Тепловой луч своими руками

Содержание

Инфракрасный обогреватель своими руками

Чтобы не мерзнуть в мастерской или гараже давайте попробуем собрать обогреватель своими руками.

1523125757 bandicam 2018 04 07 21 22 00 210

1523125653 bandicam 2018 04 07 21 02 05 527

1523125656 bandicam 2018 04 07 21 02 10 477

1523125748 bandicam 2018 04 07 21 02 20 565

Если рассматривать лампочку как источник света, то ее КПД чрезвычайно мал и составляет не более 2-3%. А вот если посмотреть на лампочку как на источник тепла, то КПД будет аж 97%, потому как инфракрасное излучение нами воспринимается как тепло.

Если увеличить напряжение, подаваемое на лампочку, то можно получить КПД светоотдачи до 15%, но при этом лампочка проживет не более пары часов. А если снизить напряжение вдвое, то светоотдача упадет в 5 раз, и почти вся потребляемая энергия уйдет на излучение инфракрасного спектра. При этом срок службы лампочки увеличится с 1000 часов до почти 1000000 часов, то есть лампочка станет практически вечной, если сравнивать с человеческой жизнью.

1523125752 bandicam 2018 04 07 21 02 40 128
1523125698 bandicam 2018 04 07 21 02 49 704
1523125752 bandicam 2018 04 07 21 02 58 064

Но если точнее, то она сможет проработать непрерывно более 100 лет. Если соединить две лампочки последовательно, то напряжение на каждой из ламп упадет вдвое.

Вы можете видеть, как при таком подключении значительно упала светоотдача. Давайте измерим сколько потребляет такая связка лампочек. Ток примерно 290 мА.

1523125711 bandicam 2018 04 07 21 03 13 118
1523125755 bandicam 2018 04 07 21 03 21 394
1523125733 bandicam 2018 04 07 21 03 33 583

1523125667 bandicam 2018 04 07 21 03 57 673

Значит потребление двух лампочек, примерно 70 Вт. Из-за увеличения сопротивления снизилось потребление, но соотношение количества тепла на 1 Вт потребляемой мощности, увеличилось.

Для сравнения измерим ток, протекающий в одной лампочке. Он равен 420 мА. То есть, потребление составляет честных 100 Вт.

1523125754 bandicam 2018 04 07 21 04 21 992
1523125725 bandicam 2018 04 07 21 04 39 193

Для самодельного обогревателя автор прикупил 150-ваттные лампочки, которые, кстати, после эпического закона о запрете на производство лампочек мощностью свыше 100 Вт, теперь производятся под видом теплоизлучателей. Хитро, не правда ли?

При подключении последовательно таких ламп, сразу чувствуется излучаемое тепло. И при этом на них можно спокойно смотреть, не щурясь от яркого света. Ток в этой цепи равен 410 мА. Значит потребление такой связки лампочек около 100 Вт, которые практически полностью идут на обогрев.

1523125683 bandicam 2018 04 07 21 04 52 990
1523125687 bandicam 2018 04 07 21 05 14 740

Давайте посмотрим какой мощности бывают инфракрасные обогреватели и на какую площадь они рассчитаны. В интернете очень легко можно сравнить разные модели.

Как видим, большинство обогревателей тратят на обогрев одного квадратного метра 100 Вт электроэнергии. Чисто для сравнения глянем, что творится у масляных радиаторов. Соотношение такое же, те же 100 Вт на 1 м площади.

1523125687 bandicam 2018 04 07 21 05 33 631
1523125713 bandicam 2018 04 07 21 05 44 256
1523125716 bandicam 2018 04 07 21 05 57 081

Автору нужно обогревать небольшую рабочую зону площади около 3-4 м². Поэтому он решил собрать инфракрасный обогреватель мощностью 300 Вт. Для этого потребуется 3 пары лампочек.

Чтобы обогреватель был более-менее прочным сделаем раму из алюминиевого уголка. У автора есть пару ненужных обрезков.

1523125734 bandicam 2018 04 07 21 06 03 996
1523125777 bandicam 2018 04 07 21 06 17 202

1523125731 bandicam 2018 04 07 21 06 40 089

Расстояние между рядами лампочек должно быть такое, чтобы можно было через 100 лет заменить лампочки в случае выхода их из строя. То есть необходимо оставить зазор между колбами около сантиметра. Части рамы автор временно соединяет болтами. Конечно же нужно при этом использовать угольник, иначе получится чёрти что. Теперь внутри рамы нужно закрепить две полосы, на которые будет крепиться рефлектор, то есть отражатель.

После того как автор заклепками закрепил полосы алюминия, рама стала жесткой. Углы выдержаны и можно заменить болты в раме на заклепки. Кроме болтов одного уголка оставляем возможность его открутить, на тот случай если не получится вкрутить лампочки.

1523125746 bandicam 2018 04 07 21 06 49 975
1523125775 bandicam 2018 04 07 21 06 58 498
1523125697 bandicam 2018 04 07 21 07 04 518
1523125704 bandicam 2018 04 07 21 07 11 512
1523125771 bandicam 2018 04 07 21 07 19 560
1523125789 bandicam 2018 04 07 21 07 25 701

1523125751 bandicam 2018 04 07 21 07 46 437

1523125696 bandicam 2018 04 07 21 07 52 368

Долго примеряясь, автор пришел к выводу, что лучше сделать изгиб примерно посередине, так чтобы остался запас сантиметр. И еще один изгиб, с помощью которого два сегмента будут цепляться друг за друга.

Соединить два куска вместе помогут заклепки. Но баночный алюминии очень тонкий и легко рвется, поэтому с двух сторон на заклепку наденем шайбу. Такая конструкция будет уже гораздо надежней.

Теперь нужно скрепить недостающие куски таким же макаром. Кладем рефлектор в раму.

Крепим отражатель клепками. Сначала центральные, не дожимая их до конца, а потом крайние. Это делается потому, что листы ёрзают и постоянно хотят немного сложиться. А если зажать центральные заклепки, то листы могут остаться не в том положении, в котором нужно.

1523125748 bandicam 2018 04 07 21 07 59 984
1523125723 bandicam 2018 04 07 21 08 09 164
1523125717 bandicam 2018 04 07 21 09 01 760
1523125787 bandicam 2018 04 07 21 09 14 464
1523125781 bandicam 2018 04 07 21 09 19 513
1523125705 bandicam 2018 04 07 21 09 29 512

1523125795 bandicam 2018 04 07 21 09 44 084

1523125753 bandicam 2018 04 07 21 10 02 021
1523125718 bandicam 2018 04 07 21 10 07 520

1523125734 bandicam 2018 04 07 21 10 16 037
1523125713 bandicam 2018 04 07 21 10 30 018
1523125773 bandicam 2018 04 07 21 10 39 605

1523125794 bandicam 2018 04 07 21 10 56 506
1523125771 bandicam 2018 04 07 21 11 03 538
1523125729 bandicam 2018 04 07 21 11 09 522

1523125813 bandicam 2018 04 07 21 11 26 612
1523125799 bandicam 2018 04 07 21 11 51 574
1523125811 bandicam 2018 04 07 21 11 59 139

1523125775 bandicam 2018 04 07 21 12 06 470
1523125783 bandicam 2018 04 07 21 12 11 075
1523125738 bandicam 2018 04 07 21 12 18 711

1523125766 bandicam 2018 04 07 21 12 52 569
1523125785 bandicam 2018 04 07 21 13 04 075

1523125792 bandicam 2018 04 07 21 13 09 597
1523125766 bandicam 2018 04 07 21 13 18 540

1523125742 bandicam 2018 04 07 21 22 10 571
1523125761 bandicam 2018 04 07 21 22 34 486
1523125835 bandicam 2018 04 07 21 22 39 502

1523125828 bandicam 2018 04 07 21 22 49 147
1523125757 bandicam 2018 04 07 21 23 07 083

С двух метров тепло от обогревателя чувствуется отчетливо, значит все работает.

Благодарю за внимание. До новых встреч!

Источник

Как сделать инфракрасный обогреватель своими руками

15 1

Центральное отопление осенью начинает действовать поздно, в то время как весной оно рано отключается. А русские зимы так суровы, что отопительная система не в состоянии справиться с потребностями горожан: в квартирах холодно, тепло стремительно уходит через окна. Выход из ситуации – использование дополнительного источника тепла. Лучшим выбором станет инфракрасный обогреватель, который можно соорудить своими руками.

Принцип действия и основные элементы инфракрасного обогревателя

Чтобы сделать из подручных материалов инфракрасный обогреватель, принцип действия изучать обязательно. Как можно делать то, о чем ничего не знаешь?

Все нагретые тела излучают тепло, как это делает Солнце. Исходящие от теплового источника лучи – это электромагнитные волны, которые греют тела, встречающиеся на их пути: предметы мебели и люди. Нагрев воздуха при этом не происходит: воздух получает только часть тепла при теплопередаче от уже нагретых тел. На принципе теплового излучения и работают инфракрасные обогреватели, которые включают в себя два основных элемента:

Совет! Чтобы проверить эффект, который достигается рефлектором, возьмите пищевую фольгу и подержите ее некоторое время возле руки. Вы почувствуете тепло, которое представляет собой отраженные и направленные в вашу сторону лучи.

Еще одной важной частью в промышленных инфракрасных каминах является контроллер, который регулирует степень нагрева излучателя. В самодельных конструкциях его может не быть. Но его установка дает преимущество в возможности устанавливать желаемый диапазон температур. Контроллер автоматически заставляет устройство нагреваться, если температура падает ниже нормы, и охлаждаться, если температура превысила ее.

Если изучить инфракрасный обогреватель потолочный, принцип работы окажется тем же, что и у напольной/настенной конструкции. Отличие заключается только в способе монтажа ИК-камина. Но именно от него зависит, какие зоны в помещении окажутся более комфортными.

На рисунке видно преимущество инфракрасных обогревателей: тепло достигает физических тел и поглощается ими, оставаясь там. Поэтому на полу может быть теплее, чем под потолком. А при обогреве дома методом конвекции на полу всегда холодно: само покрытие не получает тепла. Тепло переносит воздух, который при нагревании устремляется вверх, а вниз опускается новая порция холодного.

Дешево и сердито

Обычно в качестве излучателя используют устройства, нагревающиеся от электричества – нити накала или лампы. Но самый простой вариант излучателя – это радиатор отопления. Это такое же физическое тело, как и Солнце. И излучать тепло оно тоже может. Постойте у батареи и почувствуйте исходящее тепло – это излучение. Только распространяется оно во все стороны. А зачем греть стены, если можно направить лучи в сторону жилого помещения?

Возьмите фольгу, хорошо разгладьте ее для улучшения отражающего эффекта и наклейте на стену за батареями и радиаторами отопления. В результате тепло, которое могли получить стены, направятся в противоположную сторону – к вам. Такой способ помогает получить до 20% больше тепла без всяких ухищрений. Недостатком является только неприглядность отражающего экрана: он портит интерьер.

Внимание! Вместо фольги можно использовать теплоизоляторы с отражающим экраном. Ярким примером служит материал пенофол, одна или обе стороны которого фольгированы.

Старый советский рефлектор – в дело!

Самодельный инфракрасный обогреватель можно изготовить из старого рефлектора советского производства. Кроме него вам понадобятся:

Чтобы сделать из этих вещей ИК камин, следуйте инструкции:

Нихромовая нить накаливается лучше, чем та спираль, что была в приборе до наших манипуляций. В результате мы получаем мощный излучатель, энергия которого отражается от стенок рефлектора и попадает на противоположные тела, которые начинают поглощать тепло.

Обогреватель стекло + алюминиевая фольга

Внимание! Чтобы посчитать мощность конструкции, с помощью мультиметра измерьте сопротивление токопроводящего слоя. Поскольку сила тока в цепи зависит от нагрузки, мощность лучше считать по более стабильному параметру – это напряжение, которое в сети равно 220 Вольт. Для этого понадобится формула: N=U*U/R.

N – искомая мощность. U – напряжение (220В). R – замеренное сопротивление. Пример: при замере получили 24 Ома. Подставляем в формулу: N=220*220/24. Получаем 2016 Ватт. Этого достаточно для обогрева комнаты площадью 19-20 квадратов.

Если у вас мощность получилась более 100 Ватт на метр в квадрате, то ее нужно уменьшить путем увеличения сопротивления (напряжение в сети мы поменять не можем). Если мощность очень мала, то ее нужно увеличить.

Что делать, если мощность не подошла?

Теперь о том, как сделать инфракрасный обогреватель своими руками нужной мощности. Для этого нужно знать площадь комнаты, которую вы хотите обогревать. Например – 15 метров. Теперь нужно посчитать максимально допустимую мощность из расчета 100 Ватт на метр. Так как у нас их 15, то мощность будет 15*100=1500 Ватт (считать нужно именно в них, несмотря на то, что в паспортах электроприборов она указана в кВт).

Если напряжение постоянно (220 Вольт), то можно посчитать нужное сопротивление. Для этого выведем сопротивление из формулы, которая была дана выше: R=U*U/N. Подставляя в формулу расчетную мощность и напряжение, получим: R= 220*220/1500=32 Ома (приблизительно).

В примере выше у нас было 24 Ома. Значит, сопротивление нужно повысить. Для этого нужно уменьшить ширину закопченной полосы на стекле. Это выходит из формулы R=l*p/S. Где l – длина токопроводящего слоя (постоянная величина, потому что стекло резать мы не будем), р – удельное сопротивление (постоянное), S – площадь поперечного сечения токопроводящего слоя, которая зависит от его ширины. Чем шире слой – тем меньше сопротивление, чем уже – тем оно больше.

Вывод! Чтобы добиться нужного сопротивления, нужно опытным путем подобрать его, делая полоску копоти уже или шире в зависимости от того, увеличить или уменьшить нужно сопротивление. При этом каждый раз придется разбирать стеклянную конструкцию.

Обогреватель на основе слоистого пластика

Для сборки самодельного инфракрасного камина понадобятся:

7

Если все есть, приступайте к сборке:

Внимание! Здесь расчет мощности и сопротивления производится тем же методом, что и в предыдущем случае. Только сопротивление будет зависеть не от ширины токопроводящего слоя, а от содержания графита в боксидке. Чем порошка больше – тем выше сопротивление, и наоборот.

Придется несколько раз разобрать и снова собрать конструкция до того, как опытным путем вы добьетесь нужной мощности. Только после этого можно соединить устройство со штепселем и подключить его в сеть для эксплуатации.

Мини-обогреватель из банки от крема для обуви

Чтобы регулировать степенью нагрева, крышку банки закручивайте слабее или сильнее, чтобы менялось давление внутри. Чем сильнее закручена банка – тем сильнее нагрев, и наоборот. Но не допускайте перегрева, при котором банка начинает испускать световые лучи – желтые или оранжевые. При этом содержимое внутри банки спекается, отчего эффективность обогревателя снижается в разы. Чтобы улучшить работу после спекания, нужно сильно потрясти банку – тогда графит-песчаная смесь снова станет рыхлой и пригодной для работы.

Источник

Самодельный солнечный концентратор из зеркальный пленки

Физика 8 класс

«Электроизмерительные приборы» — ВОЛЬТМЕТР – прибор для измерения напряжения на участке электрической цепи. Классификация. 3)Омметры- для измерения электрического сопротивления. 6)Мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы. Вольтметр: стрелка поворачивается в магнитном поле магнита. Имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. 4)Электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии.

«Деятельность Ломоносова» — В следующее пятилетие (1750—1755) деятельность Ломоносова развертывается также широким фронтом. Родители Ломоносова. М. В. Ломоносов начал учиться читать и писать в 11 — 12 лет. Славяно-греко-латинская академия. Ломоносов в начале января 1731 года прибыл в Москву. Работу выполнила ученица 8 «б» класса Гурьянова Анастасия. Школа размещалась в здании Сухаревой башни. Новый период в жизни. Физика. Труды Ломоносова в области языка. Обучение велось круглый год. Ломоносову 300 лет. Не менее ценными были исследования Ломоносова в области физики. Отзывы о Ломоносове. Долгий путь……..

«Тепловые явления 8 класс» — Мама права, когда называет своего ребёнка «Солнышко ты моё»? Суточных цыплят нельзя держать под новыми энергосберегающими лампами? МБОУ «Верх-Чебулинская СОШ». Луна светит, но не греет? Вы задумывались над вопросом: Почему в современном доме жить комфортно? Цель проекта: Известно ли вам, как в быту человек учитывает тепловые явления? Оказывается, что тепловые явления сопровождают нас повсюду! 2. Не понятно, почему…?

«Плоское зеркало» — Стол зрителям кажется стоящим на четырёх ножках. С какой стороны у вашего зеркального двойника находится сердце? Как получается изображение точки в плоском зеркале? Солнечные концентраторы. Плоские зеркала используют при постановке некоторых фокусов в цирке. Установки используются для получения водяного пара с высокой температурой. Использование зеркал в технике. Урок физики в 8 классе на тему «Плоское зеркало».

Самодельная печь концентратор на солнечном излучении

Для начала стоит выявить место концентрации, для этого оденьте солнцезащитные очки. Возьмите деревянную доску и плотные варежки. Направьте отражатель в сторону солнца и сфокусируйте пойманные лучи на доске, далее регулируйте расстояние пока не получите максимально эффективный, концентрированный пучок энергии, делайте это до тех пор, пока не получите его самый малый размер. Одетые вами варежки предохранят кожу рук от солнечного ожога, если вы случайно подставите руки в зону фокуса лучей. После того как вы определите точку концентрации, вам останется только зафиксировать конструкцию и закончить ее монтаж в оптимальное место. Как говорят в кругах изобретателей: «Остается только получить патент». Пользуйтесь результатами своего труда, получая неиссякаемый и бесплатный источник энергии.

Двигатель Стирлинга можно собрать, используя подручные, распространенные материалы

Существует множество вариантов изготовления концентраторов на основе солнечного излучения. Таким же образом вы сможете сами, используя подручные, распространенные материалы, собрать двигатель Стирлинга (это действительно возможно, хоть, на первый взгляд, и кажется недостижимым), а уж использовать возможности этого двигателя для самых разных целей вы сможете на протяжении длительного времени. Все ограничения зависят только от вашего терпения и наличия фантазии.

Для этого потребуется совсем немного.

1. Самоклеющаяся зеркальная пленка (можно купить в магазинах торгующими обоями). Пленка для окон не подойдет.

2. Лист ДСП и такой же оргалита.

3. Тонкий шланг и герметик.9e5d09ceeef345c1e5eb87a8e5ca9c89

Из ДСП вырезается кольцо. В последствии мне понадобилось два кольца. Иначе луч будет фокусироваться слишком далеко. Кольцо выпиливается лобзиком.71509c29984dc8741a304a6975e30fb9

Под размер кольца вырезается круг из оргалита.4bae5b6f3836478c6895d3953aacd646

Кольцо приклеивается к оргалиту

Важно хорошо все промазать герметиком. Конструкция должна быть герметичной и не пропускать воздух

Сбоку делаем дырку и вставляем шланг.1007f5b94f318c6a0056bfc6b6cf9565

И наконец сверху натягиваем зеркальную пленку.0300aea35e92ba35a306a5f42cc4f4d5

Затем воздух из корпуса откачивается и получается сферическое зеркало. Шланг перегибается и зажимается прищепкой.

Для этого агрегата желательно сделать подставку.998f7f1ddafd2a00ad898d951a5f37f2

Шпарит эта штука будь здоров.537b46d5638018b9023e67400b42ccdd

Получилось достичь хорошей фокусировки. Единственное что плохо, это зеркало нельзя направлять в произвольную точку. Только на солнце.

Рассчитаем профили зеркал

Основное зеркало является параболой и описывается функцией

Малое зеркало по схеме Грегори является эллипсом и описывается функцией

где е — эксцентриситет образующего эллипса малого зеркала (е = 0,3022

Рассчитанные профили зеркал имеют вид:

облучатель антенна зеркало фокусный

Расчет облучателя

В качестве облучателя будем применять диэлектрический стержень. Диаграмму направленности диэлектрического стержня можно рассчитать при помощи следующих приближенных соотношений:

где — длинна стержня в метрах, — коэффициент замедления. выбираемый по графикам рис. 5.2 ч.1 в зависимости от поперечного сечения стержня и длинный волны, — диаметр стрежня.

k — волновое число и считается по формуле: k = 2р/л = 209.4395 м-1

диэлектрическая проницаемость выбирается вкупе с таким параметром как: длинна волны, по следующим зависимостям:

Для обеспечения необходимой ширины ДН диэлектрического стержня, то есть выбрав необходимые параметры антенны, мы в программе ANT-4 меняя степень аппроксимирующего полинома, добиваемся необходимых показателей эффективности антенны, подобрав необходимый полном, мы выбрав удовлетворяющую нас длину стержня, меняя параметр k1, коэффициент замедления, получаем необходимую ширину ДН, а затем подбираем по этим графикам материал стержня.

— максимальный диаметр стержня

— диаметр стержня выбранный для данной антенны, от этого параметра зависит диэлектрическая проницаемость и ширина ДН.

— длина стержня от этого параметра, так же зависит ширина ДН и выбор диэлектрика.

— коэффициент замедления выбирается в соответствии с графиками приведенными выше.

— коэффициент полезного действия

Для получения максимального значения КНД зеркальной антенны главный лепесток ДН диэлектрического облучателя в пределах сектора облучения малого зеркала должен быть симметричным. Для этого в пределах угла облучения ДН в плоскостях Е и Н должна быть симметрична:

— коэффициент перехвата энергии малым зеркалом.

Фазовый центр: для цилиндрического стержня он приближённо берется в середине стрежня.

Питание диэлектрического стержня осуществляется с помощью прямоугольного волновода, в котором распространяется волна Н10. Для того, чтобы в волноводе не возбуждались волны высших типов необходимо выбрать его размеры таким образом, чтобы .

Размеры прямоугольного волновода:

Переход от волновода к стержню осуществим с помощью конусообразной шайбы, которая перейдет от диметра 15.8мм к диаметру стержня 8мм

Структура поля выбранного поля волны в данном волноводе:

Рисунки волновода и стержня см. в конце работы.

Как построить солнечный концентратор своими руками из подручных средств, бесплатное руководство от GoSol видео

Подробности Опубликовано: 12.10.2015 08:32

0ca7ae6c2e3a29b16d54a13432210cd2

Стартаповская компания GoSol намерена сделать солнечную энергию доступной для каждого в глобальном масштабе. Для этого ею была создана инициатива по разработке и распространению инструкций по сборке солнечных концентраторов из местных материалов, которые могли стать эффективными источниками тепла для приготовления пищи, стирки, нагрева воды и отопления.

«Миссия GoSol.orgсостоит в том, чтобы искоренить энергетическую нищету и минимизировать последствия глобального потепления путем распространения нашей DIY-технологии (DIYот англ. Do It Yourself — рус. «сделай это сам») и разрушения всяких барьеров на пути к свободном доступу к солнечной энергии. С вашей помощью мы хотим привлечь сообщества, предпринимателей и умельцев к использованию самого мощного в мире источника энергии. Все материалы и инструменты, необходимые для реализации этих технологий уже произведены и в изобилии присутствуют во всех уголках мира» — говорится на сайте GoSol.

de4f78d5263fcf65db4c5a58b48c4e55

Энтузиасты GoSol запустили компанию, с помощью которой намереваются собрать 68 000 долларов для воплощения в жизнь своей цели. На данный момент инициатива привлекла около 27 000 долларов и совсем недавно GoSol выпустила свою первую инструкцию по созданию солнечного концентратора.

Sol1, такое название получила солнечная установка от GoSol, займет приблизительно 1,5 кубических метра пространства. Работы по его изготовлению займут около недели. Материалами для его конструкции послужат железные уголки, пластмассовые коробки, стальные прутья, а основной рабочий элемент – отражающую полусферу – предлагается выполнить из кусков обычного зеркала ванных комнат.

8382c0b1c38b17d2960aaeea9d81d7e1

07e5672c40508c7ddfb1973d4dd82431

Солнечный концентратор может быть использован для выпечки, жарки, нагрева воды или консервации продуктов питания, посредством обезвоживания. Устройство также может служить демонстрационным примером эффективной работы солнечной энергии и поможет многим предпринимателям развивающихся стран начать собственное дело. В дополнение к содействию снижению вредных выбросов в атмосферу, солнечные концентраторы GoSol помогут сократить вырубку лесов, заменив сжигаемую древесину чистой энергией солнца.

Инструкция GoSol может быть использована не только для создания и практического применения, но и для продажи солнечных концентраторов, которые помогут значительно снизить порог доступа к солнечной энергии, которая, главным образом, сегодня генерируется посредством фотогальванических солнечных панелей. Их стоимость остается на крайне высоком уровне в регионах, где добыть энергию другими способами зачастую просто не возможно.

91854cb251a13bcb8d35a0fbad45ad7b

Решение

1.
Определение числа Френеля

Поскольку диаметры зеркал резонатора одинаковы, то для
вычисления числа Френеля необходимо воспользоваться формулой (10) работы :

где a – радиус зеркал. Подставляя
значение входящих в формулу (26) величин, получаем

2.
Определение коэффициента потерь

Согласно условию полные потери в основном определяются
потерями на пропускание зеркал, потерями из-за неточности юстировки резонатора
и дифракционными потерями. Каждому виду потерь соответствует свой коэффициент
потерь. Следовательно, коэффициент полных потерь будет суммой этих
коэффициентов:

1779fa2f2838af42af5956c26795712e(28)

Для
вычисления первого слагаемого в (28) можно воспользоваться формулой (4),
второго — формулой (5), а третьего — формулой (6) работы. Тогда

d58e111dcfa3aa7cf70cad79d3509d4c(29)

Подставляя
в (29) значения соответствующих величин, получаем (a=0,4
см)

e112b4cd8e2ca7e52f49d8954e8af9a1(30)

3. Определение добротности резонатора

Подставляя в (31) значения
соответствующих величин, получаем

c6cb44ecd2aae861516d555839358d8e(32)

Время жизни фотона в основной поперечной моде резонатора
легко определить из формулы (25) работы :

где —
центральная частота этой моды, — ее длина волны,
с— скорость света в вакууме. Из (33) следует

d35418de007721274f02e1ea474993b3. (34)

Ширина резонансной кривой,
описывающей форму спектральной линии резонатора на частоте основной поперечной
моды, может быть вычислена из формулы (37) работы :

6d2ed3862121f0af0dcdc1abfce73411(35)

4.
Определение степени устойчивости резонатора

Известно, что в геометрическом приближении условие
устойчивости резонатора имеет вид (см. формулу (53) в работе )

где являются
обобщенными параметрами резонатора. Вычисление этих параметров дает

Произведение удовлетворяет
условию (36), следовательно, резонатор является устойчивым.

5. Определение частотного спектра лазерного излучения

Резонатор лазера существенным и
даже принципиальным образом влияет на свойства выходного излучения. Дело в том,
что при своем распространении внутри резонатора между его зеркалами излучение
формируется в определенное состояние электромагнитного поля, которые называются
типами колебаний резонатораили модами.
Каждая мода характеризуется определенной пространственной структурой этого поля
(т. е. определенным распределением амплитуды и фазы) в поперечном к оси
резонатора направлении, в частности на поверхности зеркал резонатора. Кроме
того, каждая мода характеризуется определенным сдвигом фазы за двойной проход
резонатора.

Как построить высокоэффективный солнечный водонагреватель из параболической антенны

Сам можно сделать на основе передней ступицы автомобиля ВАЗ.

Кому интересно фото взято отсюда :Поворотный механизмШаг 3 Создание теплообменника-коллектораДля изготовления теплообменника понадобится медная трубка, свернутая в кольцо и помещенная в фокус нашего концентратора. Но сначала нам надо узнать размер фокальной точки тарелки. Для этого надо снять LNB-конвертер с тарелки, оставив стойки крепления конвертера. Теперь надо повернуть тарелку на солнце, предварительно закрепив кусок доски на месте крепления конвертера. Подержите доску немного в этом положении, пока не появиться дым. Это займет по времени примерно 10-15 секунд. После этого отверните антенну от солнца, снимите доску с крепления. Все манипуляции с антенной, ее развороты, проводятся для того, чтобы вы случайно не засунули руку в фокус зеркала- это опасно, можно сильно обжечься. Пусть остынет. Измерьте размер сожженной части древесины- это будет размер вашего теплообменника.Размер точки фокусировки будет определять, сколько медной трубки вам понадобится. Автору понадобилось 6 метров трубы при размере пятна 13см.Я думаю, что возможно, вместо свернутой трубки можно поставить радиатор от автомобильной печки, есть довольно маленькие радиаторы. Радиатор должен быть зачерненный для лучшего поглощения тепла. Если же вы решили использовать трубку, надо постараться согнуть ее без перегибов и изломов. Обычно для этого трубку заполняют песком, закрывают с обеих сторон и сгибают на какой-нибудь оправке подходящего диаметра. Автор залил в трубку воды и положил ее в морозильную камеру, открытыми концами вверх, чтобы вода не вытекла. Лед в трубке создаст давление изнутри, что позволит избежать изломов. Это позволит согнуть трубу с меньшим радиусом изгиба. Ее надо сворачивать по конусу- каждый виток должен быть не много большего диаметра чем предыдущий. Можно спаять витки коллектора между собой для более жесткой конструкции. И не забудьте слить воду после того, как закончите с коллектором, чтобы после установки его на место, вы не обожглись паром или горячей водойШаг 4. Собираем все вместе и пробуем.Теперь у вас есть зеркальная парабола, модуль слежения за солнцем, помещенный в водонепроницаемый контейнер, или пластиковую емкость, законченный коллектор. Все, что осталось сделать — это установить коллектор на место и опробовать его в работе. Вы можете пойти дальше и усовершенствовать конструкцию, сделав, что-то типа кастрюли с утеплителем и одеть ее на заднюю часть коллектора. Механизм слежения должен отслеживать движение с востока на запад, т.е. поворачиваться в течение дня за солнцем. А сезонные положения светила (вверх\вниз) можно регулировать вручную один раз в неделю. Можно, конечно, добавить механизм слежения и по вертикали- тогда вы получите практически автоматическую работу установки. Если вы планируете использовать воду для подогрева бассейна или в качестве горячей воды в водопроводе- вам понадобиться насос, который будет прокачивать воду через коллектор. В случае если вы будете нагревать емкость с водой, надо принять меры, чтобы избежать закипания воды и взрыва бака. Сделать это можно используя электронный термостат, который, в случае достижения заданной температуры, будет отводить зеркало от солнца с помощью механизма слежения.От себя добавлю, что используя коллектор зимой надо принять меры, чтобы вода не замерзла в ночное время и в ненастную погоду. Для этого лучше сделать замкнутый цикл- с одной стороны коллектор, а с другой теплообменник. Систему заполнить маслом-его можно нагреть до более высокой температуры, градусов до 300, и на морозе не замерзнет.

Солнечный концентратор Ripasso — самый эффективный способ преобразования солнечной энергии

Опубликовано: 18.05.2015 13:23

d7e5400ec936763efc474b2a3a07c6d9

Когда дело касается вопросов генерации солнечной энергии, эффективность процесса является ключевым моментом. Новый южноафриканский «солнечный» проект в пустыне Калахари, возможно, является наиболее эффективной системой в мире на сегодняшний день. Шведская энергокомпания Ripasso, пользуясь выгодами яркого африканского солнца, намерена испытать свой солнечный концентратор, сочетающий в себе современные военные технологии и идеи инженера-священника из Шотландии 19 века. В результате технического «симбиоза» система способна конвертировать 34% солнечной энергии в электричество, отправляемого прямо в сеть. Такое КПД почти в два раза превышает эффективность традиционных солнечных батарей.

На данный момент существует единственный рабочий экземпляр Ripasso солнечного концентратора с подобными характеристиками, но его создатели надеются, что система войдет в число самых востребованных возобновляемых источников на планете. Устройство оснащено зеркальным отражателем с общей площадью 100 м2, гигантский диск вращается вслед за движением солнца и постоянно подстраивается для извлечения максимума солнечной энергии.

36d27aa9c85a02a5dfaf11f5573abea4

Независимые тестирования проекта показали, что один такой отражатель может сгенерировать 75-85 мегаватт часов «зеленой» энергии в год — достаточно, чтобы обеспечить электричеством на год десять среднестатистических домохозяйств. Для сравнения: при производстве такого-же количества электроэнергии, от сожженного угля на теплоэлектростанциях, в атмосферу будет выброшена 81 тонна CO2.

Статья по теме: Солненые панели станут более эффективными, изобретено супергидрофобное стекло

Солнечная электростанция Ripasso работает за счет зеркал, фокусирующих, как гигантские линзы, солнечный свет в маленькой точке. Энергия тепла приводит в действие Двигатель Стирлинга, запатентованный шотландским инженером Робертом Стирлингом в 1816 году. В то время он стал первой альтернативой паровому двигателю. Работа устройства основана на попеременном нагревании и охлаждении газа в замкнутом пространстве, который приводит в движение поршень, вращающий маховик. Из-за недостатка подходящих материалов в те годы двигатель массово не производился. Коммерческий выпуск изобретения стартовал лишь в 1988 году, когда шведское минобороны стало производить их для подводных лодок. Прежде чем найти применение двигателю в возобновляемой энергетике, менеджер проекта Гуннар Ларсон (Gunnar Larsson) проработал 20 лет на оборонных предприятиях Швеции.

afb7cc23da8fb6fb69e7d7bc1b255977

Смотрите еще интересные материалы:

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Схема сборки и подключения

Солнечная электростанция своими руками собирается так:

8bdaf3b980c5c4dd427dc08219b897a2

Схема подключения солнечных панелей и бытовой нагрузки

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Здоровая спина
Adblock
detector