Нитинол Тепловые Двигатели

Если вы думаете, что нитиноловый материал станет отличным материалом для создания тепловых двигателей, вы не одиноки. За прошедшие годы ряд экспериментаторов и компаний создали тепловые двигатели на основе нитинола. Патентный поиск в Интернете с использованием ключевых слов нитинол и двигатель позволил найти несколько конструкций тепловых двигателей. Большинство запатентованных конструкций являются механически сложными и не позволяют легко экспериментировать. Тем не менее, есть простой дизайн теплового двигателя, который нашел свое место в нескольких игрушках. Давайте кратко рассмотрим этот дизайн.

Thermobile

Thermobile (см. Рисунок 8) использует петлю из нитинолового провода для выработки энергии. Петля нитинола находится на двух вращающихся колесах. Это устройство использует только горячую воду (горячая сторона) и холодный окружающий воздух (холодная сторона). Меньшее медное колесо Thermobile погружено в горячую жидкость.
В Thermobile нитиноловая петля была обучена запоминать прямую форму. Когда петля попадает в горячую воду, она поднимается выше температуры перехода и пытается выпрямиться. Посмотрите на рисунок 9, в положении 1 нитиноловый провод относительно прямой и прохладный. Когда проволока перемещается из положения 1 в 2, она сгибается вокруг небольшого медного колеса и входит в горячую воду. Когда проволока перемещается из положения 2 в 3, горячая вода поднимает нитиноловую проволоку выше температуры перехода и пытается выпрямиться. При попытке выпрямления нитиноловый провод принимает форму, изображенную пунктирными линиями. При этом проволока создает усилие натяжения F вдоль петли. Когда сегмент провода перемещается из положения 3 в 4, он выпрямляется. Когда провод перемещается из положения 4 в положение 1,
Короче говоря, разность температур приводит к тому, что одна сторона петли становится жесткой (сторона горячей воды), тогда как на воздушной стороне петли нитинол охлаждается и расслабляется. Создается механическая сила, которая заставляет вращаться шкивы колес.
В некоторых случаях необходимо запустить двигатель, вращая колесо большего размера. Интересно, что у Thermobile нет заданного направления вращения. Какой бы путь он ни начал, он продолжит вращаться. Thermobile также может работать от солнечных батарей. Увеличительная линза, фокусирующая солнечный свет на латунном колесе, также подает достаточно тепла для питания двигателя.
Более крупные двигатели Thermobile были сконструированы и испытаны с использованием нитиноловых петель. Один двигатель, созданный компанией Innovative Technologies International (ITI) в 1982 году, содержал 30 нитиноловых проволочных петель. Используемая в петлях нитиноловая проволока имела диаметр 22 мил. Двигатель был испытан с использованием горячей водяной бани, установленной на 55 ° С и температуры воздуха 25 ° С. Двигатель достиг скорости 270 об / мин и продолжал работать в течение 1,5 лет без сбоев. Нитиноловая проволока прошла 2,1 × 108 циклов без каких-либо обрывов или заметного ухудшения характеристик.