Trang trí xoay nhiệt điện: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tiểu sử:

Đây là một thí nghiệm / vật trang trí nhiệt điện khác, trong đó toàn bộ cấu trúc (ngọn nến, mặt nóng, mô-đun và mặt mát) đều quay và cả tự sưởi ấm và làm mát với sự cân bằng hoàn hảo giữa công suất đầu ra mô-đun, mô-men xoắn & vòng / phút, hiệu suất nến, truyền nhiệt, hiệu quả làm mát, lưu lượng không khí và ma sát. Rất nhiều vật lý đang diễn ra ở đây nhưng với một cấu trúc rất đơn giản. Tôi hy vọng bạn thích dự án này!

Xem video để biết kết quả cuối cùng: Youtube Video 1Youtube Video 2Youtube Video 3

Một số dự án nhiệt điện khác của tôi có thể tham khảo tại đây:

Quạt nhiệt điệnSạc điện thoại di độngĐèn LED tần số

Trái tim của công trình, mô-đun nhiệt điện, còn được gọi là phần tử peltier và khi bạn sử dụng nó như một máy phát điện, nó được gọi là hiệu ứng seebeck. Nó có một mặt nóng và một mặt lạnh. Mô-đun tạo ra năng lượng để điều khiển động cơ có trục được gắn với đế. Mọi thứ sẽ xoay chuyển và luồng không khí sẽ làm mát tấm tản nhiệt phía trên nhanh hơn tấm nhôm bên dưới. Chênh lệch nhiệt độ cao hơn => công suất đầu ra tăng => RPM động cơ tăng => lưu lượng gió tăng => chênh lệch nhiệt độ tăng nhưng công suất nến giảm. Khi ngọn nến cũng quay theo vòng quay, nhiệt sẽ kém hiệu quả hơn khi tăng tốc độ và điều này sẽ cân bằng RPM thành một vòng quay chậm đẹp mắt. Nó không thể đi quá nhanh để tự dập lửa và nó không thể dừng lại cho đến khi ngọn nến hết nhiên liệu.

en.wikipedia.org/wiki/Thermo Electrical_effect

Kết quả:

Kế hoạch ban đầu của tôi là có những ngọn nến cố định (xem video) nhưng tôi thấy cách xây dựng này vừa cao cấp vừa thú vị. Bạn có thể chạy điều này với nến cố định nhưng sẽ yêu cầu 4 trong số chúng nếu bạn không sử dụng hai mô-đun hoặc diện tích nhiệt nhôm lớn hơn.

Tốc độ từ 0,25 đến 1 vòng / giây. Không quá chậm và không quá nhanh. Nó sẽ không bao giờ ngừng và ngọn lửa sẽ cháy cho đến khi hết nến. Tản nhiệt sẽ khá nóng theo thời gian. Tôi đã sử dụng mô-đun TEG nhiệt độ cao cho việc này và tôi không thể hứa sẽ có một TEC (mô-đun peltier) rẻ hơn sẽ làm được. Hãy lưu ý nếu nhiệt độ vượt quá thông số kỹ thuật của mô-đun, nó sẽ bị hỏng! Tôi không biết làm thế nào để đo nhiệt độ nhưng tôi không thể chạm vào nó bằng ngón tay của mình nên tôi đoán nó nằm ở đâu đó trong khoảng 50-100C (ở phía lạnh).

Bước 1: Vật liệu và công cụ

Vật liệu:

• Tấm nhôm: 140x45x5mm
• Thanh nhựa: 60x8mm [từ một tấm mù venetian]
• Động cơ điện: Tamiya 76005 Solar Motor 02 (Mabuchi RF-500TB). [Ebay].
• Mô-đun nhiệt điện (TEG nhiệt độ cao): TEP1-1264-1.5 [từ dự án khác của tôi, xem bên dưới]
• Tản nhiệt: Nhôm 42x42x30mm (các kênh dẫn khí một hướng) [từ một máy tính cũ]
• 2x Vít + 4 vòng đệm cho động cơ: 10x2.5mm (không chắc chắn về ren)
• 2x đinh để gắn tản nhiệt: 2x14mm (cắt)
• 2x lò xo để gắn tản nhiệt
• Trọng lượng bộ đếm: bu lông M10 + 2 đai ốc + 2 vòng đệm + nam châm để điều chỉnh tốt
• Keo dán nhiệt: KERATHERM KP92 (10 W / mK, nhiệt độ tối đa 200C) [conrad.com]
• Dây thép: 0,5mm
• Gỗ (bạch dương) (đế cuối cùng là 90x45x25mm)

Thông số kỹ thuật TEG:

Tôi đã mua TEP1-1264-1.5 tại https://termo-gen.com/ Đã thử nghiệm ở 230ºC (mặt nóng) và 50ºC (mặt lạnh) với:

Uoc: 8.7V Ri: 3Ω U (tải): 4.2V I (tải): 1.4A P (đấu): 5.9W Nhiệt: 8.8W / cm2 Kích thước: 40x40mm

Công cụ:

• Mũi khoan: 1,5, 2, 2,5, 6, 8 và 8,5mm
• Cưa sắt
• Dũa (kim loại + gỗ)
• Bàn chải sắt
• Len thép
• Cái vặn vít
• Giấy nhám
• (Sắt hàn)

Bước 2: Xây dựng (Tấm)

Xem bản vẽ cho tất cả các phép đo.

1. Vẽ trên tấm nhôm hoặc sử dụng khuôn mẫu.
2. Sử dụng cưa sắt để cắt ra miếng.
3. Sử dụng tệp để điều chỉnh tốt
4. Khoan hai lỗ 2,5mm cho động cơ (giữa 22mm) cộng với lỗ 6mm cho trung tâm động cơ
5. Khoan hai lỗ 2mm nơi đinh sẽ ở (để gắn tản nhiệt)
6. Khoan một lỗ 8,5mm cho trọng lượng bộ đếm (sẽ có ren là M10)
7. Hoàn thiện bề mặt bằng bàn chải sắt và len

Bước 3: Thi công (Cơ sở)

Tôi đã sử dụng một nửa củi cắt bằng lửa.

1. Sử dụng giũa và giấy mài trước khi cắt (dễ sửa hơn)
2. Khoan một lỗ 8mm ở tâm trên cùng của thanh (độ sâu 20mm, không xuyên suốt)
3. Cắt mảnh ở độ dài 90mm
4. Hoàn thiện bề mặt
5. Sử dụng dầu hoặc vết gỗ để có màu bề mặt đẹp (tôi bôi vết gỗ sẫm màu sau tất cả các bức ảnh để có cái nhìn đẹp hơn)

Bước 4: Thi công (Giá treo nến)

Đây là phần khó khăn nhất mà tôi đoán. Có thể dễ dàng hơn nếu bạn làm điều này vào cuối khi mọi thứ đã hoàn thành và hoạt động. Tôi đã sử dụng một sợi dây mỏng để uốn nó bằng cách chỉ sử dụng hai đoạn. Rất khó để chụp mọi góc độ. Bộ phận này sẽ giữ ngọn nến bên dưới mô-đun nhiệt điện ở khoảng cách xa để ngọn lửa không chạm vào tấm nhôm.

1. Gập hai phần giống nhau để vừa với cây nến
2. Dán hai phần lại với nhau

Bước 5: Lắp ráp (động cơ)

1. Sử dụng một máy giặt ở mỗi mặt của đĩa
2. Đảm bảo rằng các vít có chiều dài chính xác (để dài sẽ làm hỏng động cơ)
3. Vặn động cơ

Các máy giặt sẽ tách động cơ ra khỏi đĩa một chút và đảm bảo rằng nó không bị quá nóng sau này.

Bước 6: Lắp ráp (Mô-đun TEG)

Việc sử dụng keo tản nhiệt để truyền nhiệt tốt giữa các bộ phận là một phần quan trọng. Tôi đã sử dụng keo tản nhiệt ở nhiệt độ cao (200C) nhưng nó "có thể" hoạt động với keo tản nhiệt CPU thông thường. Chúng thường có thể mất từ 100-150C.

1. Đảm bảo các bề mặt của tấm, mô-đun và bộ tản nhiệt sạch bụi bẩn (phải tiếp xúc tốt)
2. Dán keo tản nhiệt lên "mặt nóng" của mô-đun
3. Gắn mặt nóng của mô-đun vào đĩa
4. Áp dụng keo nhiệt trên "mặt lạnh" của mô-đun
5. Gắn tản nhiệt trên đầu mô-đun
6. Gắn lò xo để giữ ổn định tản nhiệt (áp suất cao giúp truyền nhiệt tốt hơn)

Bước 7: Lắp ráp (thanh và tấm nền)

1. Khoan lỗ 1,5mm trên thanh (độ sâu 3mm)
2. Gắn trục động cơ vào thanh
3. Gắn thanh vào gỗ nền

Bước 8: Lắp ráp (động cơ, Móc treo nến và Bộ đếm trọng lượng)

1. Gắn cáp mô-đun vào động cơ (mỏ hàn tốt)
2. Gắn móc treo nến vào các đinh tương tự như các lò xo tản nhiệt được gắn vào
3. Đặt một ngọn nến vào giá treo
4. Gắn bộ đếm trọng lượng và nghiêng công trình để đảm bảo bạn có thăng bằng phù hợp

Bước 9: Cuối cùng

Xin lưu ý rằng nhiệt từ ngọn nến có thể làm hỏng mô-đun của bạn nếu thông số kỹ thuật có nhiệt độ tối đa thấp. Ngay cả mặt lạnh cũng sẽ khá nóng! Một bước khác mà bạn có thể muốn làm là chuẩn bị tản nhiệt bằng băng dính điện và đổ đầy nước vào tản nhiệt. Điều đó đảm bảo rằng mặt lạnh sẽ không bao giờ đạt quá 100C! Kế hoạch của tôi là làm điều này nhưng tôi không cần.

1. Thắp nến (tách rời)
2. Đặt ngọn nến
3. Chờ 10 giây và có thể cố gắng giúp nó quay để khởi động trước khi mặt lạnh bị quá nóng
4. Thưởng thức!

Công thức chính: Năng lượng = Năng lượng + niềm vui

Công thức chi tiết: RPM = mF (tegP) -A * (RPM ^ 2)

RPM = "số vòng quay động cơ mỗi phút" mF () = "công thức đặc tính động cơ" tegP = "công suất mô-đun" A = "lực cản không khí + hằng số ma sát động cơ"

tegP = mod (Tdiff) mod () = "công thức đặc tính mô-đun nhiệt điện" Tdiff = "chênh lệch nhiệt độ"

Tdiff = chìm (RPM) -độ cháy (RPM) chìm () = "công thức đặc tính tản nhiệt dựa trên vận tốc không khí" fire () = "công thức hiệu quả cháy của nến dựa trên vận tốc không khí"

Cuối cùng: RPM = mF (mod (chìm (RPM) -fire (RPM))) - A * (RPM ^ 2) Giải pháp thay thế (Vui lòng đưa ra đề xuất):

1. Hai mô-đun và tản nhiệt (đối xứng) ở mỗi bên của động cơ để có thêm năng lượng

   Kết nối các mô-đun song song hoặc nối tiếp với động cơ (mạnh hơn so với nhanh hơn)

2. Sử dụng nến cố định trên mặt đất hoặc cố định trong đế

   • Tôi đã phải sử dụng 4 ngọn nến để có đủ năng lượng
   • Xem vid