Termoelektrik Döner Süsleme: 9 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Arka plan:

Bu, tüm yapının (mum, sıcak taraf, modül ve soğuk taraf) döndüğü ve modül çıkış gücü, motor torku ve rpm, mum verimliliği, ısı transferi arasında mükemmel bir denge ile kendini hem ısıtıp hem de soğuttuğu başka bir termoelektrik deney/süslemedir. soğutma verimliliği, hava akışı ve sürtünme. Burada çok fazla fizik yapılıyor ama çok basit bir yapıyla. Umarım bu projeden hoşlanırsınız!

Nihai sonuç için videoları görün:Youtube Video 1Youtube Video 2Youtube Video 3

Diğer termoelektrik projelerimden bazıları burada bulunabilir:

Termoelektrik FanAkıllı Telefon Şarj CihazıAcil Durum LED'iKonsept:

Yapının kalbi olan termoelektrik modüle ayrıca peltier eleman denir ve onu bir jeneratör olarak kullandığınızda buna seebeck etkisi denir. Bir sıcak ve bir soğuk tarafı var. Modül, eksenin tabana bağlı olduğu bir motoru sürmek için güç üretir. Her şey dönecek ve hava akışı, üst soğutucuyu aşağıdaki alüminyum levhadan daha hızlı soğutacaktır. Daha yüksek sıcaklık farkı => artan çıkış gücü => artan motor devri => artan hava akışı => artan sıcaklık farkı ancak azalan mum gücü. Mum da dönüşü takip ettiğinden, artan hızda ısı daha az verimli olacak ve bu, RPM'yi güzel bir yavaş dönüşle dengeleyecektir. Ateşi söndürmek için çok hızlı gidemez ve mumun yakıtı bitene kadar duramaz.

en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect

Sonuç:

Asıl planım sabit mumlara sahip olmaktı (videoya bakın) ancak bu yapının hem daha gelişmiş hem de eğlenceli olduğunu gördüm. Bunu sabit mumlarla çalıştırabilirsiniz, ancak iki modül veya daha büyük alüminyum ısı alanı kullanmazsanız 4 mum gerekir.

Hız, saniyede 0.25 ile 1 devir arasındadır. Çok yavaş ve çok hızlı değil. Asla durmayacak ve mum boşalana kadar ateş yanacak. Isı emici zamanla oldukça sıcak olacaktır. Bunun için yüksek sıcaklıklı bir TEG modülü kullandım ve daha ucuz bir TEC (peltier modülü) başaracağına söz veremem. Sıcaklık modülün özelliklerini aşarsa hasar göreceğini lütfen unutmayın! Sıcaklığı nasıl ölçeceğimi bilmiyorum ama parmaklarımla dokunamıyorum, bu yüzden sanırım 50-100C arasında bir yerde (soğuk tarafta).

Adım 1: Malzemeler ve Araçlar

Malzemeler:

• Alüminyum levha: 140x45x5mm
• Plastik çubuk: 60x8mm [jaluziden]
• Elektrik motoru: Tamiya 76005 Güneş Motoru 02 (Mabuchi RF-500TB). [Ebay].
• Termoelektrik modül (yüksek sıcaklık TEG): TEP1-1264-1.5 [diğer projemden, aşağıya bakın]
• Soğutucu: Alüminyum 42x42x30mm (tek yönlü hava kanalları) [eski bir bilgisayardan]
• Motor için 2x Vida + 4 rondela: 10x2.5mm (diş açma konusunda emin değilim)
• Soğutucu eki için 2 adet çivi: 2x14 mm (kesilmiş)
• Soğutucu eki için 2 adet yay
• Karşı ağırlık: İnce ayar için M10 cıvata+2 somun+2 rondela+mıknatıs
• Termal macun: KERATHERM KP92 (10 W/mK, 200C maksimum sıcaklık) [conrad.com]
• Çelik tel: 0,5 mm
• Ahşap (huş) (son taban 90x45x25mm)

TEG özellikleri:

TEP1-1264-1.5'i https://termo-gen.com/ adresinden satın aldım 230ºC'de (sıcak taraf) ve 50ºC'de (soğuk taraf) test edildi:

Uoc: 8,7V Ri: 3Ω U (yük): 4,2V I (yük): 1,4A P (eşleşme): 5,9W Isı: 8,8W/cm2 Boyut: 40x40mm

Aletler:

• Matkaplar: 1,5, 2, 2,5, 6, 8 ve 8,5 mm
• Demir testeresi
• Dosya (metal+ahşap)
• Tel fırça
• Çelik yün
• Tornavida
• Zımpara kağıdı
• (Havya)

Adım 2: İnşaat (Plaka)

Tüm ölçümler için çizimlere bakın.

1. Alüminyum levha üzerine çizin veya bir şablon kullanın.
2. Parçayı kesmek için demir testeresi kullanın.
3. İnce ayar yapmak için dosyayı kullanın
4. Motor için iki 2,5 mm delik (22 mm arasında) artı motor merkezi için 6 mm delik açın
5. Çivilerin olacağı yere 2 mm'lik iki delik açın (soğutucu eki için)
6. Karşı ağırlık için bir adet 8,5 mm delik açın (M10 olarak diş açılacaktır)
7. Yüzeyleri tel fırça ve yün ile bitirin

Adım 3: İnşaat (Temel)

Yarı yakacak odunda bir kesim kullandım.

1. Kesmeden önce eğe ve zımpara kağıdı kullanın (sabitlemesi daha kolay)
2. Çubuk için üst merkezde 8 mm'lik bir delik açın (20 mm derinlik, tamamen değil)
3. Parçayı 90 mm uzunluğunda kesin
4. Yüzeyi bitir
5. Güzel yüzey rengi için yağ veya ahşap boyası kullanın (Daha iyi görünmesi için tüm fotoğraflardan sonra koyu ahşap boyası uyguladım)

Adım 4: İnşaat (mum askısı)

Bu sanırım en zor kısım. Her şey bittiğinde ve çalıştığında bunu sonunda yaparsanız belki daha kolay. Sadece iki parça kullanarak bükmek için ince bir tel kullandım. Her açıdan fotoğraf çekmek zordu. Bu kısım mumu termoelektrik modülün altında belli bir mesafede tutacak ve alevin alüminyum levhaya değmemesini sağlayacaktır.

1. Mumu sığdırmak için iki özdeş parçayı bükün
2. İki parçayı birbirine yapıştırın

Adım 5: Montaj (motor)

1. Plakanın her iki tarafında birer rondela kullanın
2. Vidaların doğru uzunlukta olduğundan emin olun (uzun olması motora zarar verir)
3. motoru vidalayın

Pullar motoru plakadan biraz ayıracak ve daha sonra aşırı ısınmamasını sağlayacaktır.

Adım 6: Birleştirin (TEG Modülü)

Parçalar arasında iyi bir ısı transferi sağlamak için termal macun kullanmak kritik bir parçadır. Yüksek sıcaklıklı (200C) termal macun kullandım ancak normal CPU termal macunu ile "çalışabilir". Genellikle 100-150C arasında ısı alabilirler.

1. Plaka, modül ve soğutucunun yüzeylerinin kirden arındırılmış olduğundan emin olun (iyi temas olmalıdır)
2. Modülün "sıcak tarafına" termal macun sürün
3. Modülün sıcak tarafını plakaya takın
4. Modülün "soğuk tarafına" termal macun sürün
5. Modülün üstüne ısı emicisini takın
6. Soğutucuyu sabit tutmak için yayları takın (yüksek basınç daha iyi ısı transferi sağlar)

Adım 7: Birleştirin (çubuk ve Taban Plakası)

1. Çubuğa 1,5 mm delik açın (3 mm derinlik)
2. Motor eksenini çubuğa takın
3. Çubuğu temel ahşaba takın

Adım 8: Montaj (motor, Mumluk ve Karşı Ağırlık)

1. Modül kablolarını motora takın (havya iyidir)
2. Soğutucu yaylarının bağlı olduğu çivilere mumluk takın.
3. Askıya bir mum yerleştirin
4. Doğru dengeye sahip olduğunuzdan emin olmak için karşı ağırlığı monte edin ve yapıyı eğin

9. Adım: Son

Spesifikasyon düşük maksimum sıcaklığa sahipse, mumdan gelen ısının modülünüze zarar verebileceğini lütfen unutmayın. Soğuk taraf bile oldukça sıcak olacak! Yapmak isteyebileceğiniz diğer bir adım, ısı emiciyi elektrik bandıyla hazırlamak ve suyla doldurmaktır. Bu, soğuk tarafın asla 100C'nin üzerine çıkmamasını sağlar! PlanımB bunu yapmaktı ama buna ihtiyacım yoktu.

1. Mumu yak (müstakil)
2. Mumu yerleştirin
3. 10 saniye bekleyin ve soğuk taraf aşırı ısınmadan önce dönmesine yardımcı olmaya çalışın.
4. Eğlence!

Ana formül: Enerji=Enerji+eğlence

Ayrıntılı formül: RPM=mF(tegP)-A*(RPM^2)

RPM="dakikadaki motor devri" mF()="motor özellikleri formülü" tegP="modül gücü" A="hava direnci + motor sürtünme sabiti"

tegP=mod(Tdiff) mod()="termoelektrik modül karakteristik formülü" Tdiff="temp farkı"

Tdiff=sink(RPM)-fire(RPM)sink()="hava hızına dayalı ısı emici özellikleri formülü" fire()="hava hızına dayalı mum ateşi verimliliği formülü"

Son olarak: RPM=mF(mod(sink(RPM)-fire(RPM)))-A*(RPM^2)Alternatif Çözümler (Önermekten çekinmeyin):

1. Daha fazla güç için motorun her iki tarafında iki modül ve ısı emici (simetrik)

   Modülleri motora paralel veya seri olarak bağlayın (daha güçlü ve daha hızlı)

2. Yerde veya tabana sabitlenmiş sabit mumlar kullanın

   • Yeterli güç elde etmek için 4 mum kullanmak zorunda kaldım
   • videoya bakın