Кто здесь что предлагает? Просто новые ворота
Детонационный двигатель
Sychev Aleksei (Еропланов)
Я люблю строить самолеты!
- Откуда
- Москва
Работы по ПуДД ведутся в МАИ
Ларионов Сергей Юрьевич
РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В ТЯГОВОМ МОДУЛЕ ПУЛЬСРУЮЩЕГО ДЕТОНАЦОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
В РЕЖИМЕ «ХОЛОДНОЙ» ПРОДУВКИ
статья есть в инете в формате док.
В институте гидродинамики им. Лаврентьева Сибирского отделения РАН
Быковский, Ждан, Ведерников
Детонационное сжатие топливно-воздушных смесей в вихревых плоскорадиальных камерах.
Статья в журнале "Атмосферные энергетические установки " номер 1й за 2012г. издавался в МАИ.
Направление ПуДД очень перспективно. Этим занимаются все- и мы, США, Англия, Франция и т.д.
Есть много проблем, хотя двигатель конструктивно гараздо проще ТРД....
Ларионов Сергей Юрьевич
РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В ТЯГОВОМ МОДУЛЕ ПУЛЬСРУЮЩЕГО ДЕТОНАЦОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
В РЕЖИМЕ «ХОЛОДНОЙ» ПРОДУВКИ
статья есть в инете в формате док.
В институте гидродинамики им. Лаврентьева Сибирского отделения РАН
Быковский, Ждан, Ведерников
Детонационное сжатие топливно-воздушных смесей в вихревых плоскорадиальных камерах.
Статья в журнале "Атмосферные энергетические установки " номер 1й за 2012г. издавался в МАИ.
Направление ПуДД очень перспективно. Этим занимаются все- и мы, США, Англия, Франция и т.д.
Есть много проблем, хотя двигатель конструктивно гараздо проще ТРД....
Sychev Aleksei (Еропланов)
Я люблю строить самолеты!
- Откуда
- Москва
Термодинамические циклы ПуВРД, ТРД, Дизеля.... несколько отличаются друг от друга 
А работа дизеля (может меня и поправят специалисты) не связана с детонацией.....
Википедия (как говорил мой препод в МАИ -"Термодинамика для домохозяек"):
Детонацио[ch769]нное горе[ch769]ние, детона[ch769]ция (от фр. d[ch233]toner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь»[1]) — это режим горения, в котором по веществу распространяется ударная волна, инициирующая химические реакции горения, в свою очередь, поддерживающие движение ударной волны за счёт выделяющегося в экзотермических реакциях тепла. Комплекс, состоящий из ударной волны и зоны экзотермических химических реакций за ней, распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью и называется детонационной волной[1]. Фронт детонационной волны — это поверхность гидродинамического нормального разрыва.
А работа дизеля (может меня и поправят специалисты) не связана с детонацией.....
Википедия (как говорил мой препод в МАИ -"Термодинамика для домохозяек"):
Детонацио[ch769]нное горе[ch769]ние, детона[ch769]ция (от фр. d[ch233]toner — «взрываться» и лат. detonare — «греметь»[1]) — это режим горения, в котором по веществу распространяется ударная волна, инициирующая химические реакции горения, в свою очередь, поддерживающие движение ударной волны за счёт выделяющегося в экзотермических реакциях тепла. Комплекс, состоящий из ударной волны и зоны экзотермических химических реакций за ней, распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью и называется детонационной волной[1]. Фронт детонационной волны — это поверхность гидродинамического нормального разрыва.
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Я не специалист, но всё верно. В дизеле многоочаговое горение, как и HCCI, кстати. И там и сям детонации нет. Просто двиг работает "жёстче" и это несколько напоминает детонации в бензинке. Вот народ и путается.
ИМХУ.
Sychev Aleksei (Еропланов)
Я люблю строить самолеты!
- Откуда
- Москва
Я после МАИ не занимался по специальности -теплотехника но в общих чертах метода была такая:
Мы начинали по специальности изучать термодинамику, потом нам давали курсовую по типам двигателея-ЖРД, ВРД, ДВС -чисто терм-дин расчёт по циклуи . Потом был курс Гидрогазодинамики, Тепломассообмену, Криогенной технике. После этого был курс чисто по ЖРД и курс космических энергоустановок с курсовым проектом и далее вплоть до электроракетных двигателей.
Вот примерно если быть в теме, такая метода изучения....
Всем добра! Интересно пообсуждать.... Продолжим! :STUPID :~)
Мы начинали по специальности изучать термодинамику, потом нам давали курсовую по типам двигателея-ЖРД, ВРД, ДВС -чисто терм-дин расчёт по циклуи . Потом был курс Гидрогазодинамики, Тепломассообмену, Криогенной технике. После этого был курс чисто по ЖРД и курс космических энергоустановок с курсовым проектом и далее вплоть до электроракетных двигателей.
Вот примерно если быть в теме, такая метода изучения....
Всем добра! Интересно пообсуждать.... Продолжим!
:STUPID :~)а чем, собсно, вопрос-то? Что и куда хотелось получить?
Еслив саму детонацию - то это не сложно - во-первых самое простое это взять газы склонные к такому горению, например ацетилен. (оглохнуть хватит - будет повод задуматься а нах оно было надо
)В детстве(лет 30 назад) мы делали так - в жестяную банку кидался кусок карбида кальция(тырился у сварщиков), плюнуть, заткнуть дырку и потрясти до образования смеси...
Потом поджигаешь (через маленькую дырочку сбоку) и смотришь на реакцию публики в окрестных домах - петард в то время не было - так что эффект получался что надо, правда уши...
Еслив глухота не отобьет желание - можно в принципе можно под давлением получить детонацию пропана с кислородом - в институте у нас на этом пушки детонационно-газового напыления работали, в принципе можно найти и мужика который формулки для модели детонационной волны как-то выводил, но сперва надо решить нахрен оно нужно и что с этим делать дальше...
(а вообще если тупо сжимать смесь до самовоспламенения - то будет в итоге детонация тк при нагреве смеси в ней растет и скорость волны(горения) - повысить например степень сжатия в бензиновом ДВС, или заправить его каким-нить топливом без присадок, и будет вам детонация... Тока она раздолбит двигатель раньше чем с этого будет экономический эффект...)
Дальше-то что? Проблема в том как дальше использовать энергию этой волны - скорости и температуры там огромные - а еслив у вас есть материалы которые все это выдерживают, то можете повысить КПД и так, тупо повысив температуры, усе по Карно...
Какие будут идеи, куда потом девать то что получилось после горения?
(детонационный режим просто по сути всего лишь позволяет повысить Т в камере сгорания, теоретически это повышает КПД, а практически извлеч эту энергию потом не так-то просто)
Vladimir
PS единственно где может быть смысл - это аналоги пульсирующих реактивных двигетелей на детонации - вот там уже пофиг с какой температурой и скоростью это все вылетает наружу, лишбы ничего не расплавило...
(хотя теоретически после разгона струи энергия переходит в кинетическую, и температура в струе меньше, конечно относительно термометра или чего-то что движеться вместе со струей - если дунуть на неподвижный термометр то Т покажет ту-же тк кинетическая энергия опять перейдет в температуру...
Остается тока дуть из детонационной камеры сгорания на подвижные лопатки турбины... )
Детонация по сути как бы такое горение при котором происходит существенная диссоциация продуктов горения, а поскольку с точки зрения термодинамики состав среды в некотором смысле безразличен, то электроны должны иметь такую же среднюю кинетическую энергию (внутренних степеней свободы у них вроде как нет), что и средняя энергия других продуктов сгорания, а при при его существенно меньшей массе это дает скорости, близкие к космическим, что и обуславливает высокую скорость детонационного фронта реакции, где инициаторами горения должны быть как раз эти самые высокоскоростные электроны. Кстати, вполне возможно, что эти самые электроны оказывают существенный вклад в эрозию металлических деталей при детонации в поршневых ДВС.
http://www.gun-engine.pl/en/suzuki_desc.html
http://www.gun-engine.pl/2010_Gun-Engine.pdf
http://www.gun-engine.pl/suzuki.html
=vrodie by probliema rieshiena!?
Зачем лезть в детонационные дебри, когда есть множество реально-перспективных направлений ДВС? Вон мы свой двигатель 20лет назад построили, думали вот вот создадут нечто похожее, а с тех пор даже никто не копнул в этом направлении. Вывод один. Тупеет человеческая расса, все надеются что то урвать в интернете, а дураков, желающих туда что то положить всё меньше и меньше .
.Извините Генрих, но читать и переводить английский текст с полным отсутствием каких либо интересных картинок, это такая тоска...
-tam jest i polskij variant...
https://www.youtube.com/watch?v=WpMifop7fYU
=nagliadno.
Про дебри, и то что нужно получить от любого "химического" двигателя:Зачем лезть в детонационные дебри, когда есть множество реально-перспективных направлений ДВС? Вон мы свой двигатель 20лет назад построили, думали вот вот создадут нечто похожее, а с тех пор даже никто не копнул в этом направлении. Вывод один. Тупеет человеческая расса, все надеются что то урвать в интернете, а дураков, желающих туда что то положить всё меньше и меньше
- максимум работы и минимум тепла, т.е. высокий КПД.
Если двигатель генерирует минимум тепла, есть возможность хорошо отвести его от "зоны реакции" (горения), а лучше с высокими скоростями - следовательно компактность двигателя , при высокой мощности т.е. - получаем мечту. Как получить?
1) динамические двигатели (турбо-компрессоры) :
- высокая: производительность, КПД(особенно если применять кобинации термодинамических циклов), ресурс и т.д.
-плохо: плохая приемистость, только "большие" двигатели, "постоянная камера сгорания" (приводит к большим тепловым нагрузкам на КС и лопатки турбины - что приводит к сильному ограничению по температуре в КС ( до 1500 К) и ограничивает КПД ТД цикла сверху по тепературе).
2) Объёмные двигатели (ДВС поршневые, роторные и др.) :
- Здесь конечно более перспективные роторные непрерывного действия, - "StarRotor" несомненный фаворит и двигатель №1 в недалеком будущем.
- Горшки, Венкель и др. встали без перспектив роста. Убивает их низкий КПД (45% - это счастье ?) - как с точки зрения "топливо в трубу", так и "перегрев самого себя". Молчу про сложную механику, зазоры, герметичность, неполный выпуск, клапана и кучищу прочего.
Важно сказать, что сейчас из "химических" двигателей - 100% это "термические" двигатели.
Т.е. Сжимаем воздух, топливо, жгём и пытаемся превратить расширение в работу.
Теперь по теме.
Детонация в двигателях в чистом виде - это перебор (ну мы не про ракеты,там мож что-то есть).
Но в малых количествах детонация может быть полезной (особенно воздушно-газовая детонация : температуры порядка 4000 К - хороший ТД цикл?).
Хорошо здесь то, что в результате детонации можно снять энергию в двух видах:
- ударная волна ( механическая (от 0 до 50%) - вот её надо приручить, причем как саму УВ, так и следующую за ней волну разгрузки) - время этого процесса экстремально мало и теплопередачи (от процесса) двигателю - пшик (т.е. не греем - это хорошо).
- вторая часть - тепло от взрыва, давление, поток, расширение - вот эту энергию уже можно ловить каким-то "термическим" двигателем ( ну остаток ловим с КПД 40 - 60% , тут выбор традиционных движков (те самые 100% разнообразия) на разный вкус).
Вот и получается: 50% + 25% (50% от 50%) = 75% КПД (нормалёк).
Причём компактные ударные волны не оч. страшны (если условия с умом), скорости от 2000 м/с и ниже, а скорость волны разгрузки= скорости звука 330 м/с (а что человечья скорость, рисуйте лопатки, ловите).
Вот такие плюсы и перспективы...
Ну минусы:
- дальше всего (из известного мне) продвинулись американцы, тов. Норберт Мюллер придумал "wave disk engine" ,
дяденька правда хвастается про КПД 85% (оптимист ;D )
Вот:
http://researchgroups.msu.edu/mueller/news
http://www.tekgoblin.com/tag/innovation/
http://bioage.typepad.com/.a/6a00d8341c4fbe53ef0120a6989b01970c-popup
- двигатель у него все равно динамический, поэтому и планирует он его назначение как генератор
- ну и пахать ему ещё...
http://www.trixyaviation.com/pdf/The_Trixy_story_En.pdf
-для летающего автомобилья пригодился бы хороший мотор...
http://www.autoblog.com/2007/08/26/abg-tech-analysis-and-driving-impression-gms-hcci-engine/
=HCCI=вродебы введён в действие!?
http://www.motortrend.com/features/auto_news/2008/112_0806_gm_hcci_fuel_efficient_system/photo_04.html
-для летающего автомобилья пригодился бы хороший мотор...
http://www.autoblog.com/2007/08/26/abg-tech-analysis-and-driving-impression-gms-hcci-engine/
=HCCI=вродебы введён в действие!?
http://www.motortrend.com/features/auto_news/2008/112_0806_gm_hcci_fuel_efficient_system/photo_04.html
Colibri thalassinu
Докопаться до истины - это как выиграть войну!:)
- Откуда
- Екатеринбург
Пытался на соседней ветке донести - получилось как у Станиславского "Не верю!!!" ;D
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Интересно, как? Учитывая нелюбовь практически всех материалов к ударным воздействиям. Будем поршни/цилиндры/лопатки/етц. из ядра нейтронных звёзд ваять?
Примерно 50% потерь "в стенку" приходится на долю излучения. Чем выше температура вспышки- тем выше потери излучением, т.е. потери от теплопередачи/переноса падают, но растут потери в излучение.
330 м/с это скорость звука в воздухе при НУ, с ростом температуры скорость звука растёт. Влияет также состав газа, изменение показателя адиабаты, например. У воздуха он равен 1,4, у выхлопных газов- 1,33. И т.д. и т.п. Но главное, как не сжигай 1 кг. керосина, например, мгновенно ли, плавно ли, в нём как было 43 МДж энергии, так и останется.
ИМХУ.
Colibri thalassinu
Докопаться до истины - это как выиграть войну!:)
- Откуда
- Екатеринбург
Ударно-массовые характеристики газов учитываем? Или им приписываем физ-хим-свойства урана-238? [smiley=happy.gif]
К-ста!
из какогу материалу в классических ДВС-ов? Поршни, так те сейчас из алюминного сплава все желают делать в мире! А давления там (рабочий цилиндр!), гораздо выше, чем в ГТРД!
Этот двигатель скорее не детонационный, а ударно-волновой или волновой ("wave disk engine").
В каком режиме проходит "сгорание"?
Возможно всё, но скорее всего так: сначала горение, затем переход в детонацию, затем детонация, детонация затем переход в нестационарную затухающую детонацию во фронте ударной волны, переход в ударную волну, переход в звуковую волну. Кроме этого, за фронтом этих волн идёт расширение горячих газов, что можно тоже использовать как в обычном тепловом двигателе.
Теперь по поводу излучения происходящих во фронте ударных и детонционных волн: гамма и рентгена нет, а УФ, видимый свет, ИК и ниже рассасывается по газовой смеси в тепло, ну и тепло стенок двигателя.
Хуже дела с ионизацией газов: здесь действительно есть потери заключающиеся в ходе реакций "не туда", но и при обычном горении она есть, и в той-же мере крадёт "теплоту сгорания".
Сгорание в воздухе и получение тех самых 43 МДж/кг даже в двигателе (т.е. когда 40% уже отобрано в виде работы) приводит к тому что мы выбрасываем газ из КС при температурах от 500 до 1000 С., т.е. выбрасываем потму что плохо организован ТД цикл. На обедненных смесях КПД растёт, но топливная смесь не вспыхивает. "Воспламенить или вспыхнуть" её можно 2 путями: в большом объёме как-то выделить малый, в нём вспыхнуть и с большого объёма снять тепло-мощность. Но детонация и есть тот природный реактор в котором первая часть тепловой реакции зажата в границах между плоскостью ударной волны и точкой разгрузки "Чепмена-Жуге". И эта часть выдаёт механическую энергию (вот в чём экономия), а уже потом пользуйтесь тем что осталось догарать при высоких давлениях.
Вот GM что-то там также с детонацией в горшках экспериментирует. Видимо выделяют эту малую область для вспышки, провоцируют детонацию и пользуются плодами "условно-слабой" ударной волны.
По поводу ужасных разрушений от детонации и ударных волн. Что там разрушается в цилиндрах? ;D Если бы смесь была беднее (что нужно и что делается в "wave disk engine") не было бы этих разрушений (это теоретически: ну типа если бы детонация была слабее, потому что практически и вспышки не будет) чем не выход?. Всё в меру.
В каком режиме проходит "сгорание"?
Возможно всё, но скорее всего так: сначала горение, затем переход в детонацию, затем детонация, детонация затем переход в нестационарную затухающую детонацию во фронте ударной волны, переход в ударную волну, переход в звуковую волну. Кроме этого, за фронтом этих волн идёт расширение горячих газов, что можно тоже использовать как в обычном тепловом двигателе.
Теперь по поводу излучения происходящих во фронте ударных и детонционных волн: гамма и рентгена нет, а УФ, видимый свет, ИК и ниже рассасывается по газовой смеси в тепло, ну и тепло стенок двигателя.
Хуже дела с ионизацией газов: здесь действительно есть потери заключающиеся в ходе реакций "не туда", но и при обычном горении она есть, и в той-же мере крадёт "теплоту сгорания".
Сгорание в воздухе и получение тех самых 43 МДж/кг даже в двигателе (т.е. когда 40% уже отобрано в виде работы) приводит к тому что мы выбрасываем газ из КС при температурах от 500 до 1000 С., т.е. выбрасываем потму что плохо организован ТД цикл. На обедненных смесях КПД растёт, но топливная смесь не вспыхивает. "Воспламенить или вспыхнуть" её можно 2 путями: в большом объёме как-то выделить малый, в нём вспыхнуть и с большого объёма снять тепло-мощность. Но детонация и есть тот природный реактор в котором первая часть тепловой реакции зажата в границах между плоскостью ударной волны и точкой разгрузки "Чепмена-Жуге". И эта часть выдаёт механическую энергию (вот в чём экономия), а уже потом пользуйтесь тем что осталось догарать при высоких давлениях.
Вот GM что-то там также с детонацией в горшках экспериментирует. Видимо выделяют эту малую область для вспышки, провоцируют детонацию и пользуются плодами "условно-слабой" ударной волны.
По поводу ужасных разрушений от детонации и ударных волн. Что там разрушается в цилиндрах? ;D Если бы смесь была беднее (что нужно и что делается в "wave disk engine") не было бы этих разрушений (это теоретически: ну типа если бы детонация была слабее, потому что практически и вспышки не будет) чем не выход?. Всё в меру.
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Это опыты и домыслы, да ещё и впрыск воды.
Это вообще тут при чём? Вновь какие-то новые параметры. :-?
Граждане, не путайте тёплое с мягким. Разница "нормального" ДВС и "детонационного" в общем случае лишь в скорости нарастания давления. В "нормальном" это происходит относительно "медленно и печально". Во времена паровых машин в Англии некий дядька уже делал "взрывной" ДВС, на порохе. Нихрена хорошего не вышло: поршни/шатуны/валы гнуло и рвало. Хотя даже порох не "взрывается", а "очень быстро горит", "взрывается" капсюль.
Погуглите, там всё есть, с картинками. Оплавляются/прогорают поршня, гнутся/ломаются шатуны, разбиваются опоры КВ и пр. "прелести". Детонацию замутить в обычном поршневике нынче раз плюнуть, только долго такие движки не живут. Импульсные турбины тоже известны(те же автоТКР-ы), но они также крайне не любят пульсаций. Не верите, можете из пулемёта, холостыми, пострелять непосредственно на вход хоть турбины, хоть ПД. Будет элементарная модель воздействия детонации на узлы.
Никаких особых преимуществ детонация не даёт, даже в реактивном движителе, ещё К.Э.Циолковский в своих проектах рассматривал "взрывы толкающие ракету", однако потомки пошли по пути непрерывного процесса сгорания. Странно, да?
Всё в меру, GM и г-н.Мюллер это понимают лучше нас, работают, идут совершенно разными путями, молодцы.
Ракетные - именно детонационные, совсем другая тема.
Порох, капсюли, взрывается - не понял.
"Поршни/шатуны/валы гнуло и рвало..." - всё в меру, надо избегать и предохраняться.
Миллион оборотов мотор прошёл? Значит всё в порядке? И тут один раз рвануло - всё беда, всё плохо. Плохой результат - тоже результат. Нужно знать что куда можно совать, а что ну никак нельзя. Эскперменты это хорошо!
Ракетные - именно детонационные, совсем другая тема.
Порох, капсюли, взрывается - не понял.
"Поршни/шатуны/валы гнуло и рвало..." - всё в меру, надо избегать и предохраняться.
Миллион оборотов мотор прошёл? Значит всё в порядке? И тут один раз рвануло - всё беда, всё плохо. Плохой результат - тоже результат. Нужно знать что куда можно совать, а что ну никак нельзя. Эскперменты это хорошо!