Дулааны цахилгаан эргэлтийн чимэглэл: 9 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Үндсэн мэдээлэл:

Энэ бол бүхэл бүтэн хийц (лаа, халуун тал, модуль ба сэрүүн тал) нь эргэлдэж, халаалт, хөргөлтийн аль аль нь модулийн гаралтын хүч, моторын эргэлт, эргэлтийн хурд, лааны үр ашиг, дулаан дамжуулалт, хөргөлтийн үр ашиг, агаарын урсгал ба үрэлт. Энд маш олон физик явагдаж байгаа боловч маш энгийн бүтэцтэй. Энэ төсөл танд таалагдсан гэж найдаж байна!

Эцсийн үр дүнг үзэхийн тулд видеог үзээрэй: Youtube Видео 1Youtube Видео 2Youtube Видео 3

Миний бусад дулааны цахилгаан төслүүдийг эндээс олж болно.

Дулааны цахилгаан сэнс Ухаалаг утасны цэнэглэгч Онцгой байдлын LED ойлголт:

Барилгын гол хэсэг болох термоэлектрик модулийг пелтиер элемент гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг генератор болгон ашиглахдаа үүнийг seebeck эффект гэж нэрлэдэг. Энэ нь нэг халуун, нэг хүйтэн байдаг. Модуль нь тэнхлэгийг сууринд бэхэлсэн моторыг жолоодох хүчийг бий болгодог. Бүх зүйл эргэж, агаарын урсгал нь дээд дулаан шингээгчийг доорх хөнгөн цагаан хавтангаас хурдан хөргөх болно. Өндөр температурын зөрүү => гаралтын чадал нэмэгдсэн => моторын эргэлтийн хурд нэмэгдсэн => агаарын урсгал нэмэгдсэн => температурын зөрүү нэмэгдсэн ч лааны хүч буурсан. Лаа нь эргэлтийг дагадаг тул халаалтын хурд нэмэгдэх тусам үр ашиг багатай байх бөгөөд энэ нь эргэлтийг сайн тэнцүү болгоно. Галыг өөрөө унтраах гэж хэт хурдан явж чадахгүй бөгөөд лаа түлш дуусах хүртэл зогсоож чадахгүй.

en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect

Үр дүн:

Миний анхны төлөвлөгөө бол суурин лаа асаах байсан (видеог үзнэ үү) гэхдээ энэ хийц нь илүү дэвшилтэт, хөгжилтэй байсныг би олж мэдсэн. Та үүнийг суурин лаагаар ажиллуулж болно, гэхдээ хэрэв та хоёр модуль эсвэл том хөнгөн цагаан дулаан талбай ашиглахгүй бол 4 ширхэг шаардагдана.

Хурд нь секундэд 0.25 -аас 1 эргэлт хооронд байна. Хэт удаан биш, хэт хурдан биш. Энэ нь хэзээ ч зогсохгүй, лаа хоосон болтол гал асах болно. Дулаан шингээгч цаг хугацааны явцад нэлээд халуун болно. Би үүнд өндөр температурт TEG модулийг ашигласан бөгөөд үүнийг хямд TEC (peltier модуль) хийх болно гэж би амлаж чадахгүй байна. Хэрэв температур нь модулийн үзүүлэлтээс хэтэрсэн бол энэ нь гэмтэх болно гэдгийг анхаарна уу. Температурыг хэрхэн хэмжихээ мэдэхгүй байна, гэхдээ би хуруугаараа хүрч чадахгүй байгаа тул энэ нь ойролцоогоор 50-100С (хүйтэн талд) байна гэж бодож байна.

Алхам 1: Материал ба багаж хэрэгсэл

Материал:

• Хөнгөн цагаан хавтан: 140x45x5 мм
• Хуванцар саваа: 60х8 мм
• Цахилгаан мотор: Tamiya 76005 нарны мотор 02 (Mabuchi RF-500TB). [Ebay].
• Дулааны цахилгаан модуль (өндөр TEG): TEP1-1264-1.5 [миний бусад төслөөс доороос үзнэ үү]
• Дулаан шингээгч: Хөнгөн цагаан 42x42x30mm (нэг чиглэлтэй агаарын суваг) [хуучин компьютерээс]
• Хөдөлгүүрт зориулсан 2х эрэг + 4 угаагч: 10х2.5мм (урсгалт хийх талаар сайн мэдэхгүй байна)
• Дулаан шингээгч бэхлэх зориулалттай 2х хадаас: 2х14мм (зүсэгдсэн)
• Дулаан шингээгч бэхлэх зориулалттай 2х булаг
• Тоолуурын жин: M10 боолт+2 самар+2 угаагч+нарийн тохируулах зориулалттай соронз
• Дулааны зуурмаг: KERATHERM KP92 (10 Вт/мК, хамгийн их температур 200С) [conrad.com]
• Ган утас: 0.5 мм
• Мод (хус) (эцсийн суурь нь 90x45x25 мм)

TEG -ийн тодорхойлолт:

Би TEP1-1264-1.5-ийг https://termo-gen.com/ дээрээс худалдаж авсан: 230ºC (халуун тал) ба 50ºC (хүйтэн тал) хэмжигдсэн.

Uoc: 8.7V Ri: 3Ω U (ачаалал): 4.2V I (ачаалал): 1.4A P (тохирох): 5.9W Дулаан: 8.8W/см2 Хэмжээ: 40x40мм

Хэрэгсэл:

• Өрөм: 1.5, 2, 2.5, 6, 8, 8.5 мм
• Hacksaw
• Файл (металл+мод)
• Утасны сойз
• Ган ноос
• Халив
• Зүлгүүрийн цаас
• (Гагнуурын төмөр)

Алхам 2: Барилга (хавтан)

Бүх хэмжилтийг зургаас үзнэ үү.

1. Хөнгөн цагаан хавтан дээр зурах эсвэл загвар ашиглана уу.
2. Хэсэг хайчлахдаа хайчаар хайчилж ав.
3. Нарийн тохируулга хийхийн тулд файлыг ашиглана уу
4. Хөдөлгүүрийн хувьд 2.5 мм хэмжээтэй (хооронд нь 22 мм), моторын төвд 6 мм -ийн цооног өрөмдөнө
5. Хумсыг байрлуулах 2 мм хэмжээтэй хоёр цооног өрөмдөх (дулаан шингээгч бэхлэх зориулалттай)
6. Эсрэг жингийн хувьд 8.5 мм хэмжээтэй нэг цооног өрөмдөнө (M10 хэлбэрээр урсгалтай болно)
7. Гадаргууг утсан сойз, ноосоор өнгөлнө

Алхам 3: Барилга (суурь)

Би хагас галаар хийсэн мод ашигласан.

1. Зүсэхээс өмнө файл болон зүлгүүрийн цаас ашиглана уу (бэхлэхэд хялбар)
2. Бариулын дээд хэсэгт 8 мм -ийн цооног өрөмдөх (20 мм -ийн гүн, бүхэлд нь биш)
3. Энэ хэсгийг 90 мм урттай хайчилж ав
4. Гадаргууг дуусгах
5. Гадаргуугийн өнгийг сайхан болгохын тулд тос эсвэл модон толбо ашиглаарай (илүү сайн харагдахын тулд би бүх зургийн дараа хар модон толбо түрхсэн)

Алхам 4: Барилга (лааны өлгүүр)

Энэ бол хамгийн төвөгтэй хэсэг гэж би бодож байна. Хэрэв та үүнийг бүх зүйл дуусч, ажиллаж байхдаа эцэст нь хийвэл илүү хялбар байх болно. Би нимгэн утсаар хоёрхон хэсгийг ашиглан нугалав. Бүх өнцгөөс зураг авахад хэцүү байсан. Энэ хэсэг нь термоэлектрик модулийн доорхи лаа хол байлгадаг тул дөл нь хөнгөн цагаан хавтан дээр хүрдэггүй.

1. Лаа тааруулахын тулд хоёр ижил хэсгийг нугална
2. Хоёр хэсгийг хооронд нь наа

Алхам 5: угсрах (мотор)

1. Хавтангийн хоёр талд нэг угаагч ашиглана уу
2. Шургийн урт зөв эсэхийг шалгаарай (урт хугацаанд мотор гэмтэх болно)
3. Моторыг шургуул

Угаалгын машин нь моторыг хавтангаас бага зэрэг ялгаж, дараа нь хэт халахгүй байх болно.

Алхам 6: Угсрах (TEG модуль)

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд сайн дулаан дамжуулахын тулд дулааны зуурмагийг ашиглах нь маш чухал хэсэг юм. Би өндөр температуртай (200С) дулааны зуурмагийг ашигласан боловч энэ нь ердийн CPU -ийн дулааны зуурмагтай ажилладаг байж магадгүй юм. Тэд ихэвчлэн 100-150 хэм хүртэл халдаг.

1. Хавтан, модуль, дулаан шингээгчийн гадаргууг шорооноос цэвэрлэж (сайн холбоо барих ёстой)
2. Модулийн "халуун талд" дулааны оо түрхээрэй
3. Модулийг халуун талыг хавтан дээр холбоно уу
4. Модулийн "хүйтэн тал" дээр дулааны оо түрхээрэй
5. Модулийн дээд хэсэгт дулаан шингээгчийг хавсаргана уу
6. Дулаан шингээгчийг тогтвортой барихын тулд булаг хавсаргана уу (өндөр даралт нь дулаан дамжуулалтыг сайжруулдаг)

Алхам 7: Угсрах (саваа ба суурь хавтан)

1. Бариулын 1.5 мм нүх (3 мм гүн) өрөмдөх
2. Хөдөлгүүрийн тэнхлэгийг саваа руу холбоно уу
3. Суурийг модонд бэхлээрэй

Алхам 8: Угсрах (мотор, лааны өлгүүр, тоолуурын жин)

1. Модулийн кабелийг моторт холбоно уу (гагнуурын төмөр сайн)
2. Дулаан шингээгчийн булаг хавсаргасантай адил лааны өлгүүрийг хадаасанд бэхлээрэй
3. Лаагаа өлгүүрт тавь
4. Зөв тэнцвэртэй байгаа эсэхийг шалгахын тулд тоолуурын жинг холбож, бүтцийг хазайлгана уу

Алхам 9: Эцсийн шат

Хэрэв техникийн үзүүлэлтүүд хамгийн бага температуртай бол лааны дулаан таны модулийг гэмтээж болзошгүйг анхаарна уу. Хүйтэн тал хүртэл маш халуун байх болно! Таны хийхийг хүсч болох бас нэг алхам бол дулаан шингээгчийг цахилгаан соронзон хальсаар бэлтгэж, усаар дүүргэх явдал юм. Энэ нь хүйтэн тал нь хэзээ ч 100С -ээс хэтрэхгүй байх болно. Миний төлөвлөгөө үүнийг хийх байсан ч надад хэрэггүй байсан.

1. Лаа асаах (салсан)
2. Лаагаа тавь
3. 10 сек хүлээж, магадгүй хүйтэн талыг хэт халахаас өмнө эхлүүлэхийн тулд эргүүлэхэд нь туслахыг хичээ
4. Зугаацаарай!

Үндсэн томъёо: Эрчим хүч = Эрчим хүч+хөгжилтэй

Нарийвчилсан томъёо: RPM = mF (tegP) -A*(RPM^2)

RPM = "минутанд хөдөлгүүрийн эргэлт" mF () = "хөдөлгүүрийн шинж чанарын томъёо" tegP = "модулийн хүч" A = "агаарын эсэргүүцэл + моторын үрэлтийн тогтмол"

tegP = mod (Tdiff) mod () = "термоэлектрик модулийн шинж чанарын томъёо" Tdiff = "температурын зөрүү"

Tdiff = угаалтуур (RPM)-гал (RPM) угаалтуур () = "агаарын хурд дээр суурилсан дулаан шингээгчийн шинж чанарын томъёо" гал () = "агаарын хурд дээр суурилсан лааны галын үр ашгийн томъёо"

Эцэст нь: RPM = mF (mod (угаалтуур (RPM) -fire (RPM))))-A*(RPM^2) Альтернатив шийдэл (Санал хүсэлтээ чөлөөтэй илэрхийлэх):

1. Илүү их хүч авахын тулд моторын хоёр тал дээр хоёр модуль ба дулаан шингээгч (тэгш хэмтэй)

   Модулиудыг мотортой зэрэгцээ эсвэл дарааллаар холбоно уу (илүү хүчтэй, хурдан)

2. Газар дээр эсвэл сууринд бэхэлсэн суурин лаа ашигла

   • Хангалттай хүч авахын тулд би 4 лаа ашиглах шаардлагатай болсон
   • Видеог үзнэ үү