Termo -elektriese rotasieversiering: 9 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Agtergrond:

Dit is nog 'n termo -elektriese eksperiment/versiering waar die hele konstruksie (kers, warm kant, module en koel kant) draai en self verhit en afkoel, met 'n perfekte balans tussen module -uitset, motor -wringkrag en rpm, kersdoeltreffendheid, hitte -oordrag, verkoeling, lugvloei en wrywing. Hier is baie fisika aan die gang, maar met 'n baie eenvoudige konstruksie. Ek hoop jy geniet hierdie projek!

Sien video's vir die finale uitslag: Youtube Video 1Youtube Video 2Youtube Video 3

'N Paar ander van my termo -elektriese projekte kan hier gevind word:

Termo -elektriese waaier Smartphone -laaier Nood -LED Konsep:

Die kern van die konstruksie, die termo -elektriese module, word ook 'n peltier -element genoem, en as u dit as 'n kragopwekker gebruik, word dit 'n seebeck -effek genoem. Dit het een warm kant en een koud. Die module genereer krag om 'n motor aan te dryf met 'n as wat aan die basis geheg is. Alles draai en die lugvloei sal die boonste hittebak vinniger afkoel as die aluminiumplaat daaronder. Hoër temperatuurverskil => verhoogde uitsetvermogen => verhoogde motortoerental => verhoogde lugvloei => verhoogde temperatuurverskil, maar verminderde kersvermoë. Aangesien die kers ook die rotasie volg, sal die hitte minder doeltreffend wees met 'n verhoogde snelheid en dit sal die omwenteling per minuut in 'n goeie stadige rotasie balanseer. Dit kan nie te vinnig gaan om die vuur self te blus nie, en dit kan nie stop voordat die brandstof by die kers opraak nie.

en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect

Uitslag:

My oorspronklike plan was om stilstaande kerse te hê (sien video), maar ek het gevind dat hierdie konstruksie meer gevorderd en pret was. U kan dit doen met stilstaande kerse, maar dit benodig 4 daarvan as u nie twee modules of 'n groter aluminiumhitteoppervlak gebruik nie.

Die snelheid is tussen 0,25 en 1 omwenteling per sekonde. Nie te stadig en nie te vinnig nie. Dit sal nooit ophou nie en die vuur sal brand totdat die kers leeg is. Die hittebak sal mettertyd redelik warm wees. Ek het 'n hoë temperatuur TEG module hiervoor gebruik, en ek kan nie belowe dat 'n goedkoper TEC (peltier module) dit sal haal nie. Let asseblief daarop dat as die temperatuur die spesifikasie van die module oorskry, dit beskadig sal word! Ek weet nie hoe ek die temperatuur moet meet nie, maar ek kan nie met my vingers daaraan raak nie, so ek dink dit is iewers tussen 50-100C (aan die koue kant).

Stap 1: materiaal en gereedskap

Materiaal:

• Aluminiumplaat: 140x45x5mm
• Plastiekstaaf: 60x8mm [van 'n venyniaanse gordyn]
• Elektriese motor: Tamiya 76005 Solar Motor 02 (Mabuchi RF-500TB). [Ebay].
• Termo-elektriese module (hoë temp TEG): TEP1-1264-1.5 [van my ander projek, sien hieronder]
• Koelbak: aluminium 42x42x30mm (enkel rigting lugkanale) [vanaf 'n ou rekenaar]
• 2x skroewe + 4 ringe vir motor: 10x2,5 mm (nie seker oor skroefdraad nie)
• 2x spykers vir bevestiging van die koellichaam: 2x14 mm (sny)
• 2x vere vir die koppeling van die koellichaam
• Teengewig: M10 bout+2 moere+2 ringe+magneet vir fyn verstelling
• Termiese pasta: KERATHERM KP92 (10 W/mK, maksimum temperatuur 200C) [conrad.com]
• Staaldraad: 0,5 mm
• Hout (berk) (finale basis is 90x45x25mm)

TEG spesifikasie:

Ek het die TEP1-1264-1.5 gekoop by https://termo-gen.com/ Getoets op 230ºC (warm kant) en 50ºC (koue kant) met:

Uoc: 8.7V Ri: 3Ω U (laai): 4.2V I (vrag): 1.4A P (wedstryd): 5.9W Hitte: 8.8W/cm2 Grootte: 40x40mm

Gereedskap:

• Bore: 1,5, 2, 2,5, 6, 8 en 8,5 mm
• Ystersaag
• Lêer (metaal+hout)
• Draadborsel
• Staalwol
• Skroewedraaier
• Skuurpapier
• (Soldeerbout)

Stap 2: Konstruksie (plaat)

Sien tekeninge vir alle afmetings.

1. Teken op die aluminiumplaat of gebruik 'n sjabloon.
2. Gebruik die ystersaag om die stuk uit te sny.
3. Gebruik lêer om fyn aan te pas
4. Boor twee 2,5 mm gate vir motor (22 mm tussen) plus 6 mm gat vir motorsentrum
5. Boor twee 2 mm gate waar die spykers sal wees (vir die koppeling van die koellichaam)
6. Boor een gat van 8,5 mm vir teengewig (word met M10 ingeskroef)
7. Maak die oppervlaktes af met draadborsel en wol

Stap 3: Konstruksie (basis)

Ek het 'n sny in halfvuurhout gebruik.

1. Gebruik lêer en skuurpapier voordat u dit sny (makliker om vas te maak)
2. Boor 'n 8 mm gat in die boonste middel van die staaf (20 mm diepte, nie heeltemal nie)
3. Sny die stuk 90 mm lank
4. Maak die oppervlak klaar
5. Gebruik olie- of houtvlek vir 'n mooi oppervlakkleur (ek het donker houtvlek aangebring na alle foto's vir 'n beter voorkoms)

Stap 4: Konstruksie (kershanger)

Ek dink dit is die moeilikste deel. Miskien makliker as u dit aan die einde doen as alles klaar is en werk. Ek gebruik 'n dun draad om dit te buig deur slegs twee stukke te gebruik. Dit was moeilik om alle hoeke te fotografeer. Hierdie deel hou die kers onder die termo -elektriese module op 'n afstand sodat die vlam nie die aluminiumplaat raak nie.

1. Buig twee identiese dele om by die kers te pas
2. Plak die twee dele saam

Stap 5: Monteer (motor)

1. Gebruik een wasser aan elke kant van die bord
2. Maak seker dat die skroewe die regte lengte het (te lank sal die motor beskadig)
3. Skroef die motor vas

Die ringe skei die motor 'n bietjie van die bord af en sorg dat dit nie later oorverhit word nie.

Stap 6: Monteer (TEG -module)

Dit is 'n kritieke onderdeel om termiese pasta te gebruik om 'n goeie hitte -oordrag tussen die dele te verkry. Ek het termiese pasta met 'n hoë temperatuur (200C) gebruik, maar dit kan 'werk' met gewone CPU -termiese pasta. Hulle kan gewoonlik tussen 100-150C neem.

1. Maak seker dat die oppervlaktes van die plaat, module en koellichaam skoon is van vuil (moet goed kontak hê)
2. Dien termiese pasta aan die "warm kant" van die module toe
3. Bevestig die warm kant van die module aan die bord
4. Dien termiese pasta aan die "koue kant" van die module toe
5. Sit die koellichaam bo -op die module vas
6. Bevestig vere om die koeler vas te hou (hoë druk lei tot beter hitte -oordrag)

Stap 7: Monteer (staaf en basisplaat)

1. Boor 1,5 mm gat in die staaf (3 mm diepte)
2. Bevestig die motoras aan die staaf
3. Heg die staaf aan die basishout vas

Stap 8: Monteer (motor, kandelaarhanger en teengewig)

1. Koppel modulekabels aan die motor (soldeerbout is goed)
2. Bevestig kershanger aan dieselfde spykers as die warmwaterbronvere
3. Plaas 'n kers in die hanger
4. Monteer die teengewig en kantel die konstruksie om seker te maak dat u die regte balans het

Stap 9: Finale

Hou in gedagte dat die hitte van die kers u module kan beskadig as die spesifikasie 'n lae maksimum temperatuur het. Selfs die koue kant sal redelik warm wees! Nog 'n stap wat u wil doen, is om die koelbak met elektriese band voor te berei en dit met water te vul. Dit verseker dat die koue kant nooit meer as 100C sal bereik nie! My planB was om dit te doen, maar ek het dit nie nodig gehad nie.

1. Steek die kers aan (los)
2. Plaas die kers
3. Wag 10 sekondes en probeer om dit te help draai voordat dit aan die koue kant oorverhit word
4. Geniet dit!

Hoofformule: Energie = Energie+pret

Gedetailleerde formule: RPM = mF (tegP) -A*(RPM^2)

RPM = "motoromwentelinge per minuut" mF () = "motoreienskappe kenmerk" tegP = "modulekrag" A = "lugweerstand + motorwrywingskonstante"

tegP = mod (Tdiff) mod () = "termoelektriese module kenmerke formule" Tdiff = "temp verskil"

Tdiff = sink (RPM) -vuur (RPM) sink () = "formule vir die verwarmingselement van die hitte, gebaseer op luchtsnelheid" fire () = "kersvuurdoeltreffendheidsformule gebaseer op luchtsnelheid"

Ten slotte: RPM = mF (mod (sink (RPM) -fire (RPM))))-A*(RPM^2) Alternatiewe oplossings (maak gerus voorstelle):

1. Twee modules en koelbakke (simetries) aan elke kant van die motor vir meer krag

   Koppel die modules parallel of in serie met die motor (sterker vs. vinniger)

2. Gebruik stilstaande kerse op die grond of vas in die basis

   • Ek moes 4 kerse gebruik om genoeg krag te kry
   • Sien vid