The mineral fuels used recently, will be exploited out. This paper presents idea of an engine where any fuel or solar heat can be used. The proposed model is an externally heated, 2-stroke, valve engine (EHVE), entirely different from the well-known Stirling one. It works in a closed Joule cycle. The engine is composed of typical parts met in piston constructions: en expander a compressor, a heater, a cooler and may be used two recirculation blowers, which consume small amount of produced power. Additional advantages of the engine is air employed as working gas, the conventional crankshaft and oil lubrication system. Main difference between the new version and that described in earlier publications of the authors refer to the magnitude of heat exchangers and the blowers. The heat exchangers were small but now they are moderate and the blowers may be used in the described here engine. Comparisons of EHVE action with and without the recirculation blowers are performed.
PL
Paliwa kopalne ulegną wkrótce wyczerpaniu. Ten artykuł przedstawia silnik, w którym może być zastosowane dowolne paliwo lub ciepło słoneczne. Proponowany model jest to zewnętrznie nagrzewany 2-suwowy silnik (EHVE) całkowicie różny od silnika Sterlinga. Pracuje on w zamkniętym cyklu Joule'a. Jest utworzony z typowych części tj.: rozprężarki, sprężarki, nagrzewnicy, chłodnicy i dodatkowo z dwu dmuchaw recyrkulacyjnych, które pochłaniają małą energię w porównaniu z energią silnika. Zaletą silnika jest powietrze używane jako gaz roboczy, konwencjonalny korbowód i system smarowania. Główną różnicą między tym silnikiem, i opisywanym przez autorów we wcześniejszych publikacjach jest objętość wymienników ciepła, które były małe a obecnie są dowolnej objętości oraz dodatkowe dwie dmuchawy. W artykule dokonano porównania pracy silnika z dmuchawami i bez nich.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper has been devoted to an idea of the engine in which any fuel or solar heat can be used as a source of energy. The proposed model is an externally heated 2-stroke, valve engine - EHVE, entirely different from the well known Stirling one. The advantages of the new engine are very small dead space, air used as working medium, conventional crankshaft and typical oil lubrication system. The publication from 2010 referred to big heat exchangers. Our earlier publications (1995) presented two small heaters operating alternatively. The experiments conducted in 2000 showed that heat transfer is insufficient during the period when the engine valves are closed and the heat exchange takes place in small heaters. The mentioned papers [1995] did not describe how to assure its proper value. This paper determines the additional devices and conditions which should be fulfilled in order to receive sufficient heat exchange.
The paper presents microscopy observations of Ag/Sn/Ag interconnections obtained as a result of diffusion soldering process. The choice of the material as well as technological process allowed getting thermally stable joints dedicated to the electronic equipment thanks to controllable growth of intermetallic phase. The intermetallic phase which appeared first formed irregular layer with hemispherical shaped scallops growing at the silver/solder interface (Fig. 3-4). Moreover, the formation of small voids was observed inside that phase due probably to the Kirkendall phenomenon (Fig. 4a, 5). Chemical analysis performed on scanning electron microscopy (Fig. 5) revealed that the composition of this phase corresponded to Ag3Sn in the equilibrium phase diagram (Fig. 1). The investigation of the growth kinetics of this phase at 235 CC helped to describe the mechanism of Ag3Sn growth (Fig. 6). Initially the reaction at phase boundary was the mechanism responsible for the phase formation but with time of sample annealing the volume diffusion seemed to control the phase growth.
PL
W pracy przedstawiono obserwacje mikroskopowe złączy Ag/Sn/Ag otrzymanych w wyniku procesu lutowania dyfuzyjnego. Wybór materiału jak i technologii pozwala na uzyskanie trwałego termicznie złącza przeznaczonego do aplikacji w urządzeniach elektronicznych dzięki kontrolowanemu wzrostowi fazy międzymetalicznej. Pierwsza pojawiająca się faza miała postać warstwy o nieregularnej morfologii półsferycznych skallopków na granicy międzyfazowej srebro-lutowie (Rys. 3-4). Ponadto zaobserwowano tworzenie się niewielkich pustek wewnątrz fazy międzymetalicznej, co może być skutkiem zjawiska Kirkendalla (Rys. 4a, 5). Analiza składu chemicznego przeprowadzona na skaningowym mikroskopie elektronowym (Rys. 5) wykazała, że skład tej fazy odpowiada Ag3Sn na diagramie równowagi fazowej (Rys. 1). Badania kinetyki wzrostu fazy w temperaturze 235 °C pozwoliły na uchwycenie mechanizmu wzrostu tej fazy (Rys. 6). W początkowej fazie wzrostu mechanizmem odpowiedzialnym za tworzenie się fazy jest reakcja na granicy faz, natomiast ze wzrastającym czasem wygrzewania próbek dyfuzja objętościowa wydaje się kontrolować wzrost fazy Ag3Sn.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pod uwagę brane są zaworowe silniki tłokowe, zarówno zewnętrznego nagrzewu jak i silniki wewnętrznego spalania. Silniki zewnętrznego nagrzewu mogą wykorzystywać energię Słońca lub ciepło biopaliw. Podano także schemat silnika wewnętrznego spalania, który ma moc prawie dwukrotnie większą niż każdy z jego składowych tzn. dwóch zwykłych czterosuwów, które także mogą wykorzystywać ciepło zawarte w biopaliwach. Zastosowanie podanych źródeł energii mechanicznej zostało podsumowane w rozdziale 4 artykułu.
EN
The externally heated and internal combustion piston valve engines are taken into account. The engines may use either solar or biofuels energy. The internal combustion engines have the power almost twice as high as each of its components, i.e. two usual four-stroke engines. The application of the engines is presented in the last section of this paper.
In this paper, a new method of vibrational energy transfer from high- frequency low-amplitude to low-frequency high-amplitude mechanical vibrations is proposed and investigated, for the purpose of percussive drilling. The mechanism uses an impact loading comprised of two frequencies forming a beat which excites a structure tuned to the beat-frequency. This concept has been modelled and experimentally verified. It is postulated that the efficiency of this technique is strongly dependent on the strength of nonlinearity in the system. The vibrational energy transfer is significantly reduced for superharmonic responses of the system. Practical applications of this mechanism can been seen as new generation percussive drilling tools.
PL
W niniejszej pracy zaproponowano i pokazano wyniki nowego sposobu transferu energii z obszaru drgań o wysokich częstościach i małych amplitudach w obszar niskich częstości i dużych amplitud. Badania przeprowadzone były pod kątem zastosowań w wierceniu udarowym. Mechanizm działania wykorzystuje obciążenie uderzeniami modulowane kombinacją dwu częstości tworzących obwiednię w kształcie dudnienia o strukturze dostrojonej do częstości uderzeń. Pokazano opracowany model i wyniki jego weryfikacji eksperymentalnej. Wydaje się, że wydajność tej techniki jest mocno zależna od siły nieliniowości w układzie. Transfer energii drgań jest mocno zmniejszony dla superharmonicznych odpowiedzi układu. Możliwe jest praktyczne zastosowanie tego mechanizmu w nowej generacji wierteł udarowych.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The experimental investigation of the 2-stroke Externally Heated Valve Engine (EHVE), different from the known Stirling engine, were carried out during 1999-2000. The main disadvantages of the engine were well known. The following changes are proposed in the improved version of the engine, in the case when natural fuels are exhausted (gas and oil): 1. in order to enlarge heat transfer in this air engine heater and cooler (a little mass flow rate is employed in each piston engine), a working air circulation forced by two blowers, one in a large volume (arbitrary) heater and the second in a similar volume cooler, are applied; 2. a 4-stroke engine cycle has been introduced; 3. self-acting valves are eliminated and only two governed are used instead. Numerical solutions in the form of time-dependent pressure and temperature diagrams for each volume of the engine (i.e. for a cylinder, a heater and a cooler) and mass flow rates through valves, as well as p - V diagrams will be presented. Finally, the essential results, i.e. the power and efficiency, are given.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Używane obecnie paliwa kopalne takie jak gaz i olej ulegną wyczerpaniu. Ten artykuł poświęcony jest zaworowemu silnikowi cieplnemu (EHVE) z zewnętrznym dostarczaniem ciepła, w którym użyte może być dowolne paliwo lub ciepło słoneczne i który jest całkowicie różny od znanego silnika Stirlinga. Zasadniczą wadą zbadanego już eksperymentalnie silnika EHVE jest zbyt mała objętość nagrzewnicy, co jest związane ze zbyt małą mocą tego silnika. Rozwiązaniem jest dowolna objętość wymienników ciepła, w tym nagrzewnicy. Ta jednak związana jest koniecznością dodania dwu dmuchaw w pętlach tych wymienników.
EN
Recently used mineral fuels as the oil and gas, will be soon exploited out. This paper presents an externally heated valve engine (EHVE), where any fuel or solar heat can be used, and it is entirely different from the well-known Stirling engine. The main disadvantage of the experimental version of the EHVE investigated before is a small volume of the heater. This caused too small power output of the engine. The remedy is an arbitrary volume of the heat exchangers especially the heater. This is connected with two blowers in the loops of the exchangers.
The In-48 at.% Sn eutectic alloy was used in order to make Cu/Cu interconnection in the joining process called diffusion soldering. The sequence of intermetalic phases formation and their growth kinetics were determined by means of the light microscopy and scanning electron microscopy. This allowed to calculate the growth rate constant k and exponential factor n in the equation: x = k · tn as well as to draw the diffusion path on the appropriate isotherm of Cu-In-Sn system. It was revealed that the η [Cu6(Sn,In)5] phase appeared as the first one in the solid-liquid reaction between the Cu and In-Sn liquid and possessed dual morphology of fine and coarse grains. The deep grooves separating particular scallops of the η phase were considered to be “fast diffusion paths” at the early stage of the process. The gradual disappearance of grooves during further soldering makes the volume diffusion to be predominant way of mass transport. The second intermetallic phase δ [Cu41(Sn,In)11] was formed in the solid-solid reaction between the copper and η phase. It was observed either at lower temperatures after longer annealing time (tens of hours) or after short time (minutes) at 300C and higher temperatures. This phase had rather regular interface and its growth was governed by the chemical reaction at the interface. The growth rate constant grew with the temperature and it was even three times higher then that one for the η phase. A short incubation time preceded the growth of this phase. The fundamentals of mathematical model enabling the description of the growth of intermetallic phases in multi-component systems were presented.
PL
Stop eutektyczny In-48 at.% Sn został zastosowany do utworzenia spoiny Cu/Cu w procesie lutowania dyfuzyjnego-niskotemperaturowego. Sekwencja tworzących się faz międzymetalicznych w spoinie oraz kinetyka ich wzrostu została opisana przy pomocy mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Pozwoliło to wyznaczyć stałą szybkości wzrostu oraz wykładnik potęgowy w równaniu: x = k · tn oraz wykreslić tzw. scieżkę dyfuzji w oparciu o przekroje izotermiczne układu Cu-Sn-In. Jako pierwsza tworzy sie faza η [Cu6(Sn,In)5] w reakcji między Cu i ciekłym stopem In-Sn. Posiada dwie morfologie różniące się wielkościami ziaren. Faza η w kontakcie z lutowiem tworzy charakterystyczne skalopki oddzielone od siebie wąskimi kanałami, które identyfikowane są jako ścieżki szybkiej dyfuzji w wczesnym stadium lutowania. Stopniowy zanik kanałów prowadzi do zwiększenia roli dyfuzji objętościowej jako czynnika kontrolującego kinetykę wzrostu faz w spoinie. Druga faza międzymetaliczna δ[Cu41(Sn,In)11] tworzy się podczas reakcji w stanie stałym między Cu i faza η. Jej wzrost obserwowano w niższych temperaturach po kilkudziesięciu godzinach wygrzewania lub po kilku minutach lutowania w temperaturze 300C i wyższych. Tworzenie się fazy η poprzedzone jest krótkim okresem inkubacyjnym a jej wzrost kontrolowany jest reakcją na granicy faz. Stała szybkości wzrostu fazy η wzrasta wraz ze wzrostem temperatury procesu i jest nawet trzy razy większa od stałej właściwej dla wzrostu fazy η. Przedstawiono podstawy modelu matematycznego dyfuzji w układach wieloskładnikowych, który może być wykorzystany do opisu wzrostu faz międzymetalicznych w spoinie.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.