Впрыск воды водометанола в авиационный двигатель

[JohnDoe]

Ну и реально при повышенной влажности , как бы в тумане ,по ощущениям, двигатель на карбюраторном авто помню пер как то веселее.

При повышенной влажности, в туман температура возлуха меньше просто(вода отбирает тепло из воздуха себе, для испарения). Повышаетс плотность заряда/наполнение цилиндра. Вот ии"прет, по ощущениям, веселее". Зимой, в -40 "прет" еще лучше. Как помнится из учебников "Снижение на 10 градусов температуры воздуха на впуске дает рост мощности на 1%". Мощности, а не экономичности.
Имху

 

[Санек74ru]

Да мы же не про экономичность. Вы почитайте пост номер 1 данной ветки.
Ощущение такое что уже забыли " техзадание"
Экономичность придет с решением проблемы перегрева двигателя на малых скоростях полета требуемые в наборе.
Так изначально то и стоит задача в жару переть на высоту на наивыгоднейшем режиме набора планера , при котором скорости не хватает на обдув цилиндров, и приходится лететь с большей скоростью и меньшей скороподьемностью , тратя бензин на цикл. Та же проблема у нас с парашютистами. Двигатель м14 рассчитан на большие скорости в составе ВС як52/18т чем як12.
Вот и думаем как снизить температуру двигателя в жару, не площадками, переводя в горизонт а чем то либо в виде тумана.
Богатить смесь не вариант.
Все придумано до нас , и в войну истребители , наши и немцы и в южных районах ан2 ил14 прыскали.
Вопрос как в нынешних условиях и при теперешних возможностях произвести это надежно и с меньшими затратами.
Ранее писал народ иголку ставил.
Может кто попробует или что то другое уже внедрил.
Ну возможно мы на крыло встанем и рискнем , отпишемся потом.
Ну это на ощупь. А может у кого то научный подход и рекомендации. Вот и надеемся услышать.

 

[JohnDoe]

Да мы же не про экономичность. Вы почитайте пост номер 1 данной ветки.
Ощущение такое что уже забыли " техзадание"
Экономичность придет с решением проблемы перегрева двигателя на малых скоростях полета требуемые в наборе.
Так изначально то и стоит задача в жару переть на высоту на наивыгоднейшем режиме набора планера , при котором скорости не хватает на обдув цилиндров, и приходится лететь с большей скоростью и меньшей скороподьемностью , тратя бензин на цикл. Та же проблема у нас с парашютистами. Двигатель м14 рассчитан на большие скорости в составе ВС як52/18т чем як12.
Вот и думаем как снизить температуру двигателя в жару, не площадками, переводя в горизонт а чем то либо в виде тумана.
Богатить смесь не вариант.
Все придумано до нас , и в войну истребители , наши и немцы и в южных районах ан2 ил14 прыскали.
Вопрос как в нынешних условиях и при теперешних возможностях произвести это надежно и с меньшими затратами.
Ранее писал народ иголку ставил.
Может кто попробует или что то другое уже внедрил.
Ну возможно мы на крыло встанем и рискнем , отпишемся потом.
Ну это на ощупь. А может у кого то научный подход и рекомендации. Вот и надеемся услышать.

Перечитал. Тема впрыска воды бродит много лет, куча слухов, тьма девайсов типа упомянутого выше водокара, реклама и тд и тп. А начинаешь разбираться внутри оказывается все то же предотвращение детонации И КАК РЕЗУЛЬТАТ снижение температуры двигателя(нет детонации, нет перегрева), иоже самое относится к мощности(гет детонации, те нерасчетного режима, нет ПОТЕРЬ мощности). И экоелмия растет из того, что можно лить более дешевыц бензин. И "немцы в войну" лили метанол на мощностных режимах не для "внутреннего охлаждения", а для того же предотвращения детонации со всеми вытекающими. И ужтесли очень хочеться капельного охлаждееия, то почему бы тогла не "опрыскивать" цилиндры водой снаружи? Тлже количество аоды испаряясь заберет тоже количество тепла. Какая разница откуда," изнутри", или "снаружи"? Не потребуется насос и магистрали высокого давления(хоть ручной грушей и брызгалкой обходись), сгоранию опять жеж ничего мешать не будет. 😉

 

[Санек74ru]

А вот для охлаждения с наружи говорят лучше прыскать бензином, более испаряем и соответственно лучше охлаждает.
Ранее в ветке как раз это и пишут. Нам же с наружи надо как можно быстрей испарить и охладить . ну а внутри двигателя вода лучше бензина
Понятно что в нашем случае не пойдет, пожаро не безопасен. Может есть бюджетные ,испаряемые но не горючие жидкости?
Ну думаю вернемся к воде с такими требованиями. Хотя...
Хотя в Z-37 чмелаке , бензином через форсунку отмывался фонарь.
Думаем что маслорадиатор можно охлаждать таким образом если с выхлопным коллектором поколдовать чтоб не дай бог.
На видео что выше обратите внимание на огромное забрало маслорадиатора , по принципу вильги. Прохладное масло то же может послужить данной задаче. На югах знаю на як 12 под химию ставили маслорадиатор от ан2. Помогало. То же готовы к этому но лишний вес таскать не хочется , хотя.... Все эти приблуды, то же не лёгкий , ну акромя капельницы. Чешутся руки , но пока нет возможности проверить.

 

[JohnDoe]

А вот для охлаждения с наружи говорят лучше прыскать бензином, более испаряем и соответственно лучше охлаждает

Для охлаждения "испарением" важна удельная теплота парообразования. У воды она в 9,2 раза выше(тут уже об этом писали). Потому, чтобы отобрать такое же количество теплоты бензина нужно будет испарить тоже в 9,2 раза больше. По массе. Обливать расскаленный движок ТАКИМ(да и вообще любым) количеством бензина такое себе. Есть способы успокоиться и поприятнее.))
Может проще крыльчатку насадить на вал, чтоб цилиндры обдувала? Или дефлекторы сделать. Или выхлопом отводить воздух от цилиндров с помощью эжекции(от тех же дефлекторов) ?
О! Из маленького углекислотного огнетушмтеля обдувать маслорадиатор! 😎

 

[Санек74ru]

Ничего не напутали?
Температура кипения ниже , значит и испарение больше так сказать , что с бензином при 100 градусах будет?

 

[Санек74ru]

Охлаждение при испарении формула

Содержание. Охлаждение при испарении работа холодильника. Удельная температура испарения некоторых веществ. Где применяют охлаждение при испарении. Охлаждение при испарении работа холодильника. При испарении вследствие ухода молекул, обладающих высокой кинетической энергией, средняя энергия...

znaesh--kak-com.turbopages.org

Количество теплоты, необходимое для превращения единицы массы жидкости в пар при той же температуре (обычно ее относят к температуре кипения), называется удельной теплотой испарения. В системе СИ она измеряется в джоулях на килограмм (дж/кг), допускается также ее измерение в калориях на грамм (кал/г).

Количество теплоты Q, затрачиваемое на испарение массы т жидкости при постоянной температуре, равняется произведению массы т на удельную теплоту к испарения:

Q = mλ.

При конденсации пара соответствующее количество теплоты выделяется. При повышении температуры ослабляются силы взаимодействия между молекулами и работа выхода молекул уменьшается. Соответственно снижается и удельная теплота испарения.

Удельная температура испарения некоторых веществ
Зависимость удельной теплоты испарения воды от температуры представлена в таблице.

 

[Санек74ru]

Ааа ну Да , понял, Вы про отбор чтоб охладить больший объем ,тогда вода , а я про быстрей и так сказать эффективней , то бензин.
Ну а все эти жабры , отсосы вентиляторы от ка26, проходили и обсасывали.посмотрите по внимательней на видео что выше , по мимо тунеля маслорадиатора обустроен и капот дополнительными... По принципу Гаврон.

 

[RVD]

Количество теплоты, необходимое для превращения единицы массы жидкости в пар при той же температуре (обычно ее относят к температуре кипения), называется удельной теплотой испарения.

Вообще то явление носит название: "удельная теплота парообразования".

 

[Санек74ru]

Ну значит гугл не в помощь.

 

[RVD]

Ну значит гугл не в помощь.

Нет, просто то что на этой ветке пишется, это детсадовский уровень, а обсуждать использование бензина как теплоносителя, вообще ни в какие рамки здравого смысла не укладывается.

 

[JohnDoe]

Ааа ну Да , понял, Вы про отбор чтоб охладить больший объем ,тогда вода , а я про быстрей и так сказать эффективней , то бензин.
Ну а все эти жабры , отсосы вентиляторы от ка26, проходили и обсасывали.посмотрите по внимательней на видео что выше , по мимо тунеля маслорадиатора обустроен и капот дополнительными... По принципу Гаврон.

Я видео не вижу, пишет что доступ ограничен, ну да ладно. По моему мнению впрыск воды в цилиндр проблемы не решит, в цилиндр просто не влезет столько воды 😉
Удельная теплота парообразования воды 2,3МДж/кг. Гдето мелькала цифоа, что впрыскивали 10-20% водометанольной смеси от массы топлива. Будем считать, что прыскали чистую воду. Прикинем:
Рабочий обьем М-14П,как пишут, 10,161литра или 0,010161 м3.
Масса воздуха будет 0,010161 * 1,2 = 0,0121932 кг.
Стихиметрия воздух:топливо 14,7:1. Топлива будет 0,0121932 / 14,7 = 0,000829469 кг.
Воды прыскаем, как выше сказали, 20% от массы топлива. Ее будет 0,000829469 * 0,2 = 0,000165893 кг.
Удельная теплота парообразования аоды 2300 кДж/кг, на испарение уйдет 0,000165893 * 2300 = 0,381555918 кДж.
Гильзы в двигателе стальные. Теплоемкость стали 0,43 кДж/(кг*градус) .
Итого, испарение впрыснутого количества воды не хватит чтобы охладить килограм стали даже на 1 градус.
Както так.
Имху

 

[Ромашчандр]

Да мы же не про экономичность. Вы почитайте пост номер 1 данной ветки.
Ощущение такое что уже забыли " техзадание"
Экономичность придет с решением проблемы перегрева двигателя на малых скоростях полета требуемые в наборе.
Так изначально то и стоит задача в жару переть на высоту на наивыгоднейшем режиме набора планера , при котором скорости не хватает на обдув цилиндров, и приходится лететь с большей скоростью и меньшей скороподьемностью , тратя бензин на цикл. Та же проблема у нас с парашютистами. Двигатель м14 рассчитан на большие скорости в составе ВС як52/18т чем як12.
Вот и думаем как снизить температуру двигателя в жару, не площадками, переводя в горизонт а чем то либо в виде тумана.
Богатить смесь не вариант.
Все придумано до нас , и в войну истребители , наши и немцы и в южных районах ан2 ил14 прыскали.
Вопрос как в нынешних условиях и при теперешних возможностях произвести это надежно и с меньшими затратами.
Ранее писал народ иголку ставил.
Может кто попробует или что то другое уже внедрил.
Ну возможно мы на крыло встанем и рискнем , отпишемся потом.
Ну это на ощупь. А может у кого то научный подход и рекомендации. Вот и надеемся услышать.

Если такое задание, может воду не в цилиндры распылять а на цилиндры! Так в свое время Субару делала.

 

[kamuta]

Стихиметрия воздух:топливо 14,7:1. Топлива будет 0,0121932 / 14,7 = 0,000829469 кг.
Воды прыскаем, как выше сказали, 20% от массы топлива. Ее будет 0,000829469 * 0,2 = 0,000165893 кг.
Удельная теплота парообразования аоды 2300 кДж/кг, на испарение уйдет 0,000165893 * 2300 = 0,381555918 кДж.
Гильзы в двигателе стальные. Теплоемкость стали 0,43 кДж/(кг*градус) .
Итого, испарение впрыснутого количества воды не хватит чтобы охладить килограм стали даже на 1 градус.

Расчет надо продолжить (точнее довести до конца):
+ Тепло от сгорания топлива: 0,000829469кг * 46000кДж/кг = 38,15кДж
- на испарение воды уйдет 0,381555918кДж
- на нагревание воды уйдет 4,19кДж/(кг·К) * 0,000165893кг * 1000 = 0,7кДж
т.е. тепло уменьшится на 0,381555918 + 0,7кДж = 1,082кДж т.е. на 3% от 38,15кДж - а это целых 6 градусов при температуре ЦПГ 200гр.

 

[JohnDoe]

Если такое задание, может воду не в цилиндры распылять а на цилиндры! Так в свое время Субару делала.

Я чуть выше ровно про тоже говорил. 👍

 

[henryk]

ровно про тоже говорил.

-а не лучше мокрыми тряпками обкладывать ?

ЗЫ=я подавал водяной пар (ок.160 град.) во впускной коллектор СИТРОЭН АХ 1,5Д...=4 л +1 л (воды)/100 км !

 

[JohnDoe]

Расчет надо продолжить (точнее довести до конца):
+ Тепло от сгорания топлива: 0,000829469кг * 46000кДж/кг = 38,15кДж
- на испарение воды уйдет 0,381555918кДж
- на нагревание воды уйдет 4,19кДж/(кг·К) * 0,000165893кг * 1000 = 0,7кДж
т.е. тепло уменьшится на 0,381555918 + 0,7кДж = 1,082кДж т.е. на 3% от 38,15кДж - а это целых 6 градусов при температуре ЦПГ 200гр.

Удельную теплоту сгорания берут низшую, 43МДж. Получим 35,667167МДж;
Умножать нужно не на 1000,а на 100,тк воду нагреваем от 0 до кипения, до 100градусов. Таким образом и тут Вы завысили. "Немного". На порядок. Будет 0,07кДж
В сумме 0,381555918 + 0,07 = 0,451555918 кДж. Стальные гильзы двигателя массой в 1кг(принимаем что они все весят именно столько) охладятся на 1(ОДИН) градус.

 

[KAA]

Как уже писал выше JohnDoe , впрыском воднометаноловой смеси избегали детонации (метанол тоже горючка с более высоким ОЧ) при повышенной величине наддува, что позволяло поднять мощность. Этим очень увлекались немцы, поскольку у них с высокооктановым бензином был напряг, а у американцев и британцев не было, и они могли увеличивать наддув без воды с метанолом. Т.е. это не про охлаждение. Экспериментальное применение такого впрыска на отечественных автомобилях, позволяло увеличить опережение зажигания и мощность как следствие при использовании говенного бензина.

 

[Kazakov]

Впрыск воды в впускной тракт иногда применяют:
в поршневых ДВС - 12-16% от расхода воздуха
в ГТД - 1.5 - 2.5% от расхода воздуха.
Впрыск воды позволяет перейти от адиабатического сжатия (когда давление дополнительно растет от повышения температуры) к графику изотермического сжатия (PV=const). Это уменьшает потери сжатия на 20-25%. Прирост КПД может достигать 1.15.
В поисках максимальной мощности желательно повышение геометрической степени сжатия, при использовании с впрыском воды. Для обсуждаемого двигателя М14 это конечно не вариант.

 

[Санек74ru]

Ну вот, наконец то спецы с теорией подтянулись, так что же нам практикантам из детсада делать?
Похоже тряпками обкладывать мокрыми придётся. Шутка.
Ну в общем понятно что внутрь смысла лить ,капать прыскать нет. Огромное Спасибо всем. Значит тока думаем о воздушном напоре.