Hőelektromos forgó dísz: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Háttér:

Ez egy másik termoelektromos kísérlet/dísz, ahol az egész konstrukció (gyertya, forró oldal, modul és hideg oldal) forog, és mind a fűtés, mind a hűtés tökéletes egyensúlyt biztosít a modul kimeneti teljesítménye, a motor nyomatéka és fordulatszáma, a gyertya hatékonysága, a hőátadás, hűtési hatékonyság, légáramlás és súrlódás. Sok fizika folyik itt, de nagyon egyszerű felépítéssel. Remélem, élvezni fogja ezt a projektet!

Nézze meg a videókat a végeredményért: Youtube Video 1Youtube Video 2Youtube Video 3

Néhány további termoelektromos projektem megtalálható itt:

Termoelektromos ventilátor Okostelefon töltő Vészhelyzeti LED Koncepció:

A konstrukció szívét, a termoelektromos modult peltier elemnek is nevezik, és amikor generátorként használják, seebeck effektusnak nevezik. Van egy meleg oldala és egy hideg. A modul energiát generál egy olyan motor meghajtásához, amely tengely az alaphoz van rögzítve. Minden megfordul, és a légáram gyorsabban hűti a felső hűtőbordát, mint az alábbi alumíniumlemez. Nagyobb hőmérsékletkülönbség => megnövelt kimeneti teljesítmény => megnövelt motor fordulatszám => megnövekedett légáramlás => megnövekedett hőmérsékletkülönbség, de csökkentett gyertya teljesítmény. Mivel a gyertya is követi a forgást, a hő kevésbé lesz hatékony a megnövelt sebességgel, és ez kiegyensúlyozza a fordulatszámot egy szép lassú forgásig. Nem mehet túl gyorsan a tűz eloltására, és nem állhat meg addig, amíg a gyertyából el nem fogy az üzemanyag.

en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect

Eredmény:

Az eredeti tervem az volt, hogy álló gyertyák legyenek (lásd a videót), de azt találtam, hogy ez a konstrukció fejlettebb és szórakoztatóbb. Ezt futtathatja álló gyertyákkal is, de ha négy modult vagy nagyobb alumínium hőterületet nem használ, akkor 4 darabra lesz szükség.

A sebesség 0,25 és 1 fordulat között van másodpercenként. Nem túl lassú és nem túl gyors. Soha nem áll meg, és a tűz addig ég, amíg a gyertya el nem fogy. A hűtőborda idővel nagyon forró lesz. Ehhez egy magas hőmérsékletű TEG modult használtam, és nem ígérhetem, hogy olcsóbb TEC (peltier modul) képes lesz rá. Kérjük, vegye figyelembe, hogy ha a hőmérséklet meghaladja a modul előírásait, akkor megsérül! Nem tudom, hogyan kell mérni a hőmérsékletet, de nem tudom megérinteni az ujjaimmal, így azt hiszem, valahol 50-100 ° C között van (a hideg oldalon).

Lépés: Anyagok és eszközök

Anyagok:

• Alumínium lemez: 140x45x5mm
• Műanyag rúd: 60x8 mm [reluxától]
• Elektromotor: Tamiya 76005 Solar Motor 02 (Mabuchi RF-500TB). [Ebay].
• Hőelektromos modul (magas hőmérsékletű TEG): TEP1-1264-1.5 [a másik projektemből, lásd alább]
• Hűtőborda: 42x42x30mm alumínium (egyirányú légcsatornák) [régi számítógépről]
• 2x csavar + 4 alátét a motorhoz: 10x2,5 mm (nem biztos a menetben)
• 2x szögek a hűtőborda rögzítéséhez: 2x14 mm (vágott)
• 2x rugó a hűtőborda rögzítéséhez
• Ellensúly: M10 csavar+2 anya+2 alátét+mágnes a finombeállításhoz
• Termikus paszta: KERATHERM KP92 (10 W/mK, 200 C max hőmérséklet) [conrad.com]
• Acélhuzal: 0,5 mm
• Fa (nyírfa) (a végső alap 90x45x25mm)

TEG specifikáció:

A TEP1-1264-1.5-et a https://termo-gen.com/ oldalon vásároltam

Uoc: 8.7V Ri: 3Ω U (terhelés): 4.2V I (terhelés): 1.4A P (egyezik): 5.9W Hő: 8.8W/cm2 Méret: 40x40mm

Eszközök:

• Fúrók: 1,5, 2, 2,5, 6, 8 és 8,5 mm
• Fűrész
• Fájl (fém+fa)
• Drótkefe
• Acélforgács
• Csavarhúzó
• Csiszolópapír
• (Forrasztópáka)

2. lépés: Építés (lemez)

Lásd a rajzokat minden méréshez.

1. Rajzoljon az alumínium lemezre, vagy használjon sablont.
2. Fűrész segítségével vágja ki a darabot.
3. Használja a fájlt a finom beállításhoz
4. Fúrjon két 2,5 mm -es lyukat a motorhoz (22 mm között) és 6 mm -es lyukat a motor középpontjához
5. Fúrjon két 2 mm -es lyukat a szögekhez (a hűtőborda rögzítéséhez)
6. Fúrjon egy 8,5 mm -es lyukat az ellensúlyhoz (M10 menetes lesz)
7. Végezze el a felületeket drótkefével és gyapjúval

3. lépés: Építés (alap)

Én félig tűzifát vágtam.

1. Vágás előtt használjon reszelő- és csiszolópapírt (könnyebb rögzíteni)
2. Fúrjon 8 mm -es lyukat a rúd felső közepébe (20 mm mélységben, nem egészen)
3. Vágja le a darabot 90 mm hosszúságban
4. Végezze el a felületet
5. Használjon olajat vagy fafoltot a szép felületi szín érdekében (az összes fénykép után sötét fafoltot alkalmaztam a jobb megjelenés érdekében)

4. lépés: Építés (gyertyafogas)

Ez a legtrükkösebb rész szerintem. Talán könnyebb, ha ezt a végén, amikor minden kész és működik. Vékony dróttal hajlítottam, mindössze két darabból. Nehéz volt minden szöget fotózni. Ez a rész olyan távolságban tartja a gyertyát a termoelektromos modul alatt, hogy a láng ne érintse meg az alumíniumlemezt.

1. Hajlítson két azonos részt a gyertyához
2. Ragassza össze a két részt

5. lépés: Összeszerelés (motor)

1. Használjon egy alátétet a lemez mindkét oldalán
2. Győződjön meg arról, hogy a csavarok megfelelő hosszúságúak (hosszú ideig károsíthatja a motort)
3. Csavarja le a motort

Az alátétek kissé elválasztják a motort a lemeztől, és gondoskodnak arról, hogy később ne hevüljön túl.

6. lépés: Összeszerelés (TEG modul)

Kritikus része a termikus paszta használata annak érdekében, hogy jó hőátadást biztosítson az alkatrészek között. Magas hőmérsékletű (200 ° C) hőpasztát használtam, de "működhet" a hagyományos CPU termopasztával. Általában 100-150 ° C között tartják.

1. Győződjön meg arról, hogy a lemez, a modul és a hűtőborda felülete tisztán van a szennyeződéstől (jó érintkezésnek kell lennie)
2. Vigyen fel termopasztát a modul "forró oldalára"
3. Csatlakoztassa a modul meleg oldalát a lemezhez
4. Vigyen fel termopasztát a modul "hideg oldalára"
5. Rögzítse a hűtőbordát a modul tetejére
6. Csatlakoztasson rugókat a hűtőborda stabil tartásához (a magas nyomás jobb hőátadást eredményez)

7. lépés: Összeszerelés (rúd és alaplemez)

1. Fúrjon 1,5 mm -es lyukat a rúdba (3 mm mélység)
2. Rögzítse a motor tengelyét a rúdhoz
3. Rögzítse a rudat az alapfához

8. lépés: Összeszerelés (motor, gyertyatartó és ellensúly)

1. Csatlakoztassa a modul kábeleit a motorhoz (a forrasztópáka jó)
2. Rögzítse a gyertyatartót ugyanazokhoz a szögekhez, mint a hűtőborda rugói
3. Helyezzen gyertyát a fogasba
4. Szerelje fel az ellensúlyt és döntse meg a szerkezetet, hogy megbizonyosodjon a megfelelő egyensúlyról

9. lépés: döntő

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a gyertya hője károsíthatja a modult, ha a specifikáció alacsony maximális hőmérsékletű. Még a hideg oldalon is nagyon meleg lesz! Egy másik lépés, amit érdemes megtenni, hogy előkészítse a hűtőbordát elektromos szalaggal, és töltse fel vízzel. Így a hideg oldal soha nem éri el a 100 ° C -ot! A tervem az volt, hogy ezt megcsinálom, de nem volt rá szükségem.

1. Gyújtsa meg a gyertyát (leválasztva)
2. Helyezze el a gyertyát
3. Várjon 10 másodpercet, és talán próbáljon segíteni abban, hogy elinduljon, mielőtt a hideg oldal túlmelegszik
4. Élvezd!

Fő képlet: Energia = Energia+szórakozás

Részletes képlet: RPM = mF (tegP) -A*(RPM^2)

RPM = "motor fordulatszáma percenként" mF () = "motor jellemzői képlet" tegP = "modul teljesítmény" A = "légellenállás + motor súrlódási állandó"

tegP = mod (Tdiff) mod () = "termoelektromos modul jellemzői képlet" Tdiff = "hőmérséklet különbség"

Tdiff = mosogató (RPM) -tűz (RPM) mosogató () = "hűtőborda jellemzői a levegő sebességén alapuló képlet" fire () = "gyertya tűzhatékonysági képlet a légsebesség alapján"

Végül: RPM = mF (mod (mosogató (RPM) -fire (RPM)))))-A*(RPM^2) Alternatív megoldások (tegyen javaslatokat):

1. Két modul és hűtőborda (szimmetrikusan) a motor mindkét oldalán a nagyobb teljesítmény érdekében

   Csatlakoztassa a modulokat párhuzamosan vagy sorba a motorral (erősebb és gyorsabb)

2. Használjon helyhez kötött gyertyákat a talajon vagy rögzítve a talpban

   • 4 gyertyát kellett használnom, hogy elegendő teljesítményt nyerjek
   • Lásd vid