Thermoakustische Stirlingkühler / Pulse-Tubes

[Echo]

Moin,

wollte mal nachfragen ob sich hier schon jemand mit Thermoakustischen Stirlingkühlern auseinandergesetzt hat. Momentan interessiert mich die Thematik bedingt durch diesen Thread: http://hackaday.com/2010/06/10/makin...rogen-at-home/

Thermoakustische Stirlingkühler sind kleine mechanische Wärmepumpen, die keine beweglichen Teile aufweisen (Bauteilausfallrate sinkt-> Weltraumeinsatz möglich) und auf der Technik basieren, Wärme durch einen Stirlingprozess zu pumpen.
Die Vorteile der Akustischen Stirlings sind folgende: erreichbare Temps von momentan um die 2K, keine beweglichen Teile. Die ganze Theorie dahinter ist recht kompliziert.
Allerdings habe ich schon einige PDFs im Internetz gefunden die sich mit dem Thema befassen und auch die Idee eines Selbstbaus unterstützen.

Hier mal die PDFs, damit ihr einen Eindruck vom Aufbau kriegt:

http://conferences.library.wisc.edu/...download/20/20 <- mit Selbstbau
http://conferences.library.wisc.edu/...download/29/29
http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/b.../1/98-1062.pdf
http://conferences.library.wisc.edu/...wnload/201/201
http://cryogenics.nist.gov/Papers/In..._of_Refrig.pdf
http://cryogenics.nist.gov/Papersold/Liquefier.pdf
http://cryogenics.nist.gov/Papers/SPIE00.pdf

Ein Selbstbau solch eines Stirlingskühlers ist möglich, wenn man Zugang zu ner Fräse und ner Drehe hat. Hab bisher aber ausserhalb der PDFs noch keinen Selbstbau im Internetz gesehen. Liegt vllt auch daran das die Dinger recht schwierig zu bemaßen sind, da die mechanisch relevanten Abmaße einen sehr großen Einfluß auf die Effizienz und Leistung des Kühlers haben.

MfG Echo

[wirehead]

Pulsrohrkaltköpfe findet man öfters mal in ebay, machen so 10-20W bei -200C°.
Kauft man besser fertig...
Den Verdichter mit Umsteuerventilen und Heliumkreislauf kann man widerum selbst bauen wenn man sich was ausdenkt zur ölabsorbtion.
Wenn man sowas aus Standartteilen z.B. leere filtertrockner und Kapilarrohr, kupferwolle usw. zusammenbraten könnte und das ganze über ventile umsteuert wäre das wesentlich angenehmer zu bauen und auch skalierbar.
Müsste man sich mal mit 3monaten zeit und nem netten sortiment in den keller setzen :-)
Aufjedenfall ist es die beste alternative zur expansionsturbine...

[Patrickclouds]

mit sowas könnte man sich vielleicht selbst flüssigstickstoff produzieren. hab da mal irgendwo so ne selbst bau nitrogen plant gesehn.

mich würde eher das thema mgjt interessieren. sind effizienter und können mehr last halten.
man kann auch eine kaskade bauen und die zweite stufe als mgjt, so spart man sich hochsiedende gase wie butan und man fängt mit propan bei den gasen an.

vielleicht könnte jeder mal die funktionsweise der kühlmethode erklären die er sich vorstellt. das macht es doch etwas einfacher alles nachzuvollziehen.

MGJT = mixed gas joule thomson kühler
ist eine einstufige anlage die ein kältemittel aus verschiedenen gasen benutzt. zb ein gemisch aus propan, ethen, methan, stickstoff
der kreislauf hat folgenden aufbau wie die grafik zeigt:

das kältemittel wird in einem vorkühler das kann ein normaler luftgekühlter verflüssiger aber auch ein plattenwärmetauscher sein der entweder mit wasser oder gar selbst mit einem vorgeschalteteen kühlkreislauf (r404a) befeuert wird.
dann muss man das öl rausfiltern in form von ölabscheider bzw absorber. wobei ölabscheider reichen müsste.
der ölabscheider dient gleichzeitig als phasenseperator, der mir das bereits verflüssigte gas vom gasförmigen gasgemisch trennt. der flüssige anteil wird jetzt in den joule thomsson wärmeüberträger eingespritzt und kühlt somit den letzten teil des wärmetauschers vor dem verdichter herunter.
der wärmetauscher kann in form eines einfachen gegenstromwärmetauschers aus innerem und äußerem kupferrohr gestaltet sein.
das innere rohr ist dann die hochdruckseite, welche auch aus vielen kleinen kapillarrohren bestehen kann um die fläche zu vergrößern und dadurch eine bessere abkühlung des hochdruckstroms zu erreichen.
wie man in der grafik sieht wird das kältemittel in einen verdamper eingespritzt und kühlt dann auf dem weg zurück zum verdichter unseren joule thomson wärmetauscher.
dabei sieden nach und nach die verschiedenen gas anteile in dem kältemittelgemisch der gleichzeitig unseren hochdruckstrom herabkühlt.

falls noch etwas unklar sein sollte einfach nachfragen.

[Echo]

Ahoi,

hier nochmal ein schöner Link zum Selbstbau eines Pulsröhrenkühlers mit durchaus sehr guten Resultaten für die verwendeten Materialien:

http://rapp-instruments.de/Hotcold/K.../pulsetube.htm

MfG Echo

[toaster]

http://www.extremecooling.de/forum/t...liumkompressor ?!?!

[Echo]

>< Asche auf mein Haupt. Den Thread habsch net gesehen.