Термоэлектрдик айлануучу орнамент: 9 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Фон:

Бул дагы бир термоэлектрдик эксперимент/орнамент, анда бүт конструкция (шам, ысык тарабы, модул жана муздак жагы) айланат жана модулдун чыгуучу кубаттуулугу, мотор моменти жана айлануусу, шамдын эффективдүүлүгү, жылуулук берүү, муздатуунун эффективдүүлүгү, аба агымы жана сүрүлүү. Бул жерде көптөгөн физика жүрүп жатат, бирок өтө жөнөкөй түзүлүшү менен. Бул долбоор сизге жагат деп ишенем!

Акыркы жыйынтык үчүн видеолорду көрүңүз: Youtube Video 1Youtube Video 2Youtube Video 3

Менин башка термоэлектр долбоорлорумду бул жерден тапса болот:

Thermoelectric FanSmarthphone Заряддагыч Өзгөчө кырдаал LED Концепциясы:

Курулуштун жүрөгү, термоэлектрдик модуль дагы пелтиер элементи деп аталат жана аны генератор катары колдонгондо ал seebeck эффекти деп аталат. Анын бир жагы, бир жагы суук. Модул огу базага тиркелген моторду иштетүү үчүн энергия өндүрөт. Баары бурулат жана аба агымы үстүнкү жылыткычты төмөндөгү алюминий табакка караганда тезирээк муздатып жиберет. Жогорку температура айырмасы => чыгуучу кубаттуулук => кыймылдаткычтын айлануу ылдамдыгын жогорулатуу => аба агымынын жогорулашы => температуранын айырмасынын жогорулашы, бирок шамдын кубаттуулугунун төмөндөшү. Шам ошондой эле айлануудан кийин жылуулук ылдамдыгы жогорулаганда анча эффективдүү болбойт жана бул RPMди жакшы жай айланууга тең салмактайт. Өрттү өчүрүү үчүн өтө тез бара албайт жана шамдын күйүүчү майы түгөнмөйүнчө токтой албайт.

en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect

Жыйынтык:

Менин баштапкы планым стационардык шамдар болушу керек болчу (видеону караңыз), бирок мен бул курулуштун алда канча өнүккөн жана кызыктуу экенин көрдүм. Сиз муну стационардык шамдар менен иштетсеңиз болот, бирок эгерде сиз эки модулду же чоңураак алюминий жылуулук аянтын колдонбосоңуз, алардын 4тү талап кылат.

Ылдамдыгы секундасына 0,25 менен 1 айлануунун ортосунда. Өтө жай жана өтө тез эмес. Ал эч качан токтобойт жана шам бошогонго чейин от күйөт. Жылыткыч убакыттын өтүшү менен абдан ысык болот. Мен бул үчүн жогорку температурадагы TEG модулун колдондум, мен аны арзаныраак ТЕК (пельтиер модулу) жасай турганын убада кыла албайм. Сураныч, эгер температура модулдун спецификасынан ашса, ал бузулат! Температураны кантип өлчөөнү билбейм, бирок мен аны манжаларым менен тийгизе албайм, андыктан ал 50-100Стин ортосунда (суук тарапта) деп ойлойм.

1 -кадам: материалдар жана инструменттер

Материалдар:

• Алюминий плитасы: 140x45x5 мм
• Пластикалык таяк: 60х8мм [венетикалык сокурдан]
• Электр кыймылдаткычы: Tamiya 76005 Solar Motor 02 (Mabuchi RF-500TB). [Ebay].
• Термоэлектрдик модул (жогорку температура TEG): TEP1-1264-1.5 [менин башка долбоорумдан, төмөндү караңыз]
• Жылыткыч: Алюминий 42x42x30mm (бир багыттуу аба каналдары) [эски компьютерден]
• 2x бурамалар + мотор үчүн 4 шайба: 10x2.5мм (жип салуу жөнүндө так маалымат жок)
• Жылыткычты тиркөө үчүн 2x мык: 2x14mm (кесилген)
• Жылыткычты орнотуу үчүн 2х пружина
• Счетчиктин салмагы: M10 болт+2 гайка+2 шайба+жакшы жөндөө үчүн магнит
• Жылуулук пастасы: KERATHERM KP92 (10 Вт/мК, максималдуу температурасы 200С) [conrad.com]
• Болот зым: 0.5мм
• Жыгач (кайың) (акыркы базасы 90х45х25мм)

TEG спецификасы:

Мен TEP1-1264-1.5ти https://termo-gen.com/ сайтынан сатып алдым: 230ºC (ысык тарабы) жана 50ºC (суук тарабы) менен сыналган:

Uoc: 8.7V Ri: 3Ω U (load): 4.2V I (load): 1.4A P (match): 5.9W Heat: 8.8W/cm2 Size: 40x40mm

Куралдар:

• Бургулоо: 1.5, 2, 2.5, 6, 8 жана 8.5mm
• Hacksaw
• Файл (металл+жыгач)
• Зым щеткасы
• Болот жүн
• Screwdriver
• Абразивдүү кагаз
• (Кандооч)

2 -кадам: Курулуш (Табак)

Бардык өлчөөлөр үчүн чиймелерди караңыз.

1. Алюминий тарелкага чийиңиз же шаблонду колдонуңуз.
2. Бөлүктү кесүү үчүн темир устаны колдонуңуз.
3. Туура жөндөө үчүн файлды колдонуңуз
4. Мотор үчүн 2,5 мм эки тешикти буруңуз (ортосунда 22 мм) жана мотор борбору үчүн 6 мм тешик
5. Мыктар турган жерде 2 мм 2 тешик бургулаңыз (жылыткычты орнотуу үчүн)
6. Каршы салмак үчүн бир 8.5мм тешик (M10 катары сайылат)
7. Беттерди зым щетка жана жүн менен бүтүрүңүз

3 -кадам: Курулуш (Негизги)

Мен отундун жарымын кесип алдым.

1. Кесүүдөн мурун файлды жана абразивдүү кагазды колдонуңуз (оңдоо оңой)
2. Таяктын үстүңкү борборунда 8 мм тешик бургулаңыз (тереңдиги 20 мм, аягына чейин эмес)
3. Кесимди 90 мм узундукта кесип алыңыз
4. Бетин бүтүрүү
5. Жакшы беттин түсү үчүн май же жыгач такты колдонуңуз (мен жакшыраак көрүнүшү үчүн бардык сүрөттөрдөн кийин кара жыгачтан жасалган такты сүйкөп койгом)

4 -кадам: Курулуш (шам илгич)

Бул менин оюмча эң татаал бөлүгү. Балким, эгер сиз муну аягында баарын бүтүрүп, иштеп жатканда жасасаңыз. Мен аны жука зым менен ийип, эки бөлүгүн гана колдонгонмун. Бардык бурчтарды сүрөткө тартуу кыйын болчу. Бул бөлүк шамды термоэлектрдик модулдун астында алыстан алюминий пластинкасына тийбестен кармап турат.

1. Шамга туура келүү үчүн эки бирдей бөлүктү бүгүңүз
2. Эки бөлүктү бириктирип чаптаңыз

5 -кадам: чогултуу (мотор)

1. Табактын эки жагында бир жуугучту колдонуңуз
2. Бурамалардын туура узундугун текшериңиз (мотор бузулат)
3. Моторду бурап

Кир жуугучтар моторду пластинадан бир аз бөлүп, кийинчерээк ысып кетпешине кам көрүшөт.

6 -кадам: чогултуу (TEG модулу)

Бул бөлүктөрдүн ортосунда жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүгүн алуу үчүн термикалык пастаны колдонуу маанилүү бөлүгү. Мен жогорку температурадагы (200С) термикалык пастаны колдондум, бирок ал кадимки CPU термикалык пастасы менен иштеши мүмкүн. Алар, адатта, 100-150C ортосунда алат.

1. Табактын, модулдун жана жылыткычтын беттери кирден тазаланышы керек (жакшы байланышта болушу керек)
2. Модулдун "ысык тарабына" термикалык пастаны сүйкөп коюңуз
3. Пластинкага модулдун ысык тарабын тиркеңиз
4. Модулдун "муздак тарабына" термикалык пастаны сүйкөп коюңуз
5. Модулдун үстүнө жылыткычты орнотуңуз
6. Жылыткычты туруктуу кармоо үчүн булактарды бекиткиле (жогорку басым жылуулуктун жакшы өтүшүнө алып келет)

7 -кадам: чогултуу (таяк жана базалык табак)

1. Чыбыкта 1,5 мм тешик (тереңдиги 3 мм)
2. Мотордун огун таякка бекиткиле
3. Негизги жыгачка таякты бекит

8 -кадам: чогултуу (мотор, шам илгич жана эсептегичтин салмагы)

1. Модулдун кабелдерин моторго бекиткиле (ширетүүчү темир жакшы)
2. Шам илгичти жылыткыч булактар бекитилгендей эле мыктарга бекиңиз
3. Илгичке шам коюңуз
4. Тең салмактуулукту камсыз кылуу үчүн эсептегичтин салмагын орнотуп, конструкцияны эңкейтип коюңуз

9 -кадам: Финал

Сураныч, шамдын жылуулугу сиздин модулуңузга зыян келтириши мүмкүн, эгерде спецификацияда максималдуу температура төмөн болсо. Ал тургай, суук жагы абдан ысык болот! Дагы бир кадам, жылыткычты электр лента менен даярдоо жана аны суу менен толтуруу. Бул суук тарап эч качан 100Ске жетпейт! Менин планымB муну жасоо болчу, бирок мага кереги жок болчу.

1. Шамды күйгүзүү (өзүнчө)
2. Шамды кой
3. 10 сек күтө туруңуз жана суук тарап ысып кете электе аны баштоого жардам берүү үчүн аракет кылыңыз
4. Ырахат алыңыз!

Негизги формула: Энергия = Энергия+кызыктуу

Толук формула: RPM = mF (tegP) -A*(RPM^2)

RPM = "мотордун айлануусу мүнөтүнө" mF () = "мотор мүнөздөмөлөрүнүн формуласы" tegP = "модулдун күчү" A = "абанын каршылыгы + мотордун сүрүлүү константасы"

tegP = mod (Tdiff) mod () = "термоэлектр модулунун мүнөздөмөлөрүнүн формуласы" Tdiff = "температуранын айырмасы"

Tdiff = раковина (RPM) -от (RPM) раковина () = "абанын ылдамдыгына негизделген жылыткычтын мүнөздөмөлөрүнүн формуласы" от () = "шамдын аба эффективдүүлүгүнүн формуласы"

Акырында: RPM = mF (mod (sink (RPM) -fire (RPM))))-A*(RPM^2) Alternative Solutions (Сунуштарды эркин билдириңиз):

1. Көбүрөөк кубат алуу үчүн мотордун эки тарабында эки модуль жана жылуулук раковиналары (симметриялуу)

   Модулдарды мотор менен катар же катар туташтырыңыз (күчтүү жана ылдам)

2. Жерге же базага бекитилген стационардык шамдарды колдонуңуз

   • Жетиштүү күчкө ээ болуу үчүн 4 шамды колдонууга туура келди
   • Видеону көрүү