Introductie.
Een aantal jaren geleden ontwierp en maakte ik een zogenaamde "Lamina-flow" motor die zichzelf ronddraait om een vertikale as en die ik daarom "de naam "Thermo Puls Mobiel" heb gedoopt, zie onderstaande foto en klik hier voor de betreffende pagina.
Ik vroeg mij nu af of het ook mogelijk was om zo'n lamina-flow motor te maken zonder kruk-as en vliegwiel, dus met een vrij lopende zuiger.
Ik haalde mijn "Thermo Puls Mobiel" uit de kast en begon er wat experimenten mee uit te voeren nadat ik het vliegwiel met de kruk-as had verwijderd.
Proefresultaten.
Ongeveer 30 tellen nadat ik de spiritusbrander had ontsoken trok ik handmatig aan de as van de zuiger en constateerde dat er inderdaad enige zuigerbweging optrad, maar de zuiger stopte snel en een enkele keer werd hij uit de glazen buis gestoten. Het werd mij duidelijk dat ik een of ander veer-element aan de as van de zuiger moest koppelen om de zuiger in de glazen buis te laten zitten en tegelijkertijd de zuiger een oscillerende beweging te laten maken. Diverse stalen trekveertjes leverden niet het gewenste resultaat op maar wel een stuk uit een normaal huishoud rubber elastiekje dat ik met relatief lage trekkracht opspande tussen twee verticale pilaartjes:
Experimenteel stelde ik vast dat de optimale lengte van het stiekje ca 70mm moest zijn voor meest betrouwbare resultaat. He motortje liep perfect zolang er een vlam op de brander de glazen buis verhit.
Met mijn laser toerenteller stel ik vast dat de zuiger ruim 1000 volledige slagen per minuut maakt.
Aldus ontstond een verrassend eenvoudig motortje dat welliswaar geen practisch nut heeft maar dat voldoet aan het spreekwoord dat eenvoud het kenmerk is van het ware. Maar achter deze verbluffende eenvoud gaat wel een intrigerend en ietwat geheimzinnig proces schuil, dit voor de meer fysisch georienteerde lezer.
Hieronder het filmpje dat ik van dit motortje maakte:
Het proces in de glazen buis.
Over dit lamina proces kan ik kort zijn en tegelijkertijd helaas ook wat vaag. Wat is er zich precies afspeelt in de glazen buis is namelijk vooralsnog niet voor 100% begrepen, in ieder geval is het nergens afdoende beschreven. Ik kan dit zeggen omdat ik destijds deelnam aan een internet discussie met een groep mensen die zich met thermodynamische processen bezig houden. Voornamelijk Amerikanen die elkaar met theoretische en praktische beschouwingen bestoken. Aanvankelijk werd wel gedacht dat het proces overeenkwam met dat van thermo-acoustische motoren, waarvan de eerste patenten dateren uit de jaren 50 van de vorige eeuw en die wel goed beschreven zijn in theoretische en praktische verhandelingen. Maar het lijkt nu wel zeker dat zich hier een ander proces afspeelt omdat o.a. de glazen buis veel te kort zou zijn voor een thermoacoustisch proces.
Ik moet mij hier dus beperken tot wat ik er van denk te begrijpen, al dan niet helemaal gesteund door de genoemde discussie genoten:
In de glazen buis treden drukgolven op die tesamen met de zuiger in een soort resonantie komen. De lucht in de buis verkeert cyclisch in over- en onderdruk, waarbij die op één plaats wordt verhit door een spiritusbrander die aan de buitenkant van de glazen buis staat opgesteld. Dit kringproces levert blijkbaar voldoende netto energie op om de zuigerbeweging in stand te houden. De staalwol in de buis versterkt het proces, maar welke rol die precies speelt is ook nog steeds een van de raadsels. Uit mijn experimenten blijkt dat het niet zozeer de lucht afkoelt aan het gesloten uiteinde van de buis, hetgeen eerder wel gedacht werd. Vrij zeker treedt de cyclische koeling van de lucht op in het gedeelte waar de zuiger zich in bevindt.
Het feit dat men voor dit type motor zeer uiteenlopende namen tegen komt zoals Thermoacoustic Engine, Lamina Flow Engine, Pulse Tube, Mystery Engine, Moteur à hystérésis thermique, enz. versterkt het idee dat er meer onbewezen ideën bestaan dan harde feiten.
Over de rol van de staalwol, de restrictie en de positie van de vlam van de spiritusbrander en ook over de afmetingen ervan kan ik verwijzen naar de pagina over de Thermo Puls Mobiel motor. De optimale condities heb ik destijds enkel door empirische experimenten kunnen bepalen.Tekening pakket.
Ik heb van deze lamina motor met vrije zuiger een tekeningpakket gemaakt, klik hier voor een aanvraag daarvoor.
