Stoli termoelektrik rrotullues: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:22

Sfondi:

Ky është një tjetër eksperiment/zbukurim termoelektrik ku i gjithë konstruksioni (qiri, ana e nxehtë, moduli dhe ana e ftohtë) rrotullohet dhe vetë ngrohja dhe ftohja me një ekuilibër të përsosur midis fuqisë dalëse të modulit, çift rrotullues dhe rrotullime motorike, efikasitet qiri, transferim nxehtësie, efikasiteti i ftohjes, rrjedha e ajrit dhe fërkimi. Shumë fizikë po zhvillohen këtu, por me një ndërtim shumë të thjeshtë. Shpresoj të ju pëlqejë ky projekt!

Shikoni videot për rezultatin përfundimtar: Youtube Video 1Youtube Video 2Youtube Video 3

Disa nga projektet e mia termoelektrike mund të gjenden këtu:

Tifoz termoelektrik Ngarkuesi i smartfonit LED i urgjencës Koncepti:

Zemra e konstruksionit, moduli termoelektrik, quhet gjithashtu një element më i fortë dhe kur e përdorni si gjenerator quhet efekti i shikimit. Ka një anë të nxehtë dhe një të ftohtë. Moduli gjeneron fuqi për të drejtuar një motor, aksi i të cilit është ngjitur në bazë. Gjithçka do të kthehet dhe rrjedha e ajrit do të ftojë lavamanin e sipërm më shpejt se pllaka e aluminit poshtë. Diferenca më e lartë e temperaturës => rritja e fuqisë dalëse => rritja e RPM motor => rritja e rrjedhës së ajrit => rritja e diferencës së temperaturës, por ulja e fuqisë së qirinjve. Ndërsa qiri gjithashtu ndjek rrotullimin, nxehtësia do të jetë më pak efikase me rritjen e shpejtësisë dhe kjo do të balancojë RPM në një rrotullim të mirë të ngadalshëm. Nuk mund të shkojë shumë shpejt për të shuar vetë zjarrin dhe nuk mund të ndalet derisa të mbarojë karburanti në qiri.

en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect

Rezultati:

Plani im fillestar ishte të kisha qirinj të palëvizshëm (shiko videon), por zbulova se ky konstruksion ishte edhe më i avancuar dhe argëtues. Ju mund ta përdorni këtë me qirinj të palëvizshëm, por do të kërkojë 4 prej tyre nëse nuk përdorni dy module ose zonë më të madhe të nxehtësisë prej alumini.

Shpejtësia është midis 0.25 dhe 1 rrotullim në sekondë. Jo shumë ngadalë dhe jo shumë shpejt. Nuk do të ndalet kurrë dhe zjarri do të digjet derisa qiri të boshatiset. Lavamani do të jetë mjaft i nxehtë me kalimin e kohës. Kam përdorur një modul TEG të temperaturës së lartë për këtë dhe nuk mund të premtoj se një TEC më i lirë (moduli peltier) do ta bëjë atë. Ju lutemi kini parasysh nëse temperatura tejkalon specifikimet e modulit do të dëmtohet! Unë nuk e di se si të mat temperaturën, por nuk mund ta prek me gishta, kështu që mendoj se është diku midis 50-100C (në anën e ftohtë).

Hapi 1: Materialet dhe Mjetet

Materiale:

• Pllakë alumini: 140x45x5mm
• Shufra plastike: 60x8mm [nga një verbër veneciane]
• Motor elektrik: Tamiya 76005 Motor diellor 02 (Mabuchi RF-500TB). [Ebay].
• Moduli termoelektrik (temperatura e lartë TEG): TEP1-1264-1.5 [nga projekti im tjetër, shih më poshtë]
• Lavaman: Alumini 42x42x30mm (kanale të vetme ajrore të drejtuara) [nga një kompjuter i vjetër]
• 2x vida + 4 rondele për motor: 10x2.5mm (nuk jam i sigurt për filetimin)
• 2x gozhdë për ngjitje të lavamanit: 2x14mm (prerë)
• 2x burime për fiksimin e lavamanit
• Pesha e kundërt: Rrufe në qiell M10+2 arra+2 rondele+magnet për rregullim të mirë
• Pastë termike: KERATHERM KP92 (10 W/mK, temperatura maksimale 200C) [conrad.com]
• Teli çeliku: 0.5 mm
• Druri (thupër) (baza përfundimtare është 90x45x25mm)

Karakteristikat e TEG:

Bleva TEP1-1264-1.5 në https://termo-gen.com/ Testuar në 230ºC (ana e nxehtë) dhe 50ºC (ana e ftohtë) me:

Uoc: 8.7V Ri: 3Ω U (ngarkesa): 4.2V I (ngarkesa): 1.4A P (ndeshje): 5.9W Nxehtësia: 8.8W/cm2 Madhësia: 40x40mm

Mjetet:

• Stërvitjet: 1.5, 2, 2.5, 6, 8 dhe 8.5mm
• Sharrë hekuri
• Skedar (metal+dru)
• Furçë me tela
• Lesh çeliku
• Kaçavidë
• Letër gërryese
• (Makine per ngjitjen e metalit)

Hapi 2: Ndërtimi (Pjatë)

Shikoni vizatimet për të gjitha matjet.

1. Vizatoni në pllakën e aluminit ose përdorni një shabllon.
2. Përdorni sharrë metalike për të prerë copën.
3. Përdorni skedarin për të rregulluar mirë
4. Stërvitni dy vrima 2.5 mm për motorin (22 mm midis) plus vrima 6 mm për qendrën e motorit
5. Stërvitni dy vrima 2 mm ku do të jenë thonjtë (për fiksimin e lavamanit)
6. Stërvitni një vrimë 8.5 mm për peshën kundër (do të filetohet si M10)
7. Përfundoni sipërfaqet me furçë teli dhe lesh

Hapi 3: Ndërtimi (Baza)

Kam përdorur një prerje në gjysmë dru zjarri.

1. Përdorni skedar dhe letër gërryese para prerjes (më e lehtë për tu fiksuar)
2. Stërvitni një vrimë 8 mm në qendrën e sipërme për shufrën (20 mm thellësi, jo deri në fund)
3. Pritini copën në gjatësi 90 mm
4. Përfundoni sipërfaqen
5. Përdorni njollë vaji ose druri për ngjyrë të bukur të sipërfaqes (kam aplikuar njollë të errët të drurit pas të gjitha fotografive për një pamje më të mirë)

Hapi 4: Ndërtimi (varëse qiri)

Kjo është pjesa më e ndërlikuar mendoj. Ndoshta më e lehtë nëse e bëni këtë në fund kur gjithçka ka përfunduar dhe punuar. Kam përdorur një tel të hollë për ta përkulur duke përdorur vetëm dy pjesë. Ishte e vështirë të fotografosh të gjitha këndet. Kjo pjesë do të mbajë qirinjën nën modulin termoelektrik në një distancë në mënyrë që flaka të mos prekë pllakën e aluminit.

1. Përkulni dy pjesë identike për t'iu përshtatur qiriut
2. Ngjitini të dy pjesët së bashku

Hapi 5: Mblidhni (motorin)

1. Përdorni një rondele në secilën anë të pjatës
2. Sigurohuni që vidhat të kenë gjatësinë e duhur (për një kohë të gjatë do të dëmtojë motorin)
3. Vidhoseni motorin

Rondelet do ta ndajnë motorin pak nga pllaka dhe do të sigurohen që të mos nxehet më vonë.

Hapi 6: Mblidhni (Moduli TEG)

Ashtë një pjesë kritike të përdorni pastën termike në mënyrë që të merrni një transferim të mirë të nxehtësisë midis pjesëve. Kam përdorur pastë termike me temperaturë të lartë (200C), por "mund" të funksionojë me pastën e zakonshme termike të CPU -së. Zakonisht ato mund të zgjasin nga 100-150C.

1. Sigurohuni që sipërfaqet e pllakës, modulit dhe lavamanit të jenë të pastra nga papastërtitë (duhet të jenë në kontakt të mirë)
2. Aplikoni paste termike në "anën e nxehtë" të modulit
3. Bashkangjiteni anën e nxehtë të modulit në pjatë
4. Aplikoni paste termike në "anën e ftohtë" të modulit
5. Bashkangjitni lavamanin në majë të modulit
6. Bashkoni burimet për ta mbajtur lavamanin të qëndrueshëm (presioni i lartë rezulton në transferim më të mirë të nxehtësisë)

Hapi 7: Mblidhni (shufrën dhe pllakën bazë)

1. Stërvitni vrimë 1.5 mm në shufër (thellësi 3 mm)
2. Lidhni boshtin motorik në shufrën
3. Bashkangjiteni shufrën në drurin bazë

Hapi 8: Mblidhni (motorin, varësen e qirinjve dhe kundërpeshën)

1. Bashkangjitni kabllot e modulit në motor (hekuri i saldimit është i mirë)
2. Bashkangjitni varësen e qirinjve në të njëjtat thonj me të cilët janë bashkangjitur burimet e lavamanit
3. Vendosni një qiri në varëse rrobash
4. Vendosni peshën e kundërt dhe anojeni strukturën për t'u siguruar që keni ekuilibrin e duhur

Hapi 9: Përfundimtar

Ju lutemi kini parasysh se nxehtësia nga qiri mund të dëmtojë modulin tuaj nëse specifikimet kanë temperaturë maksimale të ulët. Edhe ana e ftohtë do të jetë mjaft e nxehtë! Një hap tjetër që mund të dëshironi të bëni është të përgatitni lavamanin me shirit elektrik dhe ta mbushni me ujë. Që sigurohuni që ana e ftohtë të mos arrijë kurrë mbi 100 gradë Celsius! Plani im ishte ta bëja këtë, por nuk më duhej.

1. Ndizni qirinjën (e shkëputur)
2. Vendoseni qirinjën
3. Prisni 10 sekonda dhe ndoshta përpiquni ta ndihmoni që të rrotullohet për të filluar para se ana e ftohtë të nxehet
4. Shijoni!

Formula kryesore: Energji = Energji+argëtim

Formula e detajuar: RPM = mF (tegP) -A*(RPM^2)

RPM = "rrotullimet motorike në minutë" mF () = "formula e karakteristikave të motorit" tegP = "fuqia e modulit" A = "rezistenca e ajrit + konstanta e fërkimit të motorit"

tegP = mod (Tdiff) mod () = "formula e karakteristikave të modulit termoelektrik" Tdiff = "ndryshimi i temperaturës"

Tdiff = lavaman (RPM)-zjarr (RPM) lavaman () = "formula e karakteristikave të lavamanit të nxehtësisë bazuar në shpejtësinë e ajrit" zjarr () = "formula e efikasitetit të zjarrit të qirinjve bazuar në shpejtësinë e ajrit"

Së fundi: RPM = mF (mod (lavaman (RPM)-zjarr (RPM)))-A*(RPM^2) Zgjidhje alternative (Mos ngurroni të bëni sugjerime):

1. Dy module dhe lavamanë (në mënyrë simetrike) në secilën anë të motorit për më shumë fuqi

   Lidhni modulet paralelisht ose në seri me motorin (më të fortë kundrejt më të shpejtë)

2. Përdorni qirinj të palëvizshëm në tokë ose të fiksuar në bazë

   • Më duhej të përdorja 4 qirinj për të marrë energji të mjaftueshme
   • Shihni videon