Уникальные мышцы из рыболовной лески

Да, сегодня уже оценил новость. Но:
— насчёт КПД более высокого чем у гидравлики несколько сомнительно, т.к.
1. кпд гидравлики весьма высок (с учётом масштабирования, конечно — у маленьких маломощных систем КПД ниже, чем у больших).
2. (и это главное) электрическая энергия преобразуется в механическую с минимальными теоретическим потерями, а вот преобразование /электрическая энергия — тепловая энергия — механическая энергия/ с высоким КПД происходить не может при очевидных температурах работы этих мышц. Лесочный тепловой двигатель не может иметь КПД выше теоретического КПД для цикла Карно, а для этих температур он — мизерный.
— ничего не сообщается про ресурс — каково количество сокращений без изменения свойств
— расслабление «лесочных» мышц очевидно требует охлаждения, что для «сильных» мышц может быть просто затруднительным, так как тепло необходимо будет отводить из достаточно большого сечения «мышцы», а это означает, что придётся делать что-то вроде слодной системы «кровоснабжения» охлаждающей жидкости непосредмтвенно в толще мышцы.
Так что пока увы...

Тоже вчера прочитал. Заманчива энерговооружённость более 7л.с/кг.
Интересно было бы выяснить КПД как тепловой машины. Для низкопотенциальной тепловой энергии самое то на замену двигателям Стирлинга.

PS. Ресурс сокращений одиночной лески — не есть ресурс сокращений сложной мышцы, где есть трение и прочие процессы.

Александр а при чем тут Карно, вы к зеркалу подойдите, и ручки вверх поднимите, вот кпд ваших мышц ничуть не меньше чем у двс а перепадов температур вообще нет, 36,6 с небольшими вариациями

Но речь то не про живые мышцы а про конкретные искусственные работающие за счёт изменения температуры.

Алексей, вы ещё электродвигатель в пример приведите — «тоже никаких перепадов, а работает».
У них же самих написано, что работает за счёт нагрева-охлаждения. Нагрели — расширился. Охладили — уменьшился. Ни про хим-, или электрохимпроцессы ни слова.

цикл карно предложен для газов а не для твердых тел, сравнивать данное устройство с циклом Карно некорректно, хотя кпд лески вряд ли к циклу Карно приблизится

Но он эталон для тепловых двигателей вообще. По этому его и используют для их сравнения.

Электричеством можно так же быстро охлаждать.

Ни фига подобного. Элементы Пельтье имеют очень низкую эффективность и  у них должен быть радиатор на «горячей» стороне, который рассеивает и отведённое тепло и тепло, выделяющееся током, питающим этот элемент. Как такое встроить в «мышцу»? Холодный теплоноситель по трубочкам с удалённым радиатором, или даже холодильником — компактнее будет.

И я о том же.

И я, честно говоря, пока не понял — как оно вообще работает. Смотрю на жти спиральки — и не пойму — что и куда сокращается (ну или расширяется) на 50% при нагревании и что и куда собственно создаёт усилие.

Я читал эту новость здесь
compulenta.computerra.ru/veshestvo/materialovedenie/10011631/
И там нет таких смелых заявлений, более того, авторы сами говорят, что КПД более чем скромный...

...а КПД очень важный фактор для робота (за исключением разве что лабораторного образца соединенного кабелем с разеткой).

О, а вот это хорошо написанная статья! Спасибо за ссылку.
Похоже, робот, имеющий такую мышечную систему будет иметь просто маленькую топку, в которой будет греться теплоноситель, который будет насосом и системой клапанов распределяться по этим мышцам:)).
Но блин! Я по прежнему не понимаю — где в лесочной спирали создаётся необходимое перемещение да ещё с большим усилием! Вы это поняли, Алексей?

А, вот пришла такая мысль: если «заневолить» спираль в трубке, да ещё с сердечником, чтобы спираль не могла ни увеличиваться, ни уменьшаться в диаметре, то при нагреве или охлаждении можно получить значительное вращательное перемещение свободного конца спирали. Но всю равно, какие тут нафиг 50% и от чего эти 50%? Непонятно.

Причём трубку и центральный стержень можно брать из любого металла, необязательно из инвара — всё равно коэффицинт термического расширения полимеров гораздо больше такового у металлов.

Перемещение происходит при переходе в спиральную форму из линейной и обратно.
Это вариация на тему популярных недавно «материалов с памятью».
Там тоже при изменении температуры изменялась форма. Где-то попадалась картинка с очками душка которых гнулась при погружении в воду с температурой отличной от комнатной.
Здесь плюс в дешевизне материала.

Александр Самойлов 22 февраля, 09:22
А, вот пришла такая мысль: если «заневолить» спираль в трубке, да ещё с сердечником, чтобы спираль не могла ни увеличиваться, ни уменьшаться в диаметре, то при нагреве или охлаждении можно получить значительное вращательное перемещение свободного конца спирали. Но всю равно, какие тут нафиг 50% и от чего эти 50%? Непонятно.
++++++++++++++
Трение значительное... Износ высокий...

Александр Самойлов
можно получить значительное вращательное перемещение свободного конца спирали. Но всю равно, какие тут нафиг 50% и от чего эти 50%? Непонятно.

А в этом случае перемещения и не произойдёт. Перемещение у них получается не за счёт обычного термического изменения линейных размеров (объёма) а за счёт изменения формы. Ну как лук, ведь при стрельбы из него объём не меняется а меняется форма (изгиб).

Перемещение происходит при переходе в спиральную форму из линейной и обратно.
------
А, вот как? Понятно. Хотя нет, всё равно остаются сомнения — лесочная спираль довольно мягкая штука, тем более при нагревании, а они грозятся какими-то большими усилиями для весьма тонкой лески. Хотя авторы, возможно, просто так излагают результаты своего исследования, что рядом в тексте оказываются параметры, которые можно получить только раздельно, в разных экспериментах (либо, при одной конструкции, большое услиле, но мизерное сокращение, либо, при другой конструкции, большое сокращение, но мизерное усилие), а у нас, читателей, создаётся впечатление одновременного наличия таких чудо-параметров. Типичный, кстати, приём популяризаторов своих разработок.

А в этом случае перемещения и не произойдёт
-------
Да, подумал и согласен.
Ну вернее произойдёт, но из-за межвиткового трения не вращательное, а просто поступательное — спираль станет вести себя тоже как трубка — свободный конец просто будет поступательно перемещаться вдоль оси спирали из-за теплового расширения.
С луком — да, понимаю.

Александр Самойлов
они грозятся какими-то большими усилиями для весьма тонкой лески. Хотя авторы, возможно, просто так излагают результаты своего исследования

Ну гранты....
Как говориться — что ты мне воду даёшь?! Ты мясо, мясо давай!

Сергей, здесь речь не о коэффициенте линейного расширения. Имеется в виду то что спираль из лески короче на 50% самой лески.

-- и что ? спираль не может поднимать большие грузы. 80 С — температура размягчения полиэтилена.. посему 0,5 %..макс

Сергей, может помните при советской власти было популярно детское техническое творчество. Мы делали на этих занятиях планеры с резино-моторами. Здесь то же самое только для скручивания (или раскручивания) используется не мускульная энергия кисти рук а тепловая энергия.

-- там испрользовалось огромное смещение — резина -300-400 %.. и вертикальное усилие никакое..

Очень любопытная мысль, но сложная инженерная задача. Направление — это направление перемещения? Оно разное, в зависимости от процесса замерзания. Это весьма анизотропный процесс. Думаю, надо делать процесс замерзания направленным. Либо организовывать его в тонком слое.

С этим сложностей не будет. Вода может быть в гибкой емкости (типа надувного шарика) которая погружена в резервуар с незамерзающей жидкостью которая одновременно служит рабочим телом для тривиального гидро-мотора.

-- Мех работа — Не более чем отдаваемое тепло..

С этим ни кто не спорит. Вопрос в том сколько.
Это заманчиво для низкопотенциального тепла, ведь здесь энергоёмкость замерзания-плавления на килограммам просто огромная. В России минусовые температуры пол года, подсаливая воду можно добиться нужной Т замерзания. Перепад Т дня и ночи достаточен для работы такого двигателя.

-- Посмотрите диаграмму плавления льда от давления, и примерно проэкстраполируйте..

Спасибо за совет. Где-то в вики попадалась такая диаграмма.

Возможно стоит считать через объёмный модуль упругости льда. Но. Так как это величина — о...енная, то надо наверное одновременно учитывать и изменение температуры плавления при повышении давления. Вообще сразу так не готов сказать. Возможно, это нечто интегральное.
И, кстати, наверное если как следует пробежатьсы по инету, наверняка этот расчёт найдётся. Возможно в англоязычной части инета. Я там, как правило, всё интересующее нахожу.

Не вынесла душа поэта... © Похвалилася...

В русской не нашёл а по англицки я не шпрехаю (как впрочем и на любом языке отличном от русского)

Алексей Ромчак 22 февраля, 09:52
кстати об экзотических двигателях. Не давно задался вопросом — а можно ли использовать увеличение объёма воды при замерзании. Он как известно увеличивается примерно на 10%, при этом процесс происходит практически без перепада температуры и имеет огромную теплоёмкость.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Можно. Но не нужно ибо не выгодно страшно....

На сколько не выгодно ...в граммах :)
Ведь тепло халява — перепад День-Ночь зимой.

Алексей Ромчак 22 февраля, 11:07
Ведь тепло халява — перепад День-Ночь зимой.
---------------------------------------------------------------------------------------------

Итого один рабочий цикл...

При том не эффективный....

В русской не нашёл а по англицки я не шпрехаю
-----
Тогда делайте так, Алексей:
выбираете для себя ключевые слова, вернее фразы из своей идеи и переводите их на английский (да хоть гугл-переводчиком). Важно именно определить устоявшиеся словосочетания, применяемые в англоязычной технической литературе для обозначение того, или иного свойства, или параметра.
После этого просто ищете в гугле по этому словосочетанию. При этом, если пользуетесь Хромом, то модете смотреть страницу и в оригинале и в переводе. Машинный перевод — так себе, но если вы понимаете технический контекст, косяки машинного перевода вам — не помеха.
Несколькими поисковыми операциями вы поймёте — какое именно словосочетание используется для обозначения интересующего вас процесса / параметра / явления. После этого уже найдёте нужное вам очень быстро.

Иерархов здеся прав... Тем более чтоп лед полностью отработал цикл расширение, охлаждать нужно долго и упорно... По большому счету тута даж один полноценный цикл не успееть пройти... За сутки... Перепад температур нужон значительный...

В общем — на основании данных из вики и очень упрощая (брались показатели только начальной и конечной точек а теплоёмкость процесса принималась постоянной).
При замораживании при -21С и плавлении при 0С получим 21 кДж мех.энергии с литра воды. Это КПД около 0,063 а цикл Карно при таком перепаде температуры дал бы 0,076.
В общем вполне правдоподобно (не превышена эффективность цикла Карно). Да и энерговооружённость приемлемая, 1 кубометр воды выдаст почти 6 кВт.час за цикл.

Существует два пути определения механической работы при замораживании льда:
1. По механической работе:
A = FL, где А – мех.работа [ Дж], F – сила {Н/м], L – путь [м].
Из определения модуля Юнга (коэффициента упругости):
Е = F/S, где Е – модуль Юнга [Па], F – сила, S – площадь приложения силы [м2].
E |для льда при 0 0С = 3 ГПа – из справочника.
Объем льда принимаем 1 см3 , тогда S = 1 cм2, L|расширение льда = 0,1 см.
A = ESL = 300 Дж.
2. По работе теплового перехода:
A = QM, где Q – теплота плавления льда — 0,32 [MДж/кг], из справочника.
М = 1г, как в предыдущем примере.
А = 320 Дж.
Разница некоторая есть, но порядок величин понятен.

Олег Апарцев
Существует два пути определения механической работы при замораживании льда:
1. ...........
2. ..............

Ну второй вариант совсем не годится, «Тепловая энергия не может полностью перейти в другой вид энергии».
А первый какой-то .....неполный.
Я считал иначе (выше дал результат вполне укладывающийся в рамки Карно). Каждому давлению соответствует определённая температура плавления.... А дальше изменение объёма умножаем на давление и получаем работу. Чем ниже температура тем выше давления — больше работа, но при этом и необходимый перепад температур.

Алексей, вспомнил, что сегодня поручил инженеру посчитать трубу на 500 бар из стали 09Г2С (что нам, серьёзным инженерам, стоит:)). Результат расчёта:
при внутреннем диаметре 200 мм и изготовлении из поковки, толщина стенки — 30 мм. Если просто горячекатанная труба, то толщина стенки — 34мм. Изрядно. В принципе, с изменением диаметра обечайки (трубы) соотношение стенка/диаметр изменится незначительно.
Вес метра трубы — 170 кг.
Вес системы ёмкостью 1м3 — 5,4 тонны. При этом надо учитывать, что весь объём использовать невозможно — часть этого объёма займёт антифриз, при этом ещё и не всё увеличение объёма замерзающей воды удастся использовать — надо учесть сжимаемость антифриза, льда и разделительной мембраны (полимера). При таких давлениях для воды — это аж примерно 2,5%. Для льда — заметно меньше, но тоже порядка %.
Если отказаться от запасов прочности (предел текучести / 1,5), то можно соответственно облегчить конструкцию, но тогда она будет иметь малую цикловую стойкость Не более 10^2 — 10^3. И надо будет уже учитывать упругую деформацию сосуда — он тоже «съест» часть приращения объёма.
Так что надо делать тяжёлую конструкцию и бороться за высокую частоту циклов.

И да, кстати, в связи с этим подумал — а вот действительно реальный инженерный челендж — создать «поточный» двигатель на эффекте увеличения объёма воды при замерзании. Т.е. некий непрерывный, а не циклический процесс. Вот это — реальный игры разума (инженерного)!
Правда, я вообще не представляю себе — как за это взяться:))

Александр Самойлов
Алексей, вспомнил, что сегодня поручил инженеру посчитать трубу на 500 бар из стали 09Г2С...

Спасибо, за информацию. Впечатляет, а ведь ещё и гидро-мотор на такое давление нужен.
Я сейчас прикидывал энергоёмкость 1 М^3 воды при 200 атм. (это массовая. доступная гидравлика и резервуары). Так вот, получается 2 МДж механической энергии на кубометр.
Даже не знаю, хорошо это или плохо. С одой стороны это замена всего-лишь 0.22 литрам диз.топлива (при КПД дизеля 25%). С другой, халява и каждый день полгода.

Мне кажется что рассчитывать на суточные циклы — не правильно. Надо такую железяку заставлять работать как можно интенсивнее, иначе она себя не оправдает. А если у вас есть например океанская вода с температурой -4 и воздух с температурой -20 — -30 и ниже (я много времени провёл в заполярных командировках, там такое — самая заурядная зимняя погода), то как мне кажется, вы можете позволить себе осуществлять такие циклы пару раз за час, или чаще, если теплообмен наладите. Ну а про подсолёную воду с нужным образом подобраной температурой замерзания Вы уже написали.

Александр Самойлов 24 февраля, 23:58
И да, кстати, в связи с этим подумал — а вот действительно реальный инженерный челендж — создать «поточный» двигатель на эффекте увеличения объёма воды при замерзании. Т.е. некий непрерывный, а не циклический процесс. Вот это — реальный игры разума (инженерного)!
Правда, я вообще не представляю себе — как за это взяться:))

Ну совсем не циклический, вряд-ли. Хотя есть-же ДВС (цикличный) и газотурбинный двигатель (не цикличный). Хотя не вижу проблем с многокамерным циклическим.
Вопрос в том где брать одновременно и холодильник и нагреватель если речь о естественном перепаде температур?

Да, Вода-Воздух это очень интересно.

Вопрос в том где брать одновременно и холодильник и нагреватель если речь о естественном перепаде температур?
---
Я пока не знаю:((
Я ещё «почешу» мозги об Вашу идею на досуге, и если что придумаю — напишу.

В расчетах речь идет о прямой работе. Смею заметить, в них не учитывались свойства источника и приемника тепла (их температуры), которые и является смыслом применения цикла Карно.
Мои расчеты показывают максимальную удельную работу на единицу, если хотите, массы.
Извините, если неправильно понял Ваш вопрос.

Уточнение: на единицу массы рабочего тела — воды.

Ваши расчёты по первому варианту как раз не показывают максимальную работу на еденицу массы (объёма).
А по второму вообще не показывают работы, а лишь озвучена теплоемкость фазового перехода.
Да и цикл Карно здесь не работает. И это плюс, поскольку возможны медленные процессы, а при малых перепадах температур, и(или) существенном разнесением во времени фаз процесса.

Как раз первый расчет дает возможный максимум, второй, термодинамический, «дает» больше цифру, потому что учитывает потери на «неупругость» при образовании твердого тела. Но для инженерной оценки и тот, и другой, расчеты дают приемлемое представление.
Остальные «выигрыши» нужно искать в потерях Вашей конструкции и в цикле Карно, как Вы и поступаете.

Алексей, я ещё поразмышлял над Вашей идеей и могу сказать:
1. Поточный (непрерывный) способ получения энергии с помощью расширения воды при замерзании — это и правда вызов человеческой изобретательности и остроумию. У меня ни фига не получается. Рассматривал:
 — аналог цикла Брайтона (именно как Вы и написали — по типу газовых турбин, т.е. сжимаем воду насосом, замораживаем, потом срабатываем на гидромоторе увеличенный объём). Не проходит. КПД насоса и гидромотора съедят заведомо больше, чем даст приращение объёма.
— псевдонепрерывный — циклическое замораживание воды в некоем аналоге сопла Лаваля (с соответствеющей конусностью) — конической расширяющейся полости, с тем, чтобы после расширения замерзшей воды образовавшаяся пробка смещалась (из-за своего расширения) на такое расстояние, чтобы в образовавшуюся за пробкой полость можно было бы повторно залить такое же количество воды, как и то, которое образовало пробку. Это может быть и работоспособно, но требует и расчётов и экспериментов. Образующийся «столб» из ледяных пробок (причём этих полостей может быть множество, как отверстий в трубной решётке теплообменника) толкает некий поршень гидросистемы Наиболее вероятно, что механические особенности ледяной пробки и вообще «кинетика» замерзания воды — далеки от идеальности и хрен что будет работать.
2. Наиболее перспективным мне всё-таки показалась система с упомянутым мною вначале обсуждения направленным замерзанием воды. Выглядит это так (словесный набросок описание, только для пояснения идеи, Вы наверняка сможете предложить массу других вариантов с аналогичным принципом): представьте себе некие уравновешенные качели, на концах которых висят «гирлянды» стальных трубок относительно небольшого диаметра (например миллиметров 20, или меньше). Эти трубки заполнены водой (ну или раствором с контролируемой температурой замерзания). Внизу гирлянды объединены гидравлически и жидкость от этой системы может подаваться к гидромотору. Качели установлены над неким водоёмом, например над некоей рекой. Зима, мороз, на водоёме — лёд. Под «гирляндами» во льду прорезаны полыньи и вставлены толстые пенопластовые «пробки» в размер полыньи с многочисленными отверстиями под трубки, с тем, чтобы исключить замерзание полыньи. Одна из «гирлянд» погружена в воду. Начинаем медленно поднимать «гирлянду» из воды на воздух. По мере подъёма вода в трубках замерзает и фронт промораживания движется в поршневом режиме (по мере подъёма). Таким образом. не образуется изолированных льдом водяных полостей в трубках, которые могли бы при «домораживании» развить уже сверхвысокое давление и порвать трубки и при этом всё увеличение объёма эффективно передаётся в гидросистему.
Ну а после промораживания трубок по всей длине — начинаем процесс вобратном направлении — опускаем гирлянду в воду, где она оттаивает и мы уже безнапорно пополняем объём воды в «гирлянде».
Плюсы:
— эффективно используется весь объём, находящийся под давлением (это ведь очень дорогой объём).
— можно обеспечить весьма высокую цикличность
— не требуется тратить энергию на циркуляцию теплоносителей
— стальные толстостенные трубки малого диаметра — доступная на рынке позиция, с весьма умеренной стоимостью в отличие от больший сосудов
— ну и наверное ещё что-то из разряда «и т.д.».

Единственный вопрос — надо конечно проверять «кинетику» промерзания в трубке. Надо стремиться к тому, чтобы этот процесс обязательно шёл в поршневом режиме, т.е. не оставалось замкнутых льдом водяных полостей. Это скорее всего можно смоделировать, например средствами ANSYS, только придётся воду задавать как гипотетический компонент, с описанием теплофизических и механических свойств воды и льда и фазового перехода, а также моделирования теплопроводности трубки (что самое простое) и процесса теплообмена внутри трубки. Это уже конечно довольно серьёзная работа (я оцениваю её в пару недель работы опытного специалиста по моделированию методами конечных элементов).

аналог цикла Брайтона (именно как Вы и написали — по типу газовых турбин, т.е. сжимаем воду насосом...

Но ведь вода «несжимаема», то-есть для создания очень высокого давления теоретически достаточно очень мало работы_энергии. Так что потери в такте сжатия можно считать приемлемыми.

Поточный (непрерывный) способ получения энергии с помощью расширения воды при замерзании — это и правда вызов человеческой изобретательности и остроумию...

Ну при большом желании можно. Например взять обычную турбину, вместо пара_газа использовать жидкость в которую подмешать воду (жидкость должна не растворяться в воде). Только потери на внутреннее трение будут большие, а то и вовсе потребуется сепарация рабочего тела, а значит потеря располагаемой работы (дросселирование). В общем можно но не нужно.

Наиболее перспективным мне всё-таки показалась система с упомянутым мною вначале обсуждения направленным замерзанием воды.

Выигрыш в объёме находящимся под давлением. Но проигрыш в общем объёме системы и сложной кинематике.
Да и объём теоретически меньше всего на 10% (увеличение объёма при фазовом переходе).

Я, как будет настроение посчитаю смысл этой свистопляски. То-есть сравнить водо-фазовый цикл с газовым при одинаковом давлении и объёме.

Я сомневаюсь, что увеличение объёма будет только вдоль трубки.

Но ведь вода «несжимаема», то-есть для создания очень высокого давления теоретически достаточно очень мало работы_энергии. Так что потери в такте сжатия можно считать приемлемыми.
------
Ну «сжимаем» это я слэнгую. Повышаем давление конечно. И аналогия с ц. Брайтона — конечно очень условная.

Выигрыш в объёме находящимся под давлением. Но проигрыш в общем объёме системы и сложной кинематике.
Да и объём теоретически меньше всего на 10% (увеличение объёма при фазовом переходе).
Я, как будет настроение посчитаю смысл этой свистопляски. То-есть сравнить водо-фазовый цикл с газовым при одинаковом давлении и объёме.
-------
Почему проигрыш в объёме? Тут как раз весь объём используется для рабочего тела — воды. Соответственно весь дорогой объём (а у трубок объём как раз дешевле, чем у сосудов — сосуды значительно сложнее в изготовлении, особенно высокого давления, толстостенные) — полностью занимается рабочим телом — водой. И нет, кстати, потерь на сжимаемость теплоносителя и полимерных теплообменных мембран (разделяющих воду и теплоноситель), которые весьма заметны и снижают эффективность объёма высокого давления.

И кинематика не представляется сложной — блочная, например, система, а «гирлянды» — это единые простые блоки, а не отдельные трубки, с каждой из которых надо возиться. Эти «гирлянды» — по сути АВО (аппараты воздушного охлаждения) без принудительного обдува (требующего изрядного потребления энергии). И собственно вся кинематика — привод уравновешенной блочной системы с гирляндами в качестве противовесов. Вес противовесов будет отличаться только на вес оттёкшей воды. Т.е., если не учитывать потери в двух блоках (в хороших блоках они невелики), надо будет совершать работу по подъёму не более 1/10 воды, содержащейся в гирляндах на несколько метров (например 10 — 15).

Алексей Ромчак 1 марта, 12:48
Я сомневаюсь, что увеличение объёма будет только вдоль трубки.
-----------
Увеличение объёма происходит при фазовом переходе. Если промерзание — в поршневом режиме, то увеличение объёма будет именно только вдоль трубки. После замерзания при дальнейшем охлаждении лёд только уменьшается в объёме, поэтому учитывая бОльший коэффициент теплового расширения у льда, по сравнению со сталью, давление в трубке после прохождения фронта замерзания будет только понижаться.

он высасывает тепло из окружающего пространства,
----------
Наконец то! Не бросайте это дело Сергей!

Буквально на днях пришла в голову мысля-вот бы нашим биотлонистам спец костюмчек сделать, у которого волокна подобны мышцам, сжимаются и расжимаются(хоть это и не честно) и тогда б наши не просирали( и тут такая новость от Врежа! :)

Вай! Серёга, дай ссылку! Я озолочуся и тебе дам.....

-- Это мои проекты Александр.. но тут в России .. кому это надо ?

-- Скорость огромная .. не менее 10 000 м/сек.

Сергей Асташкин 22 февраля, 10:38
— Электрические мышцы- имеют огромный потенциал.. не менее 30-40 Н на кв.мм... при около 30-40% линейного сокращения..

Однако. Это выходит 9000 Дж за цикл для «мышцы» объёмом в 1 литр.
Где почитать про такие электрические машины?

Сергей Асташкин 22 февраля, 10:38
— Электрические мышцы- имеют огромный потенциал.. не менее 30-40 Н на кв.мм... при около 30-40% линейного сокращения..
ОтветитьНравится
Сергей Асташкин 22 февраля, 10:40
-- Скорость огромная .. не менее 10 000 м/сек.

Что то больше на фантастику смахивает.
Доже для «мышцы» работающей в одну сторону (возврат — холостой ход) выходит 150 МВт на литр объёма.
Где делают такие штуки?!

Алексей Ромчак
Где почитать про такие электрические машины?
---------------
Если Асташкин про это (см. выше):
"Сергей Асташкин 22 февраля, 10:28
-- Народ,я тут писал годик назад про раззхработанный мной генератор — он отностится к наногенератором ,его размер может быть не более 20нм.. генерируемый потенциал около вольта он высасывает тепло из окружающего пространства, "

то где угодно, где пишут про вечные двигатели второго рода.

-- Нет не фонтастика, теория.. силы даже больше.. просто энергетически — энергия «закачивается» в конформацию связей... 150 мегават ?

-- Это сложная история — называется поляризованными функциональными группами.. для биороботов — то что надо..

Сергей Асташкин
... 150 мегават ?

Именно!!!
Это расчёт не основе ваших данных:
Сечение 1 мм^2
Линейное сокращение 30%
Скорость 10000 м/с

-- Сам процесс немного инерционный.. ,т.е конформация мешает сама себе,за счёт этого получается задержка нарастания усилия..

-- Это не вечный двигатель,сорри.. используется окружающая тепло.. при работе система охлаждает среду ..

Тут вопрос даже не в энергетическом балансе, Александр.
А в том, что с 1 л рабочего объёма снимается 150 МВт механической мощности. Я не знаю, хотя-бы ядерные реакторы имеют такие показатели?!

Осчатливим Человечество?

Я не знаю, хотя-бы ядерные реакторы имеют такие показатели
-------
Нет, не имеют. Тепловая мощность даже непосредственно ТВЭлов (урановых таблеток) в современных реакторах на два с половиной порядка меньше.

Александр Иерархов 22 февраля, 11:36
Осчатливим Человечество?

Представьте эл.моторчик с кулачёк в тепловозе... Я ж говорю — фантастика.

И это речь о тепловой мощности. Если же учесть КПД современной АЭС (прибл. 30%), то механической мощности ровно на три порядка ( в тысячу раз) меньше.

Александр Самойлов
Нет, не имеют. Тепловая мощность даже непосредственно ТВЭлов (урановых таблеток) в современных реакторах на два с половиной порядка меньше.

Да здравствует Асташкин!!! Таки на изобретал на нобеля...:)

-- Алексей — вы понимаете что вы сравниваете ? Коров с лопатами...?? Причём здесь сравнение генераторов и двигателей ? Знаете ли вы что насекомые в сотни раз сильнее нас ?! Атомная станция отнюдь не самая"плотная" организация генерации !? Скажем простой ДВС — имеет большую плотность — чем атомная станция .. а камеры сгорания -больше чем реактор ?! Вы просто не понимаете о чём говорите..

-- Сначала ограмотитесь ребята, учебник физики ,средняя школа.

-- Алексей,вас поздравить не могу,ввиду безграмотности.. не осилили курс физики за среднюю школу..

Ну тык, «а что ты ждёшь от еврея? Они подлецы от природы..» ©
С. Асташкин. www.membrana.ru/particle/19826#c204705

Ага:))
Что касается вашей идеи, Алексей, то я уже убил час на размышьения. И вот к чему пришёл:
1. Это, видимо, должна быть техника высоких давлений. Что имею в виду: может быть генерация высоких расходов и низких давлений ( ГЭС, ВЭС, приливные всякие там станции), а может быть генерация высоких давления и низких расходов. Так как изменения объёма имеем маленькое, но запас по давлению — более чем, то это генерация малых объёмов, но высоких давлений. В вашей идее это видимо гидродвигатель высокого давления, срабатывающий давление того антифриза, в котором замёрзла капсула (капсулы) с водой.
Но! Объёмная энергия такой машины не велика, а техника высоких давлений — дорогая штука, поэтому надо обеснечить какую-то приемлемую частоту циклов, чтобы обеспечить приемлемую объёмную мощность. На берегу северного моря (океана) зимой это видимо не очень сложно организовать.
Что касается работы — видимо надо задаться определённым разумным давлением, которое вы сможете использовать, например 500 бар, или даже меньше, и для этого давления и считать снимаемую работу от изменения объёма воды (льда). В качестве сосудов с антифризом (и капсулами воды) видимо лучше всего наверное использовать просто стальные трубы, через которые вы будете прокачивать антифриз (обменивающийся теплом с окрущающей средой через какие-нибудь теплообменники). Понятно, что на организацию теплоомена будет тратиться какая-то энергия, но не знаю — какая, это уже предпроектными оценками заниматься надо.
Как использовать всё давление, развивваемое водой при замерзании в некотором температурно- барическом гистерезисе (ну например в диапазоне до снижения температуры замерзания на 5-7 градусов) я просто не знаю — это нехилая инженерная задача, решение которой наверняка дорогое.

Александр Самойлов
Что касается вашей идеи, Алексей, то я уже убил час на размышьения. И вот к чему пришёл:
1. Это, видимо, должна быть техника высоких давлений.

Очень высоких. Я посчитал для «простого льда» верхнее давление для него 208,566 МПа (2058 атм) при нём Т плавления равна -22С. А вообще для простого льда Т плавления падает на 1 кельвин при повышении давления на каждые 132 атм.

Тьфу, пардон, снижение на 5 градусов — это похоже и есть 500 бар. Встретил в инете, что повышение давления на 10 в 7-й паскалей снижает температуру замерзания приблизительно на градус, а 10 в 7-й паскалей (то бишь 10 МПа) это 100 бар, соответственно 5 градусов — это 500 бар.

А вообще для простого льда Т плавления падает на 1 кельвин при повышении давления на каждые 132 атм.
-----
А, понятно. Я нашёл более грубые данные.
Но тут уже просто надо руководствоваться общеинженерными соображениями — как такое давление с разумными затратами можно использовать и можно ли и не стоит ли ограничиться значительно меньшими давлениями.

Да. Для низкопотенциального тепла самое то. На газообразном рабочем теле для одной и той же мощности рабочий объём потребуется гораздо больше.

 — Можно "разбавить " лёд несмещивающимися или выделяющимся при замерзании компонентами..тогда давление будет передаваться мягче..

Кстати, примерно представил себе и как надо организвать эту гетерогенную теплообменную зону «вода-антифриз». Так как теплообмен антифриз-вода, а также процесс промерзания воды — дело трудное, нужно максимально развить поверхность границы теплообмена, а размер «капли» воды — максимально уменьшить. При этом, эта теплообменная граница должна быть упругой — чтобы не «отставать» от поверхности льдинки, когда та начинает таять и уменьшаться в объёме. И ещё при этом, это должно быть как можно дешевле (совсем-то дёшево точно не будет).
Соответственно, выглядеть этот может как внешняя силовая труба, в которой собственно циркулирует антифриз, и которая держит его давление, заполненная пучком тонких полимерных трубочек (полимер должен быть пластичен в рабочем температурном диапазоне, например полиуретан, или какой-то синт. каучук) заполенных водой. Размер трубочек с водой — не более нескольких миллиметров (типа ПВХ-шного «кембрика» в старой радио-электротехнике).
Теплообменник с внешней средой должен находиться под полным давлением системы, соответственно он — кожухотрубчатый, если с водой, или трубчатый оребрённый, если с воздухом.
Да, кстати, полимер, разделяющий воду и антифриз, не должен обладать свойствами мембраны (пропускать воду, или компоненты антифриза), иначе, либо за счёт осмотического эффекта вся вода из трубочек перейдёт в антифриз, или наоборот, и в трубочках получится антифриз и работать всё перестанет.

=== Прямое использование давления:
«или же (зимою) наливают в трещину или канал воду, которая расширяется при замерзании и также расколет камень»
www.sdelaemsami.ru/stroymat10.html
---
«Вода. При замерзании расширяется.
Это свойство иногда используется для раскалывания камней.
Нужно высверлить 40 mm шпуры (как для раскалывания порохом КЗДП. примерно через 300 mm), дождаться крещенских морозов и залить доверху водой.
Фишка в том, что сначала заливают почти доверху кипяток, потом заталкивают бумажный пыж до уровня воды, а потом льют холодную воду, чтобы она сначала замерзла и образовала льдяную пробку.
После промерзания валун будет расколот, если вода не вытечет»
www.anchem.ru/forum/read.asp?id=9282

Данко, а порохом не проще?

Сергей Асташкин 22 февраля, 12:09
-- Алексей — вы понимаете что вы сравниваете ? Коров с лопатами...?? Причём здесь сравнение генераторов и двигателей ?

Ну электрическая «мышца» просто обязана быть электрической машиной. А как известно ЛЮБАЯ электрическая машина обратима (может быть как мотором так и генератором)

Александр Иерархов 22 февраля, 15:15
Данко, а порохом не проще?
=== Вы догадливы. Проще. Но разговор идет о воде а не о порохе. Вы в курсе?
Скалы колоть, дороги в горах прокладывая и убирать огромные валуны с полей нужно было всегда и потому использовалась вода.
А порох появился намного позже и не у каждого в поселении он был, допустим, 500 лет назад (в количествах 1/1000 от массы камня).

а зад реактивный двигатель вставить и патроны умные с  самонаведением

За одно и хоккеистам нашим какую-нибудь суперсилу...

Увы, такие костюмчики если и появятся, то у ненаших биатлонистов раньше, чем у наших. Пока Сколково не балует инновациями.

Аркадий Юрчук 22 февраля, 10:57
вот бы нашим биотлонистам спец костюмчек сделать, у которого волокна подобны мышцам
----------------------------------------------------------------------------------------------------

А как же спорт, Аркадий?

К примеру... Если ты Аркадий в «костюмчике» то я ж против тебя выйду с таким снаряжением что тебе и не снилось — мама не горюй.... Правда скажу тебе что я без снаряжения не подарок.....

Да технический прогресс в спорте сознательно ограничивается. Взять ту-же формулу 1.

наоборот ограничение скоростей и введение различных технических регламентов заставляет команды инженеров все более изощряться и впихивать требуемые характеристики в жесткие рамки правил

Алексей Варежкин 22 февраля, 11:05
а зад реактивный двигатель вставить и патроны умные с  самонаведением
ОтветитьНравится
Алексей Ромчак 22 февраля, 11:09
За одно и хоккеистам нашим какую-нибудь суперсилу...
---------
))) чё будет)))

Александр Иерархов 22 февраля, 11:19
Аркадий Юрчук 22 февраля, 10:57
вот бы нашим биотлонистам спец костюмчек сделать, у которого волокна подобны мышцам
----------------------------------------------------------------------------------------------------
А как же спорт, Аркадий?
--------
да это я так....хотя наука в спорте сейчас октивно присутствует
вот думаю когда олимпийская дисцеплина появится-бег в экзоскилетах? )

Александр Иерархов 22 февраля, 11:22
К примеру... Если ты Аркадий в «костюмчике» то я ж против тебя выйду с таким снаряжением что тебе и не снилось — мама не горюй.... Правда скажу тебе что я без снаряжения не подарок.....
--------
ну прям «крепкий орешик»

Варежкин, а ты не в курсе в течение какого времяни я должен предоставить дополнительные материалы Роспатенту?
....запрос очередной сделали падлы

Аркадий Юрчук 22 февраля, 12:25
ну прям «крепкий орешик»
--------------------------------------------------------------------------

Хужей... Я сам за себя. Но где-то похоже...

В течение двух месяцев. Но заплатив что-то около 1200 или 1500 рублей (точно не помню) можешь продлить рассмотрение заявки на полгода.

Ну коль два месяца, так пару тройку деньков еще есть. Спасибо Александр!

так в запросе сроки обычно и указываются повнимательней прочтите, я с рос патентом не имел дело только в ссср и евразийской патентной организацией

в том и дело что сроки не указыны, есть сухая фраза-согласно регламенту, а там черт ногу сломит, там и месяц и два и полгода и год обозначены, но както туманно,смотря для каких ситуаций.

ну на сайте роспатента тогда смотреть нужно из евразийского ведомства мне всегда присылали с указанием конкретных сроков по представлению материалов

интересное «кино»

кстати, Врэж. еще новость для Вас — в Армении площади Виктора Януковича присвоили имя Сергея Нигояна.. герои живут вечно, а диктаторы кончают свою жизнь позорно..

gazeta.ua/ru/articles/life/_v-armenii-ploschadi-viktora-anukovicha-prisvoili-imya-sergeya-nigoyana/543342

Вы о эффекте А. Росси? Военные и энергетике в панике. Да и министерство труда должно быть в шоке. Сколько рабочих мест будут тогда никому не нужными.

я позабочусь, чтобы убрали старого придурка, который не отличает Героев от подонков. опасайтесь фашисты заслуженной кары!

уйдут фашисты и националисты. уйдет фашистская Империя зла. но причем тут русские. подонков-националистов и среди армян полно. мы ж видим..

Вреж! Русским нужна нормальная Россия — с правами и свободами человека, с нормальной демократией, экономически сильная, с честными судами, с некоррумпированными верхами...
А всякая цензура в интернетах и в сми, всякие хватания невиновных людей на площадях, которые пришли выразить свой протест против того-то и того-то — нафиг это всё не нужно.

Врёшь ты. Тебе зомби не это нужно. И ты это не раз здесь в открытую говорил. Ты не один такой. И все вы одно и то же заучено говорите. На самом деле вас таких выявляли.

Ну уж не знаю, что там тебе товарищ Багратуни привиделось. Я всегда выступал за права и свободы человека, за демократию... имхо оно неразрывно связано с экономической развитостью. И никаких ссылок на то, чтоб я говорил что-то другое ты не найдёшь. Их просто-напросто нет и не может быть.

-- Самое глупое ,что примьер Азаров дал раскладку ситуации.. но народ -то стал тупой и его завели просто сказки про сладкую загробную жизнь.. вот я и жду когда мы увидим ,как это будет на самом деле.. России не нужно больше помогать Украине-- сейчас нужно жёстко потребовать деньги -долги.. Запад им обещал помощь, долгов пока немного -вот и пусть помогают.. Если отделится часть — на эту част уменьшим долг ,всё ..

Давно так надо было...

Коррупционная мафия опасносте. Наибольшая угроза от событий — люди могут перестать мириться с тем, что кое-кто «зарабатывает» десятки миллиардов на откатах со сделок по гос. закупкам.

Ох какой-же они вой подняли, ох как-же они заволновались и запереживали. Ведь теперь народ перестанет мириться, что мы воруем сотни миллиардов из общественного бюжета!

Необходимо срочно настроить народ против «бандеровцев, фвшистов, геев, пиндосов». Ведь так хочется продолжать тендерить миллиарды из бюджета!

goo.gl/ifSrxX

А от жрать народу станет нечего и он, мой_еврей, настроится...

-- Народ не нужно настраивать.. он медленней, но дойдёт до точки взрыва.. и тогда его ничто не удержит.. просто реакция всегда выходит из-под логического контроля ,а на Украине было всё вообще атас..

-- Это как? при плавлении — идёт деформация ..

Сергей Асташкин 23 февраля, 18:42
-- Это как? при плавлении — идёт деформация ..
=====
Вот именно, они и используют это явление. Они не дают расплавиться пластику, только с твердого состояния переводят до вязкого.
Если пластиковую бутылку нагревать спичкой или над газовой конфоркой, наглядно будет видно как она будет деформироваться и съеживаться.

-- Расплавленное тело — не может нести нагрузку.

Сергей, пластик не доводят до того состояния, когда он не сможет нести нагрузку.
Поверхностное натяжение воды способно удерживать иглу на поверхности, такое примерно происходит и здесь. Силы поверхностного натяжения вязкого пластика сжимают его в меньший объем. Грубо говоря цилиндрическая форма лески превращается в бочковидную.

-- Не правильно Евгений.. Не так, термическое расширение основа. Его параметры несравнимы с тем что вы говорите..

Евгений Ишутинов 23 февраля, 18:38
В ссылке, которую дал Алексей, есть видео которое все объясняет.
-----------
Ё-моё, спасибо Евгений, то ли этого видео там сначала не было и добавили потом, то ли мобильная Опера (первый раз смотрел с планшета) его не показывала.
Но насчёт плавления я несколько сомневаюсь — тут какой-то другой процесс поведения полимера. Мне это напоминает старый-престарый фокус — когда резиновое кольцо (типа кольцевого поперечного среза велосипедной покрышки или от старых бигудей) натягивается по периметру на спичечный коробок, а между стенкой коробка и натянутой резиновой лентой вставляется какой-нибудь стержень (например достаточно толстая швейная игла) на который надета стрелка, а потом к резинке, осторожно, чтобы её не пережечь, подносится горящая спичка, то стрелка поворачивается парадоксально — нагреваемая резинка сокращается, а не удлиняется.
Видимо что-то похожее происходит и здесь с леской.

При этом (в том старом фокусе), вулканизированная резина естественно не плавится совсем — она на это не способна (до тех пор пока она резина). Только при нагреве уже до температуры девулканизации, но при этом это уже не резина, а так, смолоподобная масса.

-- Процесс связан с тривиальным расширением и сжатием. просто он умножен длинной пряжи..

Вроде такие поделки юные техники делали. Кто мог думать что и грантик вышибить можно...

Точно, Асташкин, вашими устами как всегда глаголет... :). Всё как и говорите — в ролике отлично видно, что при нагревании, как всегда расш... сжимается! Надо же!
А при охлаждении — разумеется сж... расширяется! И это всё, разумеется, потому что «умножено длинной пряжи».

 — Где это видио ? я что-то не могу запустить..

По той ссылке, которую дал вверху обсуждения Алексей Ромчак. На компьюленту. Возможно вам надо просто открыть её другим браузером.

Забавляемси compulenta.computerra.ru/veshestvo/materialovedenie/10011631/

Можно сюды www.livescience.com/43539-super-strong-artificial-muscles-made-from-coiled-thread-video.html

-- Спасибо Александр .. всё ясно..Мне кажется это ассиметричное явление.

-- Я в один момент такое подумал,но объяснения и обсуждения сбили меня с толку..

Сергей Асташкин 23 февраля, 23:19
Мне кажется это ассиметричное явление.
----------------------------------------------------------------------------------------

А если не столь глубокомысленно? :)

-- Дело в не равномерности нагрева.

Сергей Асташкин 23 февраля, 19:01
-- Там просто термическая деформация.
======
Про это и толкую. При нагреве до определенной температуры пластик становится вязким, сжимается и поднимает груз, далее при продолжении нагрева уже становится не способным удерживать груз и груз опускаясь начинает его растягивать, если вовремя убрать нагрев, то пластик снова застынет и станет способным удерживать груз на исходной отметке.

-- Становится вязкой жидкость — пластик размягчается ..с чего при повышении температуры пластик сжимается — есть такие — термореактивные системы — так они не вязкими становятся, а сшивают свои дефекты в твёрдом состоянии..этот процесс необратимый..

само волокно начинает быстро деформироваться под механическим воздействием, а следовательно и менять такие мышцы придется часто. А если еще и перепады температур будут, то деформация будет происходить еще быстрее. Попробуйте леску растянуть несколько раз, и увидите как диаметр лески становится тоньше и тоньше, пока не порвется. Следовательно, нужно применять сверх прочные волокна. Ну, а этим как известно сейчас занимаются (модное слово) НАНО технологии.... а там где нано — там дешево не может быть.

я тут в журнале Вокруг света выпуском 2007 года, обнаружила любопытную статью про искусственные мышцы. Там есть интересный кусок:

Электромускульная броня

Но благородные научные интересы специалистов вроде доктора Йозефа Бар-Коэна не идут ни в какое сравнение с объемами финансирования и техническими возможностями лабораторий, которые не гнушаются работой на военных, вроде BAE Systems. Эта компания выполняет военные заказы практически для всех технически развитых государств мира, и поэтому информация о ее разработках появляется достаточно часто, несмотря на режим секретности.

На этот раз утечка произошла через небольшую британскую компанию H. P. White Laboratory, которая занимается в основном испытаниями на прочность защитных систем: брони, пуленепробиваемых стекол, бронежилетов. По британским законам, информация о деятельности военных и медицинских компаний не может быть полностью спрятана за секретностью патентов, поэтому по их отчетам можно косвенно проследить за развитием новых разработок в военной сфере. На этот раз исследователи предложили использовать принцип EAP для создания «брони со множественными напряжениями», которая представляет собой многослойную структуру из большого числа полимерных лент с вкраплением микрочастиц прочной керамики и определенным образом ориентированных намагниченных частиц. Пуля, которая попадает в броню, вызывает начальную деформацию и приводит к резкому смещению намагниченных частиц. За счет индукции возникает короткий электрический импульс, заставляющий полимерные ленты сжиматься, резко повышая прочность брони, поскольку частицы вкрапленной бронекерамики имеют определенный силуэт, который позволяет им при сжатии сцепляться в сплошное покрытие.

www.vokrugsveta.ru/vs/article/3910/

есть такое ощущение, что разработки в этой статье — это всего лишь рассекреченные прежние работы.

Так... 2007 год... Щас у нас 2014...
7 лет. Где это применяется?

Говориться о миллионах циклов.

С чем именно? Слёской рыболовной? :))

Ну и может кто просветит зачем нужны искусственные мышцы без искусственного интеллекта?