есть электричество!
Может тогда и того, 151 отдел Ганзы нафиг?! )))))))

антигерой

Вообще более перспективен Промывочный Фреон R141B

Температура Кипения: 32 градуса. Практически как у окружающей среды.

Паровой двигатель замкнутого цикла сможет выдавать почти 100% КПД так как то самое трение которое мешает в ДВС, тут будет сразуже уходить в разогрев рабочего тела.

Пораболическое зеркало в фокусе которого находится «Кипятильник» позволит делать эээ… солнечные батареи практически идеальными по КПД. Сами элементы Паровичка можно делать из низкотемпературных материалов типа Поликарбоната, ПВХ иль стеклопластика — без всяких мегазаводов и сложных литейных производств. Чисто теоретически его можно хоть на 3Д принтере распечатать.

Joker.udm

Сделайте. Паровичок сам себя своим паром будет за фокусом Солнца двигать? И где штепсель и там будет 220 и 50?

lv333

антигерой
Вообще более перспективен Промывочный Фреон R141B

Температура Кипения: 32 градуса. Практически как у окружающей среды.

Ваще круто, а охлаждать чем? 😊 Про 100% КПД и нагрев от трения особенно повеселило… Вы бы теорию хотя бы почитали тепловых маших в целом, ну…

jim hokins

lv333
Вы бы теорию хотя бы почитали тепловых маших в целом

Да уж…

Joker.udm

А тепловые импульсные машины…

антигерой

lv333
Ваще круто, а охлаждать чем? 😊

Редко когда воздух прогревается до 30 градусов. Но холодильник можно закопать в землю. Если на воде — то в воду. Если же кроме воздуха ничего нет и он выше 30 градусов, есть фреон сорокаградусный.

Про 100% КПД и нагрев от трения особенно повеселило…

И чем же тут можно ухохотаться ?

Вы бы теорию хотя бы почитали тепловых маших в целом, ну…

Там написано, что паровой двигатель закрытого типа на жидкостях низкотемпературного кипения — невозможен ?

lv333

антигерой
Там написано, что паровой двигатель закрытого типа на жидкостях низкотемпературного кипения — невозможен ?

Отнють, но вы бы хотя бы поняли как считается кпд этой установки и почему он не может быть 100% или хотя бы близкий к этому значению.

lv333

Вот от чего можно ухохотатся 😊

http://vdvizhke. ru/parovi-mash…oj-mashiny.html

антигерой

lv333
почему он не может быть 100% или хотя бы близкий к этому значению.

Я сказал — приближено к 100, но никак не 100. А паровик с КПД в процентов 90% к примеру, это больше чем ДВС с КПД в 25% ???

lv333

Так что в реальности КПД солнечной панели 17-20%, вроде есть и выше, просто космос по сравнению с тем что вы предлагаете… физика она такая, злая тетка…

дэнчик1982

Все пробовать самому надо, а тут трындят люди очень давно и много, но никто не делает.

конь44

Там написано, что паровой двигатель закрытого типа на жидкостях низкотемпературного кипения — невозможен ?

Есть в Физике, вообще, и в теплотехнике в частности, формула Карно. Она очень проста, но я её здесь не напишу. Карно наполеоновский офицер. Так он ещё 200 лет тому своей формулой указал какой кпд может иметь ЛЮБОЙ тепловой двигатель, в том числе и паровой. На практике цикл Карно технологически почти невозможен. К нему ближе всего цикл Стирлинга. А паровики почти все работают по циклу Ренкина, близкому к циклу Карно, но с меньшим КПД.

lv333

конь44
Есть в Физике, вообще, и в теплотехнике в частности, формула Карно. Она очень проста, но я её здесь не напишу. Карно наполеоновский офицер. Так он ещё 200 лет тому своей формулой указал какой кпд может иметь ЛЮБОЙ тепловой двигатель, в том числе и паровой. На практике цикл Карно технологически почти невозможен. К нему ближе всего цикл Стирлинга. А паровики почти все работают по циклу Ренкина, близкому к циклу Карно, но с меньшим КПД.

Ну вот, пришли мы тут с вами потрындеть и попортить кровь Великим Эксперементаторам. ..

конь44

Ну вот, пришли мы тут с вами потрындеть и попортить кровь Великим Эксперементаторам…

Возможно что оно так. Но моя цель, увеличить техническую грамотность людей как таковых. Потому и не начертал формулы. Пусть поищет если энтузиаст, а не балабол. Найти не долго, пойдёт на пользу.

дэнчик1982

По моему лучшее из доступных и маломощных это закольцованый термоаккустический стирлинг.
Как кстати кустарно сделать горячий тепло обменник? Какие у кого мысли?

jim hokins

дэнчик1982
лучшее из доступных и маломощных это закольцованый термоаккустический стирлинг.

Поделитесь своим видением термина «доступно» 😊.

дэнчик1982

Когда могут сделать почти все, при наличии обычных инструментов и материалов

ICEberg1981

дэнчик1982
Когда могут сделать почти все, при наличии обычных инструментов и материалов

что значит «обычных»?
что значит почти «все»?

дэнчик1982

Обще доступные инструменты и материалы.
Перечислять?
Сталь, фанера, резина…
Всё с прямыми руками..

дэнчик1982

У белецкого есть видосы, там без на но технологий.
Вот такой же, но побольше, и будет счастье.

jim hokins

дэнчик1982
Обще доступные инструменты и материалы.

Это понятно,меня интиересуют

дэнчик1982
из доступных и маломощных это закольцованый термоаккустический стирлинг

как законченное,то есть готовое,ИЗДЕЛИЕ.Общедоступное.

дэнчик1982

Обще доступное в изготовлении я имел ввиду

jim hokins

дэнчик1982
Обще доступное в изготовлении я имел ввиду

Понятно,то есть отсутствует физически,нету его.

дэнчик1982

Ну, у меня пока нету.
Белецкий то делал из говна и палок. Все работало.
Нужно только повторить в большем масштабе.
В маленьких греют стеклянную трубку со стальной ватой, как лучше этот узел сделать в двигле побольше? С трубками сантиметров 5. ..10

jim hokins

дэнчик1982
Все работало

Я так подозреваю,что работало как моделька,сиречь игрушка?

дэнчик1982

Да, но ток давала. Светодиоды горят, что ещё надо. Просто увеличить мощность

ICEberg1981

когда это модельки — все собираемо из говна и палок на коленке
потом появляется желание сделать машину, выполняющую полезную работу
и вот тут-то и появляется то самый нюанс…
для классического стирлинга допуски конечно могут быть миллиметровыми и исполнимыми РУЧНЫМ инструментом
но когда тут начинается фреон и пульсация… вобщем не только лишь у каждого имеется хотя бы фрезерный станок, могущий работать со сталью
не говоря уже об умении на нем работать

jim hokins

дэнчик1982
Просто увеличить мощность

Простота,-она хуже воровства.Никогда не задумывались,почему нет карьерных самосвалов с грузоподъемностью 1000т?Проблем в их изготовлении ведь быть не должно,-верно 😊?Нужно просто увеличить размеры.

дэнчик1982

Джим, ты как обычно, бла бла..
Я может где то упомянул про сотни ватт? Или киловатт?
Ватт 5 уже осветить можно помещение, я о таких мощностях.

дэнчик1982

В упомянут ом мной двигателе кроме воздуха, только одна движущаяся часть, мембрана с магнитом.
Устройство простое, станков не надо. Делать я его буду, пока просто нет чёткой конструкции, импровизировать буду по ходу. Некоторая загвоздка в горячем тепло обменнике.

ICEberg1981

дэнчик1982
Джим, ты как обычно, бла бла..
Я может где то упомянул про сотни ватт? Или киловатт?
Ватт 5 уже осветить можно помещение, я о таких мощностях.

котелок с термопарой с алика
вообще без движущихся деталей
только воду не забывать наливать и шнур в костер не кидать

дэнчик1982

И котелок с пельте тоже хочу собрать, но это все не необходимость а просто интерес.

Online stage project videos 2020

Projects, participated on the second stage. This is only preview videos — not from the juri presentation.

Physics and Astronomy

Многоугольный вихрь Модель четырехспутниковой бесперебойной космической системы связи с Землей для будущих поселений Марса Использование эффекта Кармана для получения возобновляемой энергии
Исследование астероидов (162173) Рюгу, (25143) Итокава и (16) Психея в целях промышленного освоения «Лазерный интерферометр Майкельсона с цифровой регистрацией степени когерентности источников света» Водоворот в бутылке
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ДЕЙСТВУЮЩИЙ МАКЕТ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ Защита от Апофиса Оптимизация сорбции пористых материалов
Исследования электромеханических свойств растений на звуковых частотах Исследования по получению перспективных материалов электрической обработкой паутины Очистка воды от ионов тяжелых металлов
Oil Spill Containment And Reorganisation [O. S.C.A.R] Нитиноловый двигатель как способ получения «чистой энергии» Влияние магнитного поля Земли на определение положения приемников глобальных навигационных спутниковых систем
Внеосевые аберрации сферических линз Зеркальный телескоп как система параболических и эллиптических зеркал

Mathematics

О квадратичных иррациональностях с малой длиной периода Усовершенствование формулы Эйлера Числовые игры разума
Траектории ортоцентра треугольника при изменениях его формы и положения на плоскости Изучение касательных прямых к строфоиде методами синтетической геометрии. The Generalization of Different Formulae of Geometry using Algebra
Пример выпуклого однородного тела, устойчивого в единственном положении Некоторые свойства многоугольников, вытекающие из теоремы Наполеона О новых характеризациях локально нормальных классов фиттинга
О быстром вычислении определителей матриц Якоби и возмущённых матриц Якоби О новом методе шифрования Поиск кратчайших сетей

Chemistry

Модификация поверхности титана и алюминия с целью придания полифункциональных свойств Разработка делительных сеток с супергидрофобным эффектом для нефтегазовой промышленности Синтез термоиндикаторов из системы MeO2+-[Cr(NCS)6]3- — Органический лиганд — h3O, и изучение их некоторых свойств
Синтез азокрасителей новокаина и изучение их свойств Синтез производных S-аденозил-L-метионина для определения субстрата метилтрансферазы WBSCR27 Поиск новых каталитических систем для аддитивной полимеризации норборнена
Ремонтный комплект для герметизации в полевых условиях, промышленности и ЖКХ. Поверхностно-активные вещества,пены и методы повышения их стойкости для получения эффективных пенобетонов «Модификация внутренней поверхности металлических труб с целью улучшения эксплуатационных характеристик»
Синтез и исследование реологических добавок на основе полиуретанов Новая методика получения кластерного комплекса (Bu4N)2[Mo6I8(NCS)6] и его люминесцентные свойства Синтез и биологическая активность производных гетарено[а]пиррол-2,3-дионов с 1,2- NH,NH-бинуклеофильными реагентами
Синтез и анальгетическая активность продуктов взаимодействия гетарено[е]пиррол-2,3-дионов с 4-нитробензилиденгидразином Феррит никеля как перспективный рецепторный материал для газовой сенсорики Новый метод получения плазмозаменителей крови при помощи метода мембранного фракционирования
СИНТЕЗ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ НА ОСНОВЕ Mn(III) С ОСНОВАНИЕМ ШИФФА Синтез катионных кластерных комплексов рения [Re6Q8(Ch4NC)6]2+ (Q = Se, Te) как перспективных агентов для контрастной рентгенографии Синтез металлорганических координационных полимеров из предорганизованных гетерометаллических {ZnEu} блоков

Biology and Life Science

Sea Mystery ВОЗДЕЙСТВИЕ МЕТОДИК НЕЙРОФИТНЕСА НА ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОДРОСТКОВ:диагностика и коррекция предэкзаменационного стресса Иммунофлуоресцентное исследование белков синаптофизина и PSD 95 в мотонейронах поясничного отдела спинного мозга мышей после антиортостатического вывешивания
Исследование дезинфицирующих свойств холодной плазмы и её применения для повторного использования масок и респираторов Автоматизация анализа конфокальных изображений Puccinia recondita с помощью нейронной сети Изучение искусственной зимовки рукокрылых
Nature Driven Heat Reflecting Coating Изучение взаимоотношений между диатомовыми водорослями Fragilaria radians и бактериями из озер Лабынкыр и Ворота. Анализ состояния популяции миндаля низкого (Amygdalus nana L.) на склонах Волчьего оврага
Особенности прорастания и химического состава липидов семян злаковых культур Выращивание томатов черри по ЭМ технологии (био мешок) Исследование локальных популяций средиземноморской черепахи Никольского в окрестности г. Новороссийска
Комплексное исследование по обоснованию создания оригинального лекарственного препарата на основе травы мелиссы лекарственной и листьев кипрея узколистного. «Мраморный клоп-враг садоводства!» На примере села Альтмец, Краснодарского края. Определение механизма воздействия эфирных масел и их компонентов на бактерии Escherichia coli с помощью специфических lux-биосенсоров
ОЦЕНКА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЯРОВОЙ ГЕКСАПЛОИДНОЙ ТРИТИКАЛЕ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ РАННЕЙ ЗАСУХИ Генетический полиморфизм популяций растений клевера Лугового в зоне широколиственных лесов Республики Татарстан.

Programming

Wavenote — приложение умных заметок для музыкантов Создание модуля глубокого обучения для прогнозирования временных рядов Модель роста Physarum polycephalum на многогранниках
Magic Sudoku — мобильное приложение для решения судоку СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ ПЛАЗМОННОЙ МЕТАЛИНЗЫ НА ОСНОВЕ МЕТААТОМОВ ИЗ СЕРЕБРА: МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛАЗМОННЫХ ЧАСТИЦ СО СВЕТОМ Создание обучающей игры для смартфонов «THROW THE TRASH
Password GRV Поиск алгоритмических ошибок в исходном коде программ методами машинного обучения MathPlace – цифровая платформа для обучения математике
Разработка системы визуализации трёхмерных сцен для спортивных тренировок Трассировка сфер как метод визуализации сложных математических объектов Разработка системы трехмерной визуализации окружающей среды.
Метод визуальной сортировки бытовых отходов с возможностью динамического переобучения Распознавание партий Го MapDial

Geology and Earth Sciences

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕКИ УВА В РАЙОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ «УВА-МОЛОКО» И «УВИНСКИЙ МЯСОКОМБИНАТ» Влияние сброса сточных вод животноводческого предприятия ОАО «Восточный» на качество воды в реке Пуксевайка и фитотоксичность донных отложений ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РЕКИ ПОДБОРЕНКА МЕТОДАМИ БИОИНДИКАЦИИ И БИОТЕСТИРОВАНИЯ
Изучение влияния внесения имидаклоприд содержащего инсектицида «Корадо» на агрохимические свойства почвы и её каталазную активность Изучение качества почвенного покрова придорожной территории ул. Баранова г. Ижевска ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОЧВ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ СВАЛОК ПОСЕЛКА ВАРАКСИНО (ЗАВЬЯЛОВСКИЙ РАЙОН, УДМУРТСКАЯ РЕСПУБЛИКА)
ХАРАКТЕРИСТИКА ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РЕКИ СЕПЫЧ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ЭКОЛОГО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПИРОГОВСКОГО ПРУДА (ЗАВЬЯЛОВСКИЙ РАЙОН, УДМУРТСКАЯ РЕСПУБЛИКА) ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ЛИЧНОГО ПОДСОБНОГО ХОЗЯЙСТВА
Стратиграфическая экспертиза и определение условий формирования песчаных отложений карьера правого берега р. Татарки. Водоем «Лакшери-пляж» в Курске: экологические проблемы и перспективы Изменение границы между Боготольским участком Канско-Ачинской лесостепи и Четь-Чулымской подтайгой в голоцене
Оценка влияния геохимических процессов зоны окисления сульфидов Симакинского месторождения долеритов на окружающую среду Влияние поллютантов, образующихся на полигонах ТБО Боготольского района, на экологическое состояние почв Комплексный анализ географических особенностей реки Дерекойки в центральной части города Ялта Республики Крым с детальной характеристикой элементов пойменно-руслового комплекса
Применение вермикулита и гуминового удобрения в рекультивации нефтезагрязненных почв Исследование лавовода «Луч-2» кратера «Звезда» Толбачинского Дола «Анализ возможных причин катастрофических наводнений на юге Сибири в июне 2019 года по картографическим источникам и космическим снимкам»
Изучение влияния перлита и гуминового удобрения на ферментативную активность почв загрязненных пластовыми водами. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РОДОКОККОВ В БИОРЕМЕДИАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ

Technology and Engineering Sciences

Интерактивные 3-Д карты для слабовидящих и слепых учеников Электронный поводырь незрячего на основе ощущения веса Преобразователь ультразвуковых частот
Проект SL БПЛА с системой распознавания и поиска человека , пожара и системой газо-химического анализа атмосферы с привязкой данных к GPS «Теплый» ламповый визуализатор аудиосигнала
Автоматизированный трекер для мобильной солнечной панели К Вопросу о локализации нефтяных пятен Оптическая линия связи
The improvement of flight characteristics in model glider Подводный аппарат для диагностики трубопроводов Платформа для всенаправленного движения
Изготовление водородного генератора и изучение его рабочих характеристик Under water ROV NETRA: A TIME OF FLIGHT BASED COMPACT AND RELIABLE WRIST WEARABLE SYSTEM TO ASSIST VISUALLY IMPAIRED(BLIND) IN AVOIDING HIGHER OBJECTS THAT AREN’T DETECTABLE WITH A ‘WHITE CANE’
Дешёвый 3D сканер Ассистент фотографа Интеллектуальные подходы к управлению робототехническими комплексами.
разработка манипулятора на подвижной платформе НТИ (Хелснет). FLUSHER — устройство автоматической дезинфекции сидушки унитаза. Agrobot
Необитаемый подводный аппарат с движителем «Машущее крыло»

Digital Technologies

Разработка цифровой модели и прототипирование функционального рычажного протеза для частичного протезирования травмированной кисти руки Интеллектуальная система предупреждения возникновения пожаров на открытом пространстве Разработка прибора для измерения температуры на основе Arduino Uno.
Система для самостоятельного корректирования выполнения спортивных упражнений Учебный проект «Тайфун» (модульная программно-аппаратная 3D платформа для решения учебно-практических задач и кейсов в области информационных технологий и промышленного дизайна) Газоанализатор «Оберег» с механизмом автоматического отключения газа
Alpha Armour Анализ и визуализация ДТП в Москве и Санкт-Петербурге Применение нейронных сетей в системах безопасности.
Создание VST-плагина для эмуляции помех в звуковой цепи Wrist Control Умная мышеловка на основе Arduino UNO
Разработка программно-аппаратного комплекса идентификации языка жестов Face Mask Detector The helping Vision

Читать «Создаем робота-андроида своими руками» — Ловин Джон — Страница 12

Объем нитиноловой проволоки при сокращении до уровня 10 % остается постоянным. По мере сокращения ее диаметр пропорционально возрастает, обеспечивая постоянство объема.

Наиболее простым способом нагревания нитиноловой проволоки является пропускание через нее электрического постоянного тока (см. рис. 4.2) Однако длительное пропускание постоянного тока может привести к разрушению проволоки в силу ее неравномерного омического нагрева. Повреждений проволоки при нагревании и поддержании в нагретом состоянии можно избежать, использую широтно-импульсный источник постоянного тока.

Рис. 4.2. Бабочка с нитиноловой проволокой

Некоторые конструкторы роботов используют нитиноловую проволоку в приводе безмоторного шестиногого движущегося робота. Робот действительно способен передвигаться, но делает это крайне медленно, поскольку для цикла нагревания и охлаждения нитиноловой проволоки требуется значительное время. Конструкция такого шестиногого «ползающего» робота очень легка (он весит несколько унций), однако он имеет достаточную мощность, чтобы нести «на себе» собственный источник питания.

Для шестиногих «ползающих» роботов использование нитинола в качестве привода вряд ли оправдано, однако он находит много других интересных применений в конструкциях роботов. Для того чтобы подробнее ознакомиться с замечательными свойствами этого материала, посмотрим, как используется способность нитинола к сокращению в некоторых коммерческих игрушках. На рис. 4.3 изображена механическая бабочка, крылья которой приводятся в движение нитиноловой проволокой. В качестве интересной иллюстрации принципов робототехники, такая бабочка может быть присоединена к источнику питания на основе солнечной батареи.

Рис. 4.3. Бабочка с нитиноловой проволокой

На рис. 4.4 изображено демонстрационное устройство – движущийся шарик. Нитиноловый привод совершает в день около 20.000 циклов и способен работать многие годы.

Рис. 4.4. Модель шара-ракеты

Петли из нитиноловой проволоки могут быть использованы для создания вращения. На рис. 4.5 изображен такой простой «тепловой» движитель. Каждое колесико имеет паз, в котором находится нитиноловая проволока. Для лучшей теплопроводности меньшее колесо изготовлено из латуни. Когда меньшее колесо помещено в воду – оно начинает вращаться. Подобный тепловой движитель может работать и от солнца. Если сфокусировать на маленьком колесе лучи солнца с помощью 3 – дюймовой лупы, то устройство начнет работать.

Рис. 4.5. Тепловой двигатель

Нитинол также может быть использован в механических выключателях кнопочного типа, например в качестве привода небольших воздушных клапанов или в других механизмах, требующих линейных перемещений.

Соленоиды

Соленоид представляет собой электромеханическое устройство (рис. 4.6). Стандартный соленоид имеет обмотку с проводом и внутренний подвижный металлический сердечник. При подаче напряжение магнитное поле обмотки втягивает или выталкивает сердечник. Сердечник может быть механически соединен с частями робота, требующими перемещения.

Рис. 4.6. Соленоид

Кольцевые соленоиды

Кольцевой соленоид отличается от обычного тем (см. рис. 4.7), что вместо линейного он производит вращательное движение. Кольцевой соленоид может быть использован в конструкции робота-рыбы (см. гл. 13).

Рис. 4.7. Кольцевой соленоид

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели могут использоваться для передвижения, перемещения, управления рулевым механизмом и позиционирования. Такие устройства находят применение в качестве интегрированных компонентов многих коммерческих и промышленных систем, управляемых компьютерами. В домашних персональных компьютерах шаговые двигатели можно обнаружить в приводах дисководов и в принтерах.

Уникальность шаговых двигателей в том, что ими можно управлять с помощью цифровых устройств. Такие двигатели могут осуществлять повороты на точно заданный угол. Это свойство делает шаговые двигатели идеальными для задач линейного и кругового позиционирования. Широкое использование шаговых двигателей в промышленности обуславливает широкий ассортимент моделей по форме, размерам и иным свойствам (см. рис.  4.8А).

Рис. 4.8А. Шаговый двигатель

При подаче напряжения на стандартный электрический двигатель его ротор начинает непрерывно вращаться. Скорость и фаза вращения ротора являются функцией напряжения, нагрузки на двигатель и времени. Определение точной фазы (положения) ротора в этом случае невозможно.

В отличие от этого, питание шагового двигателя осуществляется серией электрических импульсов, подаваемых на обмотки двигателя. Каждый импульс, поданный на обмотки, поворачивает ротор на строго определенный угол. Такой поворот называется шагом, отсюда двигатель получил название шагового.

Не существует единой величины шага для шаговых двигателей; выпускаются устройства с различными углами поворота на один шаг (импульс). Номинальная величина такого шага зависит от характера применения двигателя. Величины углов поворота обязательно указаны в спецификации устройства. Можно найти шаговые двигатели с углами поворота от долей градуса (например, 0,72°) до десятков градусов (например, 22,5°)

Схема управления шагового двигателя

На рис.  4.8В показана схема управления шагового двигателя. Используется однополярный двигатель с шестью выводами. ИС U1 представляет собой управляемый напряжением таймер серии 555, который в режиме генерации выдает прямоугольные тактовые импульсы на вывод 3. ИС U2 типа UCN5804 является контроллером шагового двигателя. Тактовые импульсы, поступающие на вывод 11 ИС UCN5804, поворачивают ротор шагового двигателя, причем каждому импульсу соответствует один шаг поворота. Повышение частоты тактовых импульсов приводит к увеличению скорости вращения шагового двигателя.

Рис. 4.8В. Шаговый двигатель – схема управления

В данной несложной схеме тактовые импульсы производятся таймером серии 555. Такие импульсы можно генерировать с помощью микроконтроллера (см. гл. 6) или светочувствительного нейрона (см. гл. 5). Переключатель SW1 изменяет диапазон тактовых импульсов медленно/быстро. Переключателем SW2 можно изменить направление вращения ротора двигателя.

Шаговые двигатели можно использовать для создания робота-платформы (см. гл. 10).

Сервомоторы

Сервомоторы представляют собой двигатели постоянного тока, снабженные редукторами и системой обратной связи контроля положения. В любительских целях подобные моторы используются для контроля положения органов управления в радиоуправляемых моделях. Вал такого мотора может поворачиваться или удерживаться на углах не менее 90° от среднего положения.

В силу широкого использования таких устройств в самодельных конструкциях, их выпускаемый ассортимент достаточно разнообразен (см. рис. 4.9). Существуют большие сервомоторы, используемые в промышленности, но они достаточно дороги для любительского применения. В этой книге мы будем использовать небольшие и недорогие моторчики для любительских целей.

Тепловой двигатель

Тепловые двигатели, устанавливаемые на современных автомашинах, являются двигателями внутреннего сгорания, т. е. такими, у которых топливо сгорает непосредственно в цилиндре.[ …]

Иногда в качестве теплового резерва в насосных станциях устанавливают прямодействующие паровые насосы; однако ввиду малой производительности таких насосов, они могут применяться только при водоснабжении небольших заводов, с незначительным водопотреблением. Насосы с тепловыми двигателями должны устанавливаться при ненадежном источнике электроснабжения. Тепловой резерв, как правило, должен обеспечивать при выключении? электроэнергии не полное количество воды, необходимое для нормальной работы завода, а только то количество, которое необходимо для безаварийной установки огневых устаяовок.[ …]

В камерах сгорания тепловых двигателей на механизм образования продуктов неполного сгорания и характер побочных реакций, протекающих при горении, влияет структура фронта пламени. На рис. 2.6, а приведена структура фронта диффузионного пламени (камера сгорания дизеля), а на рис. 2.6, б — структура фронта пламени, распространяющегося по гомогенной смеси (двигатели с внешним смесеобразованием) [11].[ …]

Эффективность (к. п. д.) теплового двигателя определяется как отношение совершенной полезной работы к количеству энергии, полученной им от нагревателя, т. е.[ …]

Принцип действия теплового двигателя.

Паровая машина или вообще тепловой двигатель — это устройство, преобразующее теплоту в работу. Работа — это процесс, подобный подъему груза.[ …]

Построенный Бэнксом маломощпый тепловой двигатель на нитиноле непрерывно устойчиво работал, сделав более 1,7• 107 оборотов, и развивал мощность не менее 0,2 Вт, приводя во вращение генератор электрической энергии — от него горела электрическая лампочка.[ …]

Этот закон определяет условия работы тепловых двигателей и может быть проиллюстрирован принципиальной схемой, приведенной на рис. 4.4.1, где [ …]

Оценку совершенства рабочего процесса тепловых двигателей можно вести относительно идеала — цикла Карно (рис. 2.2), в котором идеальный (без потерь) подвод теплоты от источника с неизменной температурой Тi к рабочему телу осуществляется по изотерме (Г]-const). Здесь и отвод теплоты от рабочего тела к источнику с неизменной температурой Ti также осуществляется изотермически (72-const). Поскольку другие источники теплоты отсутствуют, переходы с температурного уровня Т на уровень Тг и обратно возможны лишь по адиабатам, т. е. при ф-const и -const.[ …]

Рассмотрим подробнее механизмы образования в тепловых двигателях основных загрязняющих веществ.[ …]

В силу необратимости реальных процессов ни одна тепловая машина не работает по циклу Карно. Но теоретические циклы их по совершенству использования теплоты оцениваются степенью приближения термического КПД к значению КПД идеального цикла Карно. Большинство инженерных решений, используемых для усовершенствования тепловых двигателей, направлены на приближение их цикла к циклу Карно (регенерация, промежуточный подогрев рабочего тела при подводе теплоты, промежуточное его охлаждение при отводе теплоты и др.). Теоретическое количество теплоты, которое может быть выделено при сжигании топлива, никогда не используется по назначению полностью. Часть ее теряется. В тепловых двигателях — до 60—70%.[ …]

Все известные ранее установки для преобразования тепловой энергии океана в механическую работу, а затем — в электрическую энергию основаны на применении турбин, приводимых в действие парами тех или иных жидкостей с низкой температурой кипения. Чтобы подобные системы были рентабельными, они должны иметь достаточно большую мощность. Капитальные затраты на их строительство весьма значительны, кроме того, они не свободны от недостатков, например — потери энергии в сетях распределения и обслуживания (до 10 %) и, как следствие, удорожание отпускной цены на электроэнергию (до 50 %). Такого рода соображения приводит изобретатель нитинолового теплового двигателя Р. Бэнкс в пользу маломощных преобразователей 5 (дело в том, что в свое время он не видел конкретных путей создания мощных мегаваттных преобразователей, основанных на ЭЗФ).[ …]

Выхлопные газы легковых автомобилей и самосвалов. Идеальный тепловой двигатель — это такой двигатель, который все топливо преобразует только в СО2 и воду. К сожалению, тепловые двигатели, разработанные для транспорта, далеки от идеала, и их выхлопные газы — это серьезный источник всевозрастающего загрязнения среды.[ …]

Первый опыт по превращению солнечной энергии в электрическую с помощью нитинолового двигателя Бэнкс произвел в ноябре 1973 г. : вода для горячей ванны подогревалась солнечными лучами. С тех пор работы по исследованию нитинола и его применению сильно расширились и ведутся в лабораториях Великобритании, Швейцарии, Бельгии, ФРГ, Японии. В США создан Нитиноловый технологический центр. Проведена Международная конференция но нитиноловым тепловым двигателям, к 1981 г. было опубликовано 400 научных сообщений на эту тему, выданы патенты на более чем 100 иитиноловых установок, в том числе на 12 тепловых двигателей.[ …]

Тип термодинамического цикла и рабочего тела определяется областью рабочих температур теплового двигателя.[ …]

Явление ЭЗФ в наше время находит различные применения, в том числе для создания нового типа тепловых двигателей, способных работать от тепловых источников низкопотенциального типа. Если диапазон температуры фазовых превращений будет находиться в пределах тем-пературного градиента, имеющегося в Мировом океане, то нитинол можно использовать в качестве твердого рабочего тела тепловой машины. Вместо аммиака или фреона — нитинол. Схема энергетической установки в этом случае полностью меняется. Применение нитинола открывает новый путь преобразования тепловой энергии океана.[ …]

Фундаментальное значение изложенного результата состоит в том, что он устанавливает верхний предел КПД тепловых двигателей. Какие бы хитроумные механизмы ни изобретал инженер, пока он ’’связан” фиксированными значениями температур нагревателя и холодильника, КПД созданного им двигателя не может превысить значения, установленного в цикле Карно. Холодильник должен быть холодным, чтобы даже небольшое отданное ему количество энергии приводило к значительному приросту энтропии.[ …]

В течение последних 30 лет и в перспективе до 2010 г., а может быть и далее, газовые турбины будут наиболее динамично развивающимся тепловым двигателем. Как видно из приведенных на рис. 6.2 графиков [6.8], максимальная единичная мощность ГТУ увеличилась за последнее время с 50 до 235 МВт, ее КПД при автономной работе с 27—28 % до 36,5 % (многовальные ГТУ, созданные на базе авиационных двигателей с высокими степенями повышения давления, работают с КПД 40 % и более), начальная температура газов, определяющая в основном совершенство газотурбинного цикла, увеличилась с 850 до 1400 °С, а степень сжатия — с 7 до 17. Проектируются еще более мощные и экономичные ГТУ.[ …]

Обычно параллельно работающие противопожарные насосы не устанавливают, за исключением тех случаев, когда требуется установка теплового двигателя и когда для этого используются автомобильные или тракторные дви-татели, которые имеют недостаточную мощность, чтобы приводить в действие один насос, рассчитанный на подачу полного расхода воды для тушения пожара.[ …]

С помощью транспортных средств осуществляется перемещение материальных объектов в пространстве, источником энергии которых являются тепловые двигатели, преобразующие химическую энергию топлива в механическую работу.[ …]

Второй важнейший технологический тракт паротурбинной электростанции — её пароводяной тракт — включает пароводяную часть парогенератора тепловой двигатель — преимущественно паровую турбину; конденсационную установку, включая конденсатор и кон-денсатный насос; систему технического водоснабжения с насосами охлаждающей воды; водоподготовительную и питательную установку, включающую водоочистку, подогреватели высокого и низкого давления, питательные насосы, а также трубопроводы пара и воды. [ …]

Постоянно действующие станции перекачки производственных сточных вод должны обеспечиваться двойным питанием электроэнергией или иметь резервные насосные агрегаты с тепловыми двигателями, если установка их допускается по условиям техники безопасности. Число напорных трубопроводов от насосных станций в этих случаях должно быть не менее двух; каждый из них рассчитан на пропуск всего количества сточных вод.[ …]

Уровень врёдных веществ ф6 новый — природная концентрация вредных веществ в среде, определяемая также их местными и дальними переносами, неучитываемыми выбросами стационарных и нестационарных тепловых двигателей, энергетических и технологических агрегатов и машин.[ …]

Дизельное топливо. Немецкий инженер Рудольф Дизель (1858— 1913) удостоился, пожалуй, самой высокой чести, о которой может мечтать изобретатель — его имя навсегда стало неотделимо от сконструированного им теплового двигателя. В бензиновом двигателе рабочая (топливно-воздушная) смесь воспламеняется от постороннего источника (электрической искры), в дизельном — под действием температуры, повышающейся при сжатии смеси. Потребление топлива дизелем на 20-30% меньше.[ …]

Насосные станции первого подъема должны снабжаться электроэнергией по двум фидерам от двух независимых источников энергии. Если бесперебойность питания электроэнергией не может быть гарантирована и если нет напорных резервуаров с достаточным запасом воды, следует устанавливать насосы, приводимые в действие тепловыми двигателями. Так как насосные станции первого подъема обьКчно удалены от котельных и на них не могут быть установлены паровые турбины, то наиболее подходящими являются бензиновые двигатели.[ …]

Насосные станции должны быть обеспечены бесперебойной подачей электроэнергии. Подвод ее к электродвигателям должен быть осуществлен по двум фидерам от двух независимых источников электроэнергии или от кольцевой энергосети. Если это сделать невозможно и затруднено устройство аварийного выпуска сточных вод, должен быть установлен резервный тепловой двигатель.[ …]

В насосных станциях перекачки производственных сточных вод, содержащих легковоспламеняющиеся, взрывоопасные вещества, следует устанавливать взрывобезопасные электродвигатели, пусковые устройства и приборы электроосвещения в соответствии с правилами устройства электроустановок и классификацией помещений по отраслевым нормам. В таких станциях установка тепловых двигателей запрещается.[ …]

В экологических системах роль входного потока может играть энергия пищи, а выходного — развиваемая организмами механическая мощность. Для процесса фотосинтеза входной энергией является энергия излучения Солнца, а выходной — свободная энергия химических связей глюкозы. В мышцах человека и животных на вход поступает энергия реакции гидролиза АТФ, выход обеспечивает механическую работу. Платой” за сопряжение в преобразователе потоков различных видов энергии (низкосортной и высокосортной) является диссипация, мерой которой является диссипированная мощность ц/.[ …]

Хотя некоторые пелагические отложения, образующиеся на спрединговых и ¿сейсмичных хребтах, сходны между собой, характер их разрезов существенно различен. На спрединговых хребтах отсутствуют какие-либо признаки мелководной седиментации; пелагические осадки накапливались здесь (в случае крупных океанов) преимущественно на глубинах 2600—2700 м [2155]. Асейсмичные же хребты «вырастали» местами до таких малых глубин, что на их поверхности перед погружением в результате прекращения вулканической деятельности могли развиваться мелководные карбонатные фации. Вулканический «тепловой двигатель» таких хребтов, действуя относительно короткое время, не был способен вызывать продолжительную гидротермальную разгрузку, свойственную спрединговым хребтам.[ …]

Наиболее распространенным источником ИК излучения техногенного происхождения является лампа накаливания. При температуре нити лампы накаливания 2300 — 2800 °К максимум излучения приходится на длину волны «1,2 мкм и около 95% энергии излучения приходится на ИК диапазон. Используемые для сушки и нагрева лампы накаливания с вольфрамовой нитью мощностью 1 кВт излучают в ИК диапазоне около 80% всей энергии. При понижении температуры общее содержание ИК излучения источника уменьшается. При температуре а.ч.т. 1550 К максимум излучения соответствует длине волны кт= ,7 мкм. При падении интенсивности в 70 раз максимум интенсивности соответствует Ли =10 мкм, а при Х„= 18 мкм интенсивность уменьшится в 700 раз. К числу спонтанных источников ИК излучения техногенного происхождения относятся также газоразрядные лампы, угольная электрическая дуга, электрические спирали из нихромовой проволоки, нагреваемые пропускаемым током, электронагревательные приборы, плазменные установки, печи самого различного назначения с использованием самого различного топлива (газа, угля, нефти, мазута, торфа и т. д.), электропечи, электротехнические устройства с неизбежным превращением доли электрической энергии в тепловую, двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели, ракетные и авиационные двигатели, МГД-генераторы, реакторы атомных станций и т. д. Человеческая цивилизация, являясь сложной диссипативной структурой, неизбежно связана с тепловым излучением.[ …]

пьезоэлектрический тепломеханический двигатель-генератор — патент РФ 2225671

Пьезоэлектрический тепломеханический двигатель-генератор относится к тепломеханическим двигателям, работающим при малом температурном градиенте, и пьезоэлектрическим генераторам. Для непосредственного преобразования энергии гравитационного поля в электрическую и механическую энергию пьезоэлектрический тепломеханический двигатель-генератор, содержащий вал, установленный в опорах с возможностью вращения, и радиально расположенные нитиноловые элементы, обладающие эффектом памяти формы и соединенные с массами, на которые воздействует гравитационное поле, дополнительно снабжен пьезоэлектрическими элементами с электродами, электроды соединены через выключатель с концами нитиноловых элементов, а массы воздействуют через рычаги на пьезоэлектрические элементы и периодически деформируют их. Технический результат — расширение эксплуатационных и функциональных возможностей путем непосредственного преобразования энергии гравитационного поля в электрическую и механическую энергию. 1 ил.

Рисунок 1

Формула изобретения

Пьезоэлектрический тепломеханический двигатель-генератор, содержащий вал, установленный в опорах с возможностью вращения, и радиально расположенные нитиноловые элементы, обладающие эффектом памяти формы и соединенные с массами, на которые воздействует гравитационное поле, отличающийся тем, что он снабжен пьезоэлектрическими элементами с электродами, электроды электрически соединены через выключатель с концами нитиноловых элементов, а массы воздействуют через рычаги на пьезоэлектрические элементы и периодически деформируют их.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится одновременно к тепломеханическим двигателям, работающим при малом температурном градиенте, и пьезоэлектрическим генераторам. Пьезоэлектрический тепломеханический двигатель-генератор сочетает свойства тепломеханического двигателя и пьезоэлектрического генератора. Может быть использован во всех областях народного хозяйства.

Известен пьезоэлектрический генератор, содержащий пьезоэлектрический элемент с электродами, работающий на изгиб (см. книгу В.В. Лавриненко, И.А. Карташева, B.C. Вишневского. Пьезоэлектрические двигатели. М.: Энергия, 1980 г., стр. 102-103).

Известный пьезоэлектрический генератор преобразует приложенную к ротору механическую энергию в электрическую, однако его конструкция не дозволяет осуществлять непосредственное преобразование энергии гравитационного поля в электрическую.

Известен тепломеханический двигатель, содержащий проходящие через зоны нагрева и охлаждения колесо с радиально расположенными изогнутыми биметаллическими элементами с массами на свободных концах (патент СССР 19407, кл. F 03 G 7/00, 1929 г.).

Известная конструкция двигателя не позволяет непосредственно преобразовывать энергию гравитационного поля в механическую энергию без внешних источников тепловой энергии.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является тепломеханический двигатель, содержащий частично погруженное в резервуар с горячей водой колесо с валом и радиально расположенными нитиноловыми элементами, обладающими эффектом памяти формы (SU 1094984 А, МПК 7 F 03 G 7/06, опубл. 30.05.1984 г. — прототип).

Известная конструкция двигателя не позволяет непосредственно преобразовывать энергию гравитационного поля в механическую энергию без внешних источников тепловой энергии.

Задача предлагаемого изобретения заключается в расширении эксплуатационных и функциональных возможностей путем непосредственного преобразования энергии гравитационного поля в электрическую и механическую энергию.

Технический результат достигается тем, что пьезоэлектрический тепломеханический двигатель-генератор, содержащий вал, установленный в опорах с возможностью вращения, и радиально расположенные нитиноловые элементы, обладающие эффектом памяти формы и соединенные с массами, на которые воздействует гравитационное поле, снабжен пьезоэлектрическими элементами с электродами, электроды электрически соединены через выключатель с концами нитиноловых элементов, а массы воздействуют через рычаги на пьезоэлектрические элементы и периодически деформируют их.

Наличие отличительных признаков обусловливает соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна».

Заявляемое техническое решение соответствует также критерию «изобретательский уровень», поскольку не обнаружено решений с признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа, и критерию «промышленная применимость».

Возможность достижения технического результата подтверждается нижеследующими теоретическими выводами: нагревание нитиноловых элементов возможно не только путем контакта их с нагретой жидкостью или газом, но и пропусканием по ним электрического тока (см. а.с. 612784, a.c. 598773, a.с. 700888, a.c. 817143). При деформации пьезоэлектрических элементов, которая возникает в результате воздействия на них силы веса массы, в цепи, соединяющей электроды пьезоэлемента, в момент замыкания ее выключателем возникает импульс тока (см. книгу С.П. Калашникова. Электричество. М.: Наука, 1977 г., стр.97-104, рис. 72, 74, 75). Следовательно, если создать условия, при которых будет возникать периодическая деформация пьезоэлементов, а по нитиноловым элементам периодически будет протекать ток, который их будет периодически нагревать, то в результате изменения размеров нитиноловых элементов возникнет дисбаланс масс. Если же при этом создать условия, при которых ток будет периодически протекать в нитиноловых элементах, расположенных с одной стороны от вертикальной оси симметрии, и в тот же самый момент времени не будет тока в нитиноловых элементах, расположенных с другой стороны от вертикальной оси симметрии, то вал двигателя придет во вращение под воздействием постоянно поддерживающегося дисбаланса масс.

Периодическую деформацию пьезоэлементов можно создать, если привести внешним толчком двигатель во вращение, при этом пьезоэлементы будут работать преимущественно на изгиб. Пьезоэлемент, работающий на изгиб, описан в книге С.Г. Калашникова. Электричество. М.: Наука, 1977 г., на стр.104, рис.75.

Условия, при которых ток будет периодически протекать в нитиноловых элементах, расположенных с одной стороны от вертикальной оси симметрии, и в тот же самый момент времени не будет тока в нитиноловых элементах, расположенных с другой стороны от вертикальной оси симметрии, можно создать конструктивно различными способами.

На чертеже схематично представлен общий вид пьезоэлектрического тепломеханического двигателя-генератора (промежуточные элементы конструкции не показаны).

Массы 1 закреплены на нитиноловых элементах 2, обладающих эффектом памяти формы. Нитиноловые элементы 2 закреплены на рычагах 3, которые шарнирно установлены на диске 4 с одной степенью свободы в вертикальной плоскости. Шарнирное соединение обозначено позицией 5. Рычаги 3 с одной стороны зафиксированны упорами 6, которые неподвижно закреплены на диске 4 и ограничивают движение (поворот) рычагов 3 против часовой стрелки. На диске 4 неподвижно закреплены пьезоэлементы 7 с электродами (на чертеже электроды не показаны). Электроды пьезоэлементов 7 электрически соединены проводником (проводом) 8 с концами нитиноловых элементов 2. Нитиноловые элементы 2 электрически изолированы от рычагов 3 и масс 1. Между пьезоэлектрическими элементами 7 и рычагами 3 установлены диэлектрические прокладки 9. Диск 4 выполнен из диэлектрического материала и установлен на валу 10. На диске 4 установлены по окружности концевые выключатели 11, а на опоре 12 установлены замыкающий сектор 13 и замыкающий сектор 14. Проводники 8 разомкнуты концевыми выключателями 11 (на чертеже условно-схематично изображен один концевой выключатель 11). Замыкающий сектор 13 установлен по вертикальной оси симметрии (на входе в правый верхний квадрант координатной плоскости). Замыкающий сектор 14 установлен по горизонтальной оси симметрии (на выходе из правого верхнего квадранта координатной плоскости). Замыкающие сектора 13 и 14 прикреплены к опоре 12 на таком расстоянии от плоскости диска 4, что обеспечивают замыкание концевых выключателей 11 при их входе в зону расположения замыкающих секторов. Все концевые выключатели 11 установлены на диске 4 строго под соответствующими им пьезоэлементами 7 (на чертеже виден только один выключатель).

Для того чтобы двигатель начал работать, ему надо сообщить толчок внешней силой. В начальный момент движения пьезоэлемент 7, находящийся в крайнем верхнем положении, не испытывает изгибающих нагрузок и его электроды не заряжены. После начала движения (по часовой стрелке, как указано на чертеже) соответствующий этому пьезоэлементу концевой выключатель 11 выйдет из зацепления с замыкающим сектором 13 и будет находиться в выключенном состоянии, т. е. электроды пьезоэлемента будут разомкнуты. По мере дальнейшего движения по окружности этот пьезоэлемент будет испытывать все возрастающий изгибающий момент от воздействия массы 1, который передается на пьезоэлемент через нитиноловый элемент 2 и рычаг 3. В результате этого воздействия возникнет соответствующая ему деформация пьезоэлемента, а в результате деформации пьезоэлемента на его электродах появится разность потенциалов. При входе этого пьезоэлемента и соответствующего ему концевого выключателя в зону расположения замыкающего сектора 14 концевой выключатель включится (замкнет электроды пьезоэлемента через проводник 8) и по нитиноловому элементу 2 пройдет импульс тока, который его нагреет. В результате нагрева нитиноловый элемент 2 изменит свои размеры (выпрямится и увеличит свою габаритную длину) и переместит закрепленную на нем массу 1, что создаст общий дисбаланс масс, который будет поддерживать вращение двигателя.

При выходе пьезоэлемента 7 и соответствующего ему концевого выключателя 11 из зоны расположения замыкающего сектора 14 концевой выключатель выключится (разорвет цепь) и на электродах останутся индуцированные заряды. При дальнейшем повороте на 270o нитиноловый элемент 2 будет охлаждаться окружающим воздухом и снова изменит свои размеры в противоположном направлении (примет ту форму и размеры, которые он имел до нагрева), поддерживая тем самым общий дисбаланс масс. При вхождении в зону замыкающего сектора 13 концевой выключатель 11 снова включится (замкнет цепь) и по нитиноловому элементу 2 пройдет импульс тока разряда, который снова его нагреет. Дальше процесс повторится и в результате постоянно поддерживающегося дисбаланса масс двигатель будет вращаться со скоростью, при которой нитиноловые элементы будут успевать охлаждаться.

Турнир юных физиков | Абитуриент Онлайн

В середине ноября  2019 г. в Воронеже состоится региональный этап Международного турнира юных физиков-2020.
Задачи турнира- в прикрепленном файле.
На Воронежском турнире  будут рассматриваться следующие задачи:
лига юниоров (7-9 класс) 1, 2, 3, 5, 6, 10, 14, 17, 
первая лига ( 9-11 класс)      1, 2, 3, 5, 6, 7 8, 10, 14, 17 

28 сентября приглашаем на семинар по подготовке к турниру в ВГУ , Университетская пл. 1, ауд.227

в 14.00 — учителей и наставников команд,

в 14.30 — учителей, наставников команд и  школьников.

Тел. для справок — 8-951-5486546, Елена Ивановна

Задачи Всероссийского турнира юных физиков 2019-2020

 

1. Сделай сам

Разработайте прибор для измерения тока, основанный на выделяющемся при его протекании тепле. Определите систематические и случайные погрешности, а также границы применимости метода измерения.

2. Незаметная бутылка

Поставьте бутылку перед горящей свечой. Если подуть на бутылку, свеча может потухнуть, как если бы бутылки не было. Объясните данное явление.

3. Звуковая труба

Звуковая труба — это игрушка из гофрированной пластиковой трубки. Если её вращать, она будет издавать звук. Изучите издаваемые трубкой звуки и влияние существенных параметров на их свойства.

4. Поющие ферриты

Поместите ферритовый стержень внутрь катушки, подключённой к генератору сигналов. На некоторых частотах стержень начнёт издавать звук. Исследуйте явление.

5. Сладкий мираж

Фата-моргана — название одного из видов миражей. Подобный эффект можно наблюдать, пропуская луч лазера через жидкость с переменным показателем преломления. Исследуйте это явление.

6. Саксонская миска

Миска с отверстием в дне утонет, если её положить на воду. Саксы использовали такое устройство для измерения времени. Исследуйте параметры, определяющие время затопления.

7. Шары на нити.

Проденьте нить через отверстие в шарике так, чтобы шар мог свободно двигаться вдоль нити. Другой шар прикрепите к концу нити. При периодических движениях свободного конца нити можно наблюдать сложные движения двух шаров. Исследуйте данное явление.

8. Фильтр из мыльной плёнки

Тяжёлая частица может упасть сквозь горизонтальную мыльную плёнку, не разрушая её. Лёгкая частица, напротив, может остаться на поверхности. Исследуйте свойства такого фильтра.

9. Магнитная левитация

При некоторых условиях якорь магнитной мешалки может подняться и устойчиво висеть в вязкой жидкости, продолжая вращаться. Исследуйте причины динамической устойчивости якоря.

10. Проводящие линии

Нарисованная карандашом на бумаге линия может проводить ток. Исследуйте электрические характеристики такой линии.

 

11. Плывущие спеклы

Посветите лазером на тёмную поверхность. Внутри светового пятна вы увидите зернистый узор. Если наблюдать его при помощи медленно перемещающейся камеры или глаза, узор будет двигаться относительно поверхности. Объясните это явление и исследуйте, как движение зависит от существенных параметров.

12. Многоугольный вихрь

У дна неподвижного цилиндрического сосуда, частично заполненного водой, расположена вращающаяся пластина. При некоторых условиях поверхность жидкости принимает форму, похожую на многоугольную. Объясните и исследуйте данное явление.

13. Осциллятор на трении

Поместите массивное тело на два одинаковых параллельных горизонтальных вала, вращающихся с одной скоростью, но в разные стороны. Исследуйте, как движение тела зависит от существенных параметров системы.

14. Падающая башня

Положите одинаковые диски друг на друга, чтобы получилась устойчивая башня. Резко подействовав на нижний диск, можно вытолкнуть его так, что остальная башня приземлится и устоит. Исследуйте это явление и определите условия, при которых башня останется стоять.

15. Солонка и перечница

Если просто трясти солонку или перечницу, то их содержимое высыпается довольно медленно. Скорость высыпания можно увеличить, если тереть их по дну каким-нибудь предметом. Объясните это явление и исследуйте, как скорость высыпания зависит от существенных параметров.

16. Нитиноловый двигатель

Наденьте нитиноловую проволоку на два параллельных несоосных шкива. Если теперь один из шкивов поместить в горячую воду, то проволока, сокращаясь, начнёт вращать шкивы.  Исследуйте параметры такого двигателя.

17. Игральная карта

Обычная игральная карта может пролететь довольно большое расстояние, если закрутить её при броске. Исследуйте параметры, влияющие на дальность и траекторию полёта.

Нитиноловый двигатель — AstroMedia

€34,90

Цены вкл. НДС плюс стоимость доставки

Номер продукта:

463.NTM


Фантастический подарок и настоящее зрелище!

Мы рады предложить вам первый в мире массовый двигатель Nitinol такой конструкции. Покажите его тем, кто интересуется технологиями или альтернативными источниками энергии: будьте уверены, они будут поражены, не в последнюю очередь, доступной ценой. На самом деле ничего подобного нет ни в Европе, ни где-либо еще в мире.

Сердцем этой очень необычной тепловой машины является кольцо из тонкой нитиноловой проволоки (0,3 мм). Все, что ему нужно, это немного теплой воды, и тогда нитиноловый мотор начинает без устали вращаться и стучать.

Нитинол, сплав никеля и титана, обладает очень необычными свойствами: в нагретом состоянии он становится жестким и эластичным, как пружинная сталь, но при температуре ниже определенной температуры становится гибким, как мягкое железо. Вы можете повторять это сколько угодно раз, нитинол всегда возвращается к своей прежней форме при нагревании, внезапно и с поразительной силой. Температура защелкивания нашего нитинолового проволочного кольца составляет 45°.

А вот как работает нитиноловый мотор: На воздухе провод мягкий; там, где он погружается в 50-градусную теплую воду, он внезапно становится жестким и прямым. Но из-за того, что колесо с канавками заставляет его двигаться по кривой, оно должно двигаться вверх. При этом он тянет новый кусок проволоки за собой в теплую воду, после чего все начинается сначала.

Основной принцип, изобретенный Фредериком Вангом в 1985 году, эффективен даже при низких перепадах температур и имеет большой потенциал в будущем для производства альтернативной энергии.

Запасной провод для нитинолового мотора  здесь :

Подробный иллюстрированный отчет о строительстве можно найти  здесь .

Шкала аспирации: Средний
Временная шкала: 2,0 часа

  • Подробности

    Правильно

    предварительно вырезанный и напечатанный строительный картон для сборки, 6 x DIN A4 с подробными инструкциями по сборке с обширным набором аксессуаров…
    Более

  • Приложения к продукту

    Правильно

  • Изготовление посуды

    Правильно

  • Скидка за количество

    Правильно

Информация о продукте «Нитиноловый двигатель — AstroMedia»

предварительно вырезанный и напечатанный строительный картон
для сборки, 6 x DIN A4
с подробными инструкциями по сборке
с многочисленными аксессуарами, такими как проволочное кольцо из нитинола, оси и колеса
Банка для напитков и свеча для чая не входят в комплект поставки.
Размеры в собранном виде: ок. 16 x 14 x 19 см (Ш/Г/В), без соединительных стержней

Для сборки вам потребуется следующее

> подушка для резки

> острый канцелярский нож, напр. канцелярский нож

> хороший универсальный клей, напр. клей для рукоделия

> немного мелкой наждачной бумаги, напр. напильник из песочного листа

> несколько бельевых прищепок

> острые ножницы

Количество

Цена за единицу

К

10

€34,90

К

25

€33,16

К

100

€31,41

Из

101

€29,67

Удивительная нитиноловая тепловая машина: чистая, обильная свободная энергия

Нитиноловая тепловая машина — это простой, но мощный двигатель, который можно использовать для безопасного и надежного производства чистой энергии в изобилии. Пока у вас есть источник холодного воздуха или жидкости и источник горячего воздуха или жидкости одновременно, этот двигатель может генерировать для вас бесплатную энергию почти бесконечно.

В этой статье вы узнаете об уникальном свойстве нитинола «памяти формы» и о том, как создать его для удовлетворения ваших энергетических потребностей.

Нитинол, также известный как никель-титан, представляет собой металлический сплав с невероятно уникальным свойством, известным как «память формы». Это поведение характеризуется температурой, ниже которой металл легко поддается гибкости, а выше которой он возвращается к своей первоначальной форме со значительной силой. Сценические фокусники разъедают ваше сердце. Если бы мы сделали солнцезащитные очки из нитинола, то больше не было бы такой катастрофы, когда кто-то садится или наступает на их очки.

СОДЕРЖАНИЕ

История

Мир Нитинол получен из его состава и где он был обнаружен: ( Ni кель Ti титан- N аваль O rdnance L лаборатория). В то время как свойства памяти формы металлических сплавов были впервые обнаружены в 1932 году шведским химиком Арне Оландером (1) с использованием сплава золота и кадмия, эффект памяти формы нитинола впервые наблюдали Уильям Дж. Бюлер (2) и Фредерик Ван (3) в в Лаборатории артиллерийского вооружения ВМС США в 1959 году.(4)(5) На момент открытия целью Бюлера было создание износостойкого, термостойкого и ударопрочного носового обтекателя для ракет. Убедившись, что никель-титанового сплава 1:1 будет достаточно, он представил образец на собрании руководства в 1919 году.61.  Образец металлического сплава был сложен гармошкой и раздан посетителям. Один из участников вынул зажигалку, нагрел металл, и ко всеобщему удивлению металл растянулся и принял прежнюю форму.(6)

Еще в 1974 году исследователи успешно производили работающие нитиноловые тепловые двигатели. В Силвер-Спрингс, штат Мэриленд, в 1978 году была проведена конференция, спонсируемая ВМС США и Министерством энергетики, на которой «семь изобретателей представили восемь различных прототипов двигателей, все в рабочем состоянии». Все прототипы можно найти в статье под названием Материалы конференции по тепловым двигателям NITINOL (1978 г.). (7)

ВМС США заявили Министерству энергетики, что разработка нитинолового теплового двигателя послужит национальным интересам, помогая снизить зависимость от нефтяной энергетики, но мощность энергетического промышленного комплекса слишком велика, поскольку мы видел много раз раньше, и эта технология была в основном заметена под ковер и забыта.

Как работает «память формы»?

Форму с памятью можно установить, удерживая нитиноловую проволоку в заданной форме, нагревая металл до 500°C (950°F), а затем быстро охладить погружением в воду. После установки проволоку можно согнуть или деформировать практически любым возможным способом. Затем, если вы нагреете нитинол до температуры перехода, он резко вернется к своей -тренированной -форме со значительной силой (до 55 тонн на квадратный дюйм).

Тот факт, что нитинол, обработанный охлаждением, делает его гибким и с ним легко работать, делает его идеальным для создания эффективных, дешевых, надежных и безопасных двигателей.

Преимущества нитинола

  • Изготовлен из распространенных элементов: никель и титан
  • Защита от коррозии(9)
  • Может работать дни, недели или годы без обслуживания
  • Можно эффективно увеличить мощность этого двигателя до киловатт или мегаватт
  • Когда-то его было сложно изготовить, но в последних достижениях это было преодолено
  • Срок службы более чем в два раза превышает срок службы нержавеющей стали и более чем в десять раз превышает срок службы обычных титановых сплавов при значительно более низком коэффициенте трения (10)

Недостатки нитинола

  • Могут возникнуть трудности при сварке с другими материалами
  • Некоторые составы сплавов более подвержены усталости, чем другие

Возможные источники тепла для нитиноловых двигателей

Разработанные с низким перепадом температур, нитиноловые тепловые двигатели могут использовать тепло от трения (или общепромышленное сбросное тепло) или тепло могут браться непосредственно из окружающей среды (солнечная, геотермальная, земляная) источник и др. ). Они также могут питаться за счет повторяющихся химических реакций с использованием газов или даже с использованием относительно небольшого количества электричества.

Новые разработки в области производства нитинола позволили снизить температуру перехода нитинола до комнатной температуры. Нитинол с температурой воздуха может быть лучшим для большинства применений, потому что двигатель может работать при температуре воздуха (более 69 градусов по Фаренгейту) и холодной воде. Нет необходимости нагревать воду, так как тепло будет поставлять сам воздух, а задача поддержания работы двигателя будет заключаться в том, чтобы холодная сторона была холоднее примерно на 20 градусов.

Нитинол не загрязняет окружающую среду, безопасен, дешев в производстве и является заслуживающим внимания вариантом для тех, кто хочет отключиться от сети или сократить свои счета за электроэнергию до нуля.

Как сделать тепловую машину из нитинола

Существует множество различных способов изготовления тепловой машины из нитинола. На изображениях ниже показан нитиноловый тепловой двигатель, построенный компанией Ridgeway Banks в начале 1970-х годов. Другим ресурсом для вас является эта статья The Banks Engine , созданная банками Ridgeway. (8) MEMORY нитинол, не сверхэластичный. Большая часть нитинола, доступного сегодня на рынке, является сверхэластичной. Разница между сверхэластичным нитинолом и нитинолом с памятью формы принципиальна, но у многих она вызывает недоумение. Сверхэластичный нитинол очень упругий, а это означает, что вам будет очень трудно согнуть его, чтобы установить. С другой стороны, нитинол с памятью формы можно легко согнуть при низких температурах, а затем нагреть для создания заданной формы.

Прочность в зависимости от диаметра проволоки

Если вы знаете конкретное усилие, которое вам потребуется для создания нитинола, важно отметить, что проволока Heavy Duty диаметром 0,020 дюйма (0,5 мм) может оказывать усилие примерно 8 фунтов (36 Н). Помните, что более толстый провод намного лучше виден и более захватывающий, чем стандартный провод.

Заключение

Я надеюсь, что эта статья о тепловых двигателях из нитинола вдохновила вас. Я также надеюсь, что это позволит небольшим инженерам, изобретателям и ремонтникам разработать небольшой двигатель, который люди смогут использовать для питания своих домов и предприятий. Оставьте комментарий ниже, если вы работали с нитинолом или производили тепловую машину из нитинола.

Больше технологий свободной энергии

Нитинол Энергия выходит из тени

ЭТОТ ПОСТ СОСТОИТ В ДВУХ ЧАСТЯХ.

ПЕРВАЯ ВЗГЛЯД НА НОВЫЙ ТЕПЛОВОЙ ГЕНЕРАТОР ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА (НИТИНОЛ).

ВТОРАЯ ЭТО ОБРАЗЕЦ ГЛАВЫ №1 НАШЕЙ НОВОЙ КНИГИ О СПЛАВАХ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ И ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ: «НИТИНОЛ НА ПРОСТОМ ЯЗЫКЕ», Джо Келлогг. 2017.

Взгляните на этот новый нитиноловый тепловой генератор, который называется EFA (Электричество из воздуха).

Это не «тепловой двигатель», так как он не требует тепла. Этот генератор использует только изменение температуры в любом доступном диапазоне, включая нормальную температуру наружного воздуха, от 45F и выше.

Он отлично работает в прохладном и темном, влажном или пыльном и изолированном месте. (см. вторую ссылку на видео ниже)

Генераторы EFA требуют, чтобы температура изменялась в пределах диапазона преобразования стержней из сплава с памятью формы, которые находятся в устройстве. Каждый из этих точно запрограммированных нитиноловых стержней многократно трансформируется в течение десятилетий в поршневое движение, чтобы автономно генерировать энергию и хранить ее без использования батарей.

Вот наш новейший генератор. В этом демонстрационном устройстве используется более горячий воздух, чтобы его можно было использовать «из коробки». Нитиноловые стержни получают регулируемое изменение температуры от 190F до 200F в демонстрационных целях (и для имитации варианта использования «Промышленное отходящее тепло»).

Генераторы EFA работают в темноте, в океане, в условиях пыли и пустыни или при любых других стандартных температурах наружного воздуха.

В этом примере мы используем не само тепло, а просто температурный диапазон 190F-200F, который имитирует отработанное тепло и позволяет создать очень маленькое портативное устройство, которое мы можем продемонстрировать, используя этот тип мини-гриля или установленный на источнике отработанного тепла клиента.

Этот особый дизайн гриля предназначен для использования в развивающихся странах, где для приготовления пищи используются дрова. Непрерывное производство электроэнергии такого типа окажет большое влияние на бедных, особенно там, где используются дрова, и было бы полезно непрерывное электричество без батарей или технического обслуживания.

Вот первое видео о том, как он работает, вырабатывая 55 Вт непрерывного электричества за счет изменений температуры нитинолового стержня, создавая поршневое действие. Этот блок питания мощностью 55 Вт — всего лишь демонстрация этой конструкции. В настоящее время в нашей лаборатории масштабируются на несколько порядков.

В этом устройстве происходит преобразование от 200F до 190F с использованием жалюзийных крышек на стержнях, которые позволяют постоянно повторять этот диапазон.

Вторая половина видео выше представляет собой обзор нашего полного генератора EFA, который делает то же самое, но с добавлением запасенной энергии, использующей гидравлику вместо батареи.

Вот видео, показывающее некоторые из наших многочисленных прототипов, а также пару генераторов EFA, зажигающих светодиоды в темноте и при изменении температуры воздуха днем. (Знайте, что для их запуска требуется два дня, так как мы подняли давление в блоках после «холодного запуска» без давления, чтобы полностью протестировать генераторы, используя только обычные изменения температуры наружного воздуха.

Эти устройства будут плавно масштабироваться, и мы разрабатываем проекты по индивидуальной настройке для клиентов, чтобы обеспечить это. Эффективность устройства превосходна для этой стадии разработки. На горизонте мы рассчитываем на установку нитиноловых генераторов на уровне сети в течение 6–7 лет.

Выдержки из: Нитинол на простом языке

Автор Joe Kellogg, 2017.

Раздел I. Введение в нитинол

0201

Вот некоторые главы, которые мы опубликуем отдельно. Полный том «Нитинол на простом языке» можно получить в исследовательских лабораториях Kellogg’s Research Labs и Electricity From Air со штаб-квартирой в Гудзоне, штат Нью-Гэмпшир, с торговым и демонстрационным офисом в Силиконовой долине.

Глава 2: Что вызывает эффект памяти формы?

Раздел II: Работа со сплавами нитинола

Глава 6: Другие сплавы нитинола

Chapter 7: Nitinol Manufacturing & Metalworking

Chapter 8: Heat Engine Design

Chapter 9: Non-Shape Memory and Superelastic Applications of Nitinol Alloys

Chapter 1: Краткая история нитинола и эффекта памяти формы

           Марк Твен однажды сказал, что случай — мать изобретения. Возьмем, к примеру, электрическую лампочку, хотя Томас Эдисон известен тем, что изобрел электрическую лампочку, он уже знал, что провод светится, когда он проводит электричество. Это было обнаружено намного раньше, совершенно случайно ученым Джеймсом Прескоттом Джоулем, который количественно определил количество тепла, выделяемого электричеством, проходящим через проводник. Ну, нитинол ничем не отличается.

           Важно отметить, что нитинол не был первым обнаруженным сплавом с памятью формы. Исследователи экспериментировали с золотом-кадмием с 1939 года, но эффект памяти формы был минимальным, а материал был чрезвычайно дорогим (100 долларов за грамм). Нитинол был открыт блестящим молодым ученым по имени Уильям Дж. Бюлер. Бюлер был металлургом в Naval Ordinance Labs (NOL), работая над проектом по разработке носового обтекателя для ракеты Polaris, способного выдерживать высокую температуру при входе в атмосферу Земли.

           Бюлер назвал этот проект «скучным» и надеялся, что появится что-то «интересное». Что ж, так оно и было, но не так, как можно было бы ожидать. Бюлер рассматривал сплавы с двумя твердыми состояниями в качестве возможных материалов для носового обтекателя. Он выбрал около 60 сплавов для дальнейшего изучения из книги под названием Конституция бинарных сплавов , одним из которых был нитинол. Когда он делал слитки для испытаний, он намеренно уронил один из холодных на пол. Надеясь услышать ясный колокольный звон, указывающий на то, что металл обладает свойствами, на которые он надеялся. Вместо этого он издал глухой удар, словно мешок с мукой упал на землю.

           Обеспокоенный тем, что слиток заполнен внутренними дефектами, он уронил один из еще не остывших слитков. Это вернуло чудесный колоколообразный звон. Однако после охлаждения слитка в воде раздался глухой свинцовый стук, как и в первый раз. Это первое указание на то, что нитинол имеет существенно иное двойное состояние. Бюлер назвал свой сплав нитинол для Ni ckel- Ti tanium N aval O rdinance L лаборатории. Все это произошло в 1959 году. Однако способность нитинола к памяти формы не была открыта до встречи в лаборатории в 1961 году. и снова. Его проект был передан на рассмотрение, и его техник демонстрировал усталостные свойства высокопоставленным чиновникам. Во время этой презентации один из присутствующих официальных лиц нагрел нитинол зажигалкой, после чего он быстро выпрямился.

           Это, конечно, вызвало бурю негодования в научном сообществе. Этот материал может выдерживать слабое тепло и генерировать механическую энергию! Многочисленные ученые начали экспериментировать с тем, как построить двигатели с нитинолом, которые могли бы использовать энергию низкого качества и преобразовывать ее в энергию очень высокого качества, которую можно было бы использовать для выполнения работы. Кульминацией этого стала Конференция по тепловым двигателям с нитинолом, организованная Центром надводных вооружений ВМФ (ранее Лаборатория боеприпасов ВМФ) в 1974 году. уже сделано и что еще необходимо сделать, чтобы нитиноловые тепловые двигатели стали реальностью. Презентации с этой конференции доступны в книге Материалы конференции по нитиноловым тепловым двигателям .

          В этот момент казалось, что активность вокруг нитинола почти иссякла и исчезла. Перед конференцией исследователи нитинола были представлены на таких новостных каналах, как NBC и BBC. После этого на протяжении более двадцати лет крупные телевизионные сети почти не уделяли внимания нитинолу. Это привело к возникновению всевозможных теорий заговора, начиная от нитинола, хранящегося для сверхсекретных правительственных экспериментов, и заканчивая тем, что нитинол является инопланетной технологией, которая была обнаружена во время аварии в Розуэлле.

           Однако реальность совсем другая. За кулисами ученые-материаловеды усердно работали, чтобы выяснить, КАК работает нитинол. Чтобы полностью оптимизировать нитиноловую тепловую машину, необходимо понять, что происходит, когда нитинол подвергается эффекту памяти формы. Подробнее об этом будет рассказано в главе 2.  

           В следующий раз, когда нитинол появился на публике, его не называли нитинолом, а просто титаном. Конечно, это неправильное название, поскольку в нитиноле чуть больше никеля, чем в титане. Это новое публичное выступление даже не демонстрировало эффект памяти формы, как люди были так взволнованы ранее. Нет, это было совершенно другое, и оно продавалось под торговой маркой Flexon® компанией Marchon Eyewear.

           Выпущенный в публичную продажу в 1995 году, Flexonâ был необычен тем, что его можно было сгибать, подвергая невероятным искажениям, и он просто возвращался к своей первоначальной форме, как только вы его отпускали. Как только Nike начал использовать его в своей линейке очков Vision, спортсмены повсюду начали его скупать. Прошли те времена, когда вы регулярно разбивали очки только потому, что вели активный образ жизни. Вы можете сесть на них, вы можете намеренно согнуть их, вы можете схватить кого-нибудь в футболе, и они просто отскочат назад. Эти очки будут прощать эти удары снова и снова — казалось бы, навсегда. Люди, которые разбивают свои очки каждые полгода, теперь могут прожить несколько лет на одной оправе. Оправы были названы «сверхэластичными».

           Как только был открыт сверхэластичный нитинол, вскоре хирурги начали использовать его при работе с людьми. Сосудистые стенты были одним из первых применений, потому что стент можно было сложить настолько плоско, что его можно было ввести через мельчайшие отверстия в кровоток пациента, что сводило к минимуму время восстановления. Оказавшись на месте, сверхэластичная нитиноловая проволока могла выдерживать серьезную деформацию и на порядок превосходила нержавеющую сталь.

           Для сравнения: сверхэластичные нитиноловые стенты способны подвергаться 30-процентной деформации с предполагаемым сроком службы до отказа более 10 000 000 циклов. Нержавеющая сталь, с другой стороны, может выдерживать деформацию всего 0,5% при усталостной долговечности около 1 миллиона циклов. Это сделало внутрисосудистые стенты чем-то, что можно было считать постоянным, никогда не нуждающимся в замене.

           Единственный вопрос, который возник у медицинского сообщества, связан с тем, что нитинол состоит более чем на 50% из никеля, а у людей возникает аллергия на никель. Да, как ни странно, наша пятицентовая монета сделана из металла, на который у нас аллергия. Конечно, это потенциально может вызвать огромные проблемы для пациентов, если достаточное количество никеля растворится из нитинола и попадет в кровоток. К счастью, исследователи быстро обнаружили, что биосовместимость нитинола не имеет себе равных и что врачи могут свободно имплантировать его пациентам любым способом, который они считают нужным.

           С тех пор нитинол заменил другие сплавы почти во всех типах имплантатов в человеческом теле. Исследователи обнаружили, что он является отличным материалом для замены тазобедренного сустава, потому что явление сверхэластичности гасит вибрации, вызванные ходьбой, что значительно продлевает срок службы замены сустава. Из-за широкого спектра использования нитинола в хирургических имплантатах, медицина является крупнейшим потребителем нитинола во всем мире. Вторым по величине потребителем нитинола является производство очков.

           Но что случилось с интересом к эффекту памяти формы, который когда-то озарил научное сообщество? Что ж, пока все это происходило, Национальный научный фонд (NSF) спонсировал исследования в области материаловедения в университетах по всей территории Соединенных Штатов. Эти небольшие независимые исследовательские группы получили множество интересных и полезных сведений о нитиноле.

           Для организации всех этих исследований и обмена полученными знаниями Американское общество материалов (ASM) создало группу технологий памяти формы и сверхэластичных технологий (SMST), которая будет собираться каждые восемнадцать месяцев для обсуждения последних достижений в материаловедении нитинола. . Первая встреча в 19С 97 года, собрав экспертов со всего мира, SMST начала подтверждать выводы о всевозможных вещах. Были открыты новые сплавы нитинола. Эти сплавы, названные 55-нитинол, 60-нитинол и 65-нитинол из-за приблизительного процентного содержания никеля, имели несколько иные свойства, чем обычный нитинол. Вскоре ученые обсуждали добавление третьего и четвертого элементов в сплавы нитинола, чтобы изменить свойства и получить что-то более желательное. Все это будет более подробно рассмотрено в главе 4.

           Со всеми этими исследованиями в области материаловедения нитинола и последующими открытиями это вызвало новый интерес со стороны ученых-механиков. В 2012 году General Motors объявила, что они работают над нитиноловым тепловым двигателем, который будет улавливать отработанное тепло от выхлопных газов двигателя и генерировать электричество. Надежда здесь заключалась в том, чтобы заменить генератор и использовать меньше топлива.

           Затем в 2013 году исследовательские лаборатории Kellogg опубликовали сообщение о том, что они построили генератор, способный использовать энергию ежедневных изменений температуры воздуха. В своем отчете KRL заявила, что их тепловой КПД составляет от 1 до 4 процентов. Это совершенно ужасно по сравнению с автомобилями, которые работают с КПД примерно 25%, или электростанциями, которые производят электричество для питания нации, которые работают с КПД 43%. Однако, в отличие от этих систем, количество тепловой энергии, ежедневно выбрасываемой атмосферой, на несколько порядков превышает всю мощность, вырабатываемую всеми электростанциями на Земле, и она бесплатна. Итак, 1% от очень большого числа — это все же очень большое число.

Рик Лемберг — вице-президент KRL и EFA — Офис в Силиконовой долине

www.ElectricityFromAir.com [email protected]

www.KelloggsResearchLabs.com [email protected]

Офис: 850-77772

▷ 3d модели нитинолового двигателя 【STLFinder 】

нитинол

вещьвселенная

материал памяти

может быть активирован для движения и т. д.

Солнечный трекер с использованием нитинола

грабкад

Конструкция Пружина и рейка, шестеренчатый механизм с использованием SMA

Нитиноловый медицинский стент 3D-модель

cgtrader

3д модель плетеного стента
Также включен участок сосудистой стенки с текстурами 4k.
Базовый материал SSS включен
Прикрепленная сцена в MarmoseToolbag 4
Сцена освещена HDRI (в комплекте)
Стент — 100992 полигона

двигатель

грабкад

двигатель

двигатель автомобиля

грабкад

двигатель автомобиля

двигатель автомобиля

грабкад

двигатель двигатель

двигатель литой задний

грабкад

Двигатель задний литой

Двигатель карбюратора

грабкад

карбюратор — SMK Negeri 3 Metro

Двигатель

скетчфаб

Описание не предоставлено.

двигатель

грабкад

двигатель с ПО

двигатель

грабкад

6-цилиндровый роторный двигатель

двигатель

грабкад

полностью собранный

Двигатель

грабкад

Двигатель или двигатель — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую энергию. …Тепловые двигатели сжигают топливо для создания тепла, которое затем используется для выполнения работы.

Двигатель

грабкад

Двигатель в сборе

Двигатель

грабкад

Двигатель или двигатель — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую энергию.

ДВИГАТЕЛЬ

грабкад

ДВИГАТЕЛЬ С ОДНИМ ЦИЛИНДРОМ И ВМЕСТЕ С ПОРШНЕМ.

Двигатель

грабкад

Одноцилиндровый двигатель

Двигатель

грабкад

простая концепция двигателя

ДВИГАТЕЛЬ

грабкад

Двигатель или двигатель – это машина, предназначенная для преобразования одной или нескольких форм энергии в механическую энергию. …Доступные источники энергии включают потенциальную энергию, тепловую энергию, химическую энергию, электрический потенциал и ядерную энергию

двигатель

грабкад

теория машин

ДВИГАТЕЛЬ

грабкад

ЭТО ДВИГАТЕЛЬ, МОДЕЛИРОВАННЫЙ В CATIA

двигатель

грабкад

двигатель

двигатель

грабкад

конструкция двигателя

двигатель

грабкад

двигатель двигатель

двигатель

грабкад

Проверка шланга

Двигатель

грабкад

Смоделировано и собрано в Catia V5R21. … KeyShot используется для рендеринга.

двигатель

грабкад

Двухтактный двигатель

Двигатель

грабкад

Двигатель

Двигатель

грабкад

Двигатель

Двигатель

грабкад

ДВИГАТЕЛЬ

Однопроволочный нитиноловый двигатель — БАНКИ; RIDGWAY M.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится к тепловым двигателям и, более конкретно, к тепловому двигателю с нитиноловым приводом с одним проводом.

2. Описание предшествующего уровня техники

Изобретатель настоящего изобретения также является изобретателем нитиноловых тепловых двигателей Banks, патент США No. №3,913 326, выданном 21 октября 1975 г., и патент США No. № 4,257,231, выданный 24 марта 1981 г. Раздел «Уровень техники» патента США No. В патенте США № 3913326 излагается статус предшествующего уровня техники на момент подачи заявки на этот патент в апреле 1974 года. В разделе «Сущность изобретения» этого патента описывается рабочий материал, нитинол, как термочувствительный материал с памятью. . Это тот же самый материал, который используется для питания настоящего изобретения. Этот материал также называют сплавом с памятью формы.

Раздел «Уровень техники» патента США No. В патенте США № 4 257 231 изложен статус предшествующего уровня техники, сложившийся между моментом подачи заявки на более ранний патент в 1974 г. и подачей заявки на последний патент в сентябре 1979 г. «Уровень техники» и «Краткое изложение изобретения». «разделы патента США. В US 4257231 изложены проблемы, существовавшие в известном уровне техники на момент подачи заявки на патент США № 4257231. Была подана заявка № 4 257 231.

Настоящее изобретение представляет собой попытку упростить основные решения проблем, которые были достигнуты в патенте США No. 4,257,231 в однопроволочный нитиноловый двигатель, который можно использовать в демонстрационных целях и который имеет гораздо более легкую и простую конструкцию, чем известные до сих пор рабочие нитиноловые двигатели.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой однопроволочный нитиноловый двигатель, который содержит пару рычагов, один из которых зафиксирован от перемещения относительно другого. Другой рычаг выполнен так, что один его конец совершает возвратно-поступательное движение по прямой линии к другому неподвижному рычагу и от него. Нитиноловая проволока в форме пружины закреплена между концами двух рычагов; между концом возвратно-поступательного рычага и соответствующим концом неподвижного рычага.

Предусмотрено средство, которое входит в зацепление с рычагами для возвратно-поступательного движения концов рычагов, к которым прикреплена нитиноловая проволока, между парой ванн с горячей и холодной температурой. Шатун соединен между возвратно-поступательным рычагом и коленчатым валом, посредством чего возвратно-поступательное движение рычага вращает коленчатый вал. Эта простая конструкция позволяет поглощать энергичное изменение формы, которое происходит в нитиноловой проволоке, парой рычагов и преобразовывать во вращательное движение кривошипного вала и использовать для обеспечения небольшого количества динамической энергии.

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, важной задачей настоящего изобретения является создание нитинолового двигателя с одним проводом.

Также целью настоящего изобретения является создание нитинолового двигателя очень простой конструкции с прямым отбором мощности.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание нитинолового двигателя с одной проволокой, полностью регулируемого для компенсации изменений, которые происходят в рабочих характеристиках проволоки, когда она обучается более эффективно повторять цикл от работы в течение периода время.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание демонстрационного нитинолового двигателя, который может работать с ваннами с горячей и холодной температурой, которые не нуждаются в снабжении рециркулирующими жидкостями.

Другие цели настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении описания предпочтительного варианта осуществления в сочетании с прилагаемыми чертежами. cl ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения;

РИС. 2 — его торцевая проекция;

РИС. 3 — его вид сбоку;

РИС. 4 представляет собой частичный вид сверху фиг. 5; и

РИС. 5 представляет собой частичный разрез по линии 5-5 на фиг. 2.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой тепловую машину, использующую термочувствительные элементы из материала с памятью формы. Более конкретно, это простой нитиноловый двигатель с одним проводом, основанный на основном принципе моего предшествующего патента США № 1055555. № 4,257,231 в сильно модифицированной и упрощенной форме.

Термочувствительный нитиноловый проволочный элемент 11, обеспечивающий питание изобретения, лучше всего виден на ФИГ. 1, и обладает свойством памяти, характерным для укорочения и удлинения при термоциклировании. Проволоку предварительно обрабатывают в холодном состоянии так, что она удлиняется при охлаждении ниже температуры фазового перехода и укорачивается при нагревании выше температуры фазового перехода.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения лучше всего виден на фиг. 1, и включает в себя пару вертикальных опорных стоек 13, прикрепленных к плоскому горизонтальному основанию 15. Стойки поддерживают пару продолговатых контейнеров 17 для текучей среды, которые предназначены для содержания ванн с горячей и холодной температурой. В предпочтительном варианте контейнеры для жидкости приподняты и прикреплены к основанию 15, так что они не двигаются во время работы машины, тем самым предотвращая возможное механическое воздействие на рабочий механизм машины. Для облегчения опорожнения контейнеров после использования предусмотрена пара съемных лотков 19.размещены на опорной стойке для хранения горячих и холодных жидкостей, чтобы жидкости можно было легко извлечь из машины, сняв поддоны.

Подвижный вал 21, который лучше всего виден на ФИГ. 1 и 3, установлен на опорных стойках 13 на концах пары кривошипов 23, посредством чего он перемещается по дуге попеременно из положения над одним из резервуаров 17 для жидкости в положение над другим. Кривошипы 23, поддерживающие вал 21, закреплены цапфами на паре выступающих консольных опор 25 из двух опорных стоек. Вал 21 расположен так, что ось его дуги вращения находится вблизи центральной линии между двумя контейнерами для жидкости в положении над ним.

Двигатель снабжен парой рычагов 27, 29, которые лучше всего видны на ФИГ. 1 и 3. Один из рычагов 27 зафиксирован от перемещения по отношению к другому, а другой 29 выполнен так, что один его конец совершает возвратно-поступательное движение в прямолинейном направлении к соответствующему концу неподвижного рычага 27 и от него. Рычаги закреплены на подвижном валу 21 с неподвижным рычагом 27, расположенным между парой подвижных упоров (таких как втулки установочного винта — не показаны), так что его можно отрегулировать в любом положении вдоль вала, в то время как соединение с цапфой позволяет ему частично вращаться относительно вала. Подвижный рычаг 29который совершает возвратно-поступательное движение по отношению к неподвижному рычагу, соединен с подвижным валом относительно большим отверстием, например, удлиненным пазом 31, который просто захватывает вал 21, чтобы заставить рычаг двигаться вместе с валом, а также позволять рычагу скользить вдоль вала без заеданий, а также частично вращаться вокруг него. Удлиненный паз сформирован со скошенными краями, так что он не имеет края, который мог бы зацепляться или связываться с валом. Верхние концы рычагов 27, 29 шарнирно соединены 33 с парой коромыслов 35, 37, закрепленных на валу 39.установленный между опорными стойками 13 на их верхних концах.

Нитиноловый проволочный элемент 11, который лучше всего виден на РИС. 1 выполнен в виде пружины и закреплен между концами возвратно-поступательного рычага 29 и соответствующим концом неподвижного рычага 27. В предпочтительном варианте эти соединения находятся на нижних концах двух рычагов.

Рычаги взаимодействуют с приспособлением для возвратно-поступательного движения их концов, к которым прикреплена нитиноловая проволока, между ваннами с горячей и холодной температурой. Это средство включает в себя подвижный вал 21, который совершает возвратно-поступательное движение двух концов рычагов от одного контейнера для жидкости к другому, перемещая вал по дуге, так что проволока перемещается вверх и из одного контейнера 17 для жидкости и вниз в другой, а затем назад, что лучше всего видно на фиг. 1 и 3. Движение рычагов вверх осуществляется коромыслами 35, 37, расположенными в верхней части устройства и закрепленными на оси коромысла 39.. Вал коромысла установлен с возможностью частичного вращения или колебаний в двух вертикальных опорах 13, а два коромысла прикреплены к валу таким образом, что, когда первое коромысло 35, которое соединено с возвратно-поступательным рычагом 29, приводится в действие, второе коромысло 37, прикрепленное к неподвижному рычагу 27, также работает синхронно с первым коромыслом. Движение коромысла вызывает второе возвратно-поступательное движение рычагов 27, 29, которое отличается от первого возвратно-поступательного движения, то есть возвратно-поступательное движение возвратно-поступательного рычага относительно неподвижного рычага. Второе возвратно-поступательное движение рычагов также представляет собой двойное движение, которое заставляет проволоку 11, прикрепленную к концам рычагов, перемещаться от одного резервуара к другому с движением вверх и вниз в каждую из емкостей 17 для жидкости и из нее, а также возвратно-поступательное боковое поступательное (горизонтальная составляющая) движение проволоки между емкостями с жидкостью; от одного к другому.

Шатун 41, который лучше всего виден на ФИГ. 1 и 3, соединен между возвратно-поступательным рычагом 29 и кривошипным валом 43, посредством чего возвратно-поступательное движение рычага приводит во вращение кривошипный вал. В предпочтительном варианте осуществления шатун шарнирно состоит из двух элементов, оба из которых являются жесткими. Первый элемент 41А соединен с возвратно-поступательным рычагом посредством простой петли на конце шатуна, которая свободно окружает и захватывает нижний конец рычага вблизи подвижного вала в захваченном положении. Второй элемент 41В шатуна прикреплен к шейке коленчатого вала с помощью вращающегося соединения 45, так что он приводит в движение коленчатый вал 43, когда шатун 41 совершает возвратно-поступательное движение за счет движения рычага 29.. Два элемента шатуна соединены между собой цапфой 47, которая шарнирно соединяет шатун, так что возвратно-поступательное и поперечное поступательное движение возвратно-поступательного рычага может быть поглощено, приспособлено и передано шарнирным соединением шатуна. В предпочтительном варианте шарнирное сочленение 47 снабжено съемным упором 49 на части вала шейки второго элемента 41В шатуна, сцепленного с коленчатым валом 43. Упор расположен между двумя соединениями шейки U-образный концевой штуцер 51 на конце первого элемента 41А шатуна, который закреплен на возвратно-поступательном рычаге 29.

Средство, которое приводится в зацепление с парой рычагов 27, 29 для возвратно-поступательного движения нитиноловой проволоки 11 между горячей и холодной ваннами, включает синхронизирующий механизм, взаимодействующий с возвратно-поступательным рычагом 29 для обеспечения подъема нитиноловой проволоки из каждой из ванн после завершения фазового превращения в соответствующей ванне. Механизм синхронизации, который лучше всего виден на фиг. 2, 4 и 5, и включает в себя зубчатую передачу, которая приводится в движение коленчатым валом 43. Первая цилиндрическая прямозубая шестерня, прикрепленная к коленчатому валу 43, приводит в движение промежуточную промежуточную шестерню 55, которая в предпочтительном варианте также зацеплена с валом 57, поддерживающим и приводит в движение маховик. Промежуточная шестерня, в свою очередь, приводит в движение вторую прямозубую шестерню 59.который составляет половину размера первого цилиндрического зубчатого колеса 53 и прикреплен к кулачковому валу 61, который вращается с удвоенной скоростью коленчатого вала 43.

Кулачковый вал 61 и зубчатая передача поддерживаются вторым набором вертикальные опорные стойки 63, установленные на указанном основании 15. Кулачковый вал приводит в движение однокулачковый кулачок 65, который приводит в действие толкатель кулачка. Толкатель кулачка включает в себя ролик 67, который перемещается по поверхности кулачка, и коромысло 69, установленное на паре опор 71, установленных на втором наборе вертикальных опор 63, прикрепленных к основанию. Очевидно, что двухлепестковый кулачок, приводимый в движение валом, вращающимся с той же скоростью, что и коленчатый вал, даст тот же результат.

Механическая связь соединена с толкателем кулачка для приведения в действие пары коромыслов, которые поднимают рычаги на подвижном валу из каждой ванны после того, как нитиноловая проволока изменила фазу. Механическая связь лучше всего видна на фиг. 2 и 3, и включает в себя толкатель 73, который проходит от кулачкового толкателя коромысла 69 и входит в зацепление с соединительным стержнем 75, который соединяет толкатель 73 и одну из пары коромыслов 35, так что, когда толкатель приводится в действие кулачка, пара коромыслов 35, 37 приводится в действие, чтобы поднять пару рычагов 27, 29.

Предусмотрено средство, сцепленное с коленчатым валом, для использования энергии, развиваемой нитиноловой проволокой. В предпочтительном варианте, показанном на фиг. 1, 2 и 3, он состоит из маховика 77, но, конечно, может включать в себя соединение, поглощающее вращательное движение, и средства отбора мощности.

Все части предпочтительного варианта двигателя могут быть соединены съемными или регулируемыми соединениями, чтобы можно было регулировать синхронизацию двигателя. По мере того, как нитиноловая проволока тренируется в результате повторяющихся циклических изменений фазы между горячими и холодными ваннами, она имеет тенденцию изменять фазу более быстрым и упорядоченным образом, в результате чего двигатель работает быстрее и мощнее, и необходимо немного увеличить синхронизацию для более быстрого цикл. Необходимо отрегулировать кулачок, а также некоторые броски на коромыслах, а также отрегулировать рычаги по подвижному валу и пары коромыслов по валу коромысла. Это можно сделать методом проб и ошибок, чтобы добиться наибольшей скорости вращательного движения коленчатого вала при заданной нагрузке.

Работа нитинолового двигателя очень проста. Ледяная вода подается в ванну с помощью водослива 79, который удерживает кубики льда от всплывания в рабочую зону, где нитиноловая проволока погружена в бак, что может вызвать механическое вмешательство в работу машины. В другую ванну наливается горячая водопроводная вода, а затем вручную запускается двигатель. Для его запуска необходимо укоротить провод, что происходит при попадании его в горячую воду с холодной. Это заставляет возвратно-поступательный рычаг 29двигаться к неподвижному рычагу 27 и тянет за шатун 41, который, в свою очередь, перемещает шейку коленчатого вала 43, приводя в движение маховик 79. Во время работы зубчатая передача приводит в действие кулачок 65 и следящий механизм для приведения в действие шатуна 75 между толкателем 73 и парой коромыслов 35, 37. Пара коромысла частично поворачивается вверх и вниз для подъема и опускания возвратно-поступательных рычагов 27, 29 в горячую и холодную ванны и из них. Движение рычагов вверх автоматически перемещает подвижный вал 21 и рычаги через верхнюю часть хода, что позволяет рычагам попеременно перемещаться вниз над каждой из ванн и погружать пружину 11 в ванны.

Было обнаружено, что по мере того, как проволока удлиняется из-за повторяющихся фазовых переходов между горячими и холодными ваннами, пружина действительно оказывает значительное разделяющее усилие на возвратно-поступательный рычаг, когда он удлиняется в холодной ванне, что дополнительно усиливает и помогает привести в действие механизм. Если бы пружина не удлинялась сама по себе и не раздвигала рычаги, шатун 41, приводимый в движение маховиком, оттягивал бы ответный рычаг от неподвижного рычага, удлиняя пружину так, чтобы при помещении ее в горячую ванну она была готова к договор на поставку двигателя.

Таким образом, настоящее изобретение представляет собой очень простой однопроволочный нитиноловый двигатель, и из вышеприведенного описания будет видно, что все заявленные цели и преимущества достигаются. Хотя устройство по настоящему изобретению было описано достаточно подробно, многие модификации и усовершенствования должны быть очевидны для специалиста в данной области техники. Таким образом, он не должен ограничиваться подробностями, изложенными в данном документе, за исключением случаев, когда это может быть необходимо в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Сплав с памятью формы и забытый нитиноловый мотор

Нитинол — самовосстанавливающиеся метаматериалы (см. информацию в описании видео)

Сплав с памятью формы и забытый нитиноловый мотор — Эндрю Синкинсон

Память имеет решающее значение в нашей повседневной жизни . Готовите ли вы экзамен, останавливаетесь у банкомата или лихорадочно пытаетесь найти ключи от машины, жизнь без памяти, очевидно, была бы невозможна. Учитывая наше преимущественно человеческое представление о памяти, может показаться неожиданным, что специально изготовленный никель-титановый сплав не только обладает памятью, но и может содержать ключ к производству обильной зеленой энергии.

Металлическая память?

Нитинол представляет собой сплав, состоящий из никеля и титана в примерно одинаковом атомном соотношении, известный своей памятью формы и сверхэластичными свойствами. Нитинол, обнаруженный в 1958 году Военно-морской артиллерийской лабораторией, можно научить «запоминать» форму путем термической обработки при определенных обстоятельствах. Его можно сгибать, скручивать и тянуть до любой деформации, а при нагревании до температуры трансформации он вернется к своей первоначальной форме.

При тщательном изготовлении температура трансформации может быть всего на несколько градусов выше комнатной температуры, на самом деле, есть образцы нитинола, которые трансформируются под воздействием только тепла тела, доступного при удерживании в руке человека. Он в 10-30 раз более эластичен, чем другие металлы, особенно при приближении к порогу трансформации, а значит, для деформации нитинола требуется совсем немного усилий. Нитинол способен хранить больше энергии для данной массы, чем любое другое известное вещество.

Где ты был всю мою жизнь?

Несмотря на очевидное потенциальное применение, стоимость и трудности, связанные с производством этого сплава, препятствовали коммерческому использованию нитинола до 1990-х годов. Несколько отраслей промышленности, включая медицину, машиностроение, архитектуру, механику и другие, воспользовались уникальными свойствами памяти формы, однако наиболее революционным применением нитинола может быть изобретение никель-титанового теплового двигателя, запатентованного Риджуэем Бэнксом в 1919 году.84.

Двигатель памяти.

Бэнкс, исследователь из лаборатории Лоуренса в Беркли, разработал бестопливный двигатель, способный использовать горячую и холодную воду и силу преобразования формы для вращения частично погруженного в воду колеса, оснащенного нитиноловыми лопастями. В Интернете можно найти несколько рабочих моделей, и было доказано, что многие модели на солнечных батареях генерируют полезное количество электроэнергии. Невероятно, но эта идея получила мало внимания со стороны средств массовой информации, а наука, в отличие от нитинола, давно забыла.

Последствия.

Двигатели

Nitinol по сути являются сверхэффективными металлическими цельными двигателями Стирлинга, и в сочетании с линзой Френеля для нагрева резервуара с водой никель-титановый двигатель может работать дни, недели или годы без обслуживания; Поскольку вода может быть получена бесплатно с помощью гидроэлектрогенератора с солнечным конденсатором, обильное бесплатное электричество может быть произведено абсолютно без воздействия на окружающую среду, без проблем с безопасностью и без затрат. Когда же научное сообщество признает, что преимущества объединения нескольких известных в настоящее время технологий в одну целостную систему часто дают нам возможности и эффективность больше, чем сумма отдельных частей.

Сплав с памятью формы и забытый нитиноловый мотор — Возобновляемая энергия на колесах | Examiner. com

Солнечные нитиноловые тепловые двигатели с горячей водой

Это попытка уйти от дорогих и опасных газов. Он работает примерно так же, как обычное колесо Minto, но вместо использования жидкости с низкой температурой кипения для обеспечения нагнетательного действия в нем используется набор нитиноловых пружин.

  Нитинол или более известный как металл с памятью можно согнуть, и при нагревании до определенной температуры он вернется в свою нормальную форму с небольшим усилием. Этот факт использовался для изготовления всех видов регулирующих устройств, но здесь я использую его в виде набора пружин.

 Происходит следующее: никель-титановые пружины погружаются в горячую воду (зависит от состава пружины) и сжимаются. Они тянут 2 кабеля. Один проходит через шкив на 90 градусов, а затем закрывает нижний сильфон, полный воды. Вода подается к противоположному меху, и сила тяжести делает это как обычно

  Другой трос просто идет к другой пружине, расположенной выше на рычаге, и растягивается, когда другой сжимается. Эта пружина намного легче рабочей пружины и служит только для того, чтобы помочь растянуть рабочую пружину обратно, когда она остывает из воды. Это позволяет сильфону открываться немного легче, когда пришло время его заполнить, и помогает поддерживать правильную работу рабочей пружины.

  Я нашел пружины здесь, на сайте http://www.robotstore.com. Они поставляются по 4 штуки в упаковке, и на момент написания статьи они стоят 41,95 доллара США. Таким образом, стоимость каждого 10-футового колеса, построенного из новых материалов, составит около 1000 долларов США. Я провел некоторые математические расчеты в отношении того, какой будет производительность 10 колеса на версии с одним валом. При 10 об/мин мощность будет более 0,24 л.с. Это 178 ватт или 14,8 ампер при 12 вольтах! Выходная частота вращения может быть настроена для работы генератора для зарядки аккумулятора. Эта конструкция на самом деле способна вращаться еще быстрее, но это приведет к нагрузке на пружины и сокращению срока их службы. Если пружины не нагружены, они проработают миллионы операций, то есть много лет..

Нитиноловые пружины также можно нагревать электричеством, но они потребляют много тока. Я не предлагаю использовать солнечное тепло, так как их можно легко повредить, если нагреть слишком сильно, а прямое солнечное тепло будет чрезвычайно трудно регулировать, чтобы предотвратить перегрев. Солнечная энергия, используемая для нагрева воды, работает намного лучше, особенно потому, что для этой установки вообще не нужен очень большой резервуар.

На втором рисунке показана качающаяся установка с двумя простыми насосами. Один насос будет использоваться для прокачки воды через солнечную панель для обогрева двух резервуаров, а другой будет использоваться для перекачивания воды во что угодно. Я подумывал использовать второй насос для перекачивания воды наверх 10-футового водяного колеса. Это было бы не очень быстро, но если бы система могла качать 10 раз в минуту, это, надеюсь, дало бы мне 2-3 оборота в минуту на колесе. Эту установку можно было бы умножить рядом, поскольку одна небольшая солнечная панель могла бы легко обеспечить теплом несколько качелей.

Солнечные нитиноловые тепловые двигатели с подогревом воды

Конструкция теплового двигателя из сплава с памятью формы VT1

Джиллча Вакжира —
Аннотация: Изобретение сплавов с памятью формы вызвало повышенный интерес к тепловым двигателям в конце 70-х и начале 80-х годов. Считалось, что эти двигатели могут использовать тепло от низкотемпературных источников, таких как вода, нагретая солнечными батареями, геотермальная горячая вода, и отведенное тепло от обычных двигателей в качестве значительного источника энергии. С тех пор интерес снизился, в основном из-за того, что небольшие прототипы устройств, разработанные в лаборатории, нельзя было масштабировать для получения значительной мощности. Считается, что увеличенные конструкции потерпели неудачу, потому что они зависели от трения как приводного механизма, что приводило к большим потерям энергии и проскальзыванию.