Альтернативные варианты кинематических схем авиационных двигателей

Антон Алексеев

Я люблю помогать строить самолеты!
Откуда
Томск
А толку то, плотность водорода при нормальных условиях - 0.09 кг/м3, кислорода - 1.43 кг/м3, метана - 0.71 кг/м3. Тогда как удельный вес (плотность) бензина - 710 кг/м3. Да хоть в десять раз он будь теплотворнее, его не упаковать так плотно как другие газы, на его получение нужно потратить огромное количество энергии... и все эти калории обнулятся затратами на получение и хранение самого Н2.
Низкая плотность - далеко не всегда проблема, например для тихоходного самолёта типа летающее крыло - там места для композитных баллонов- предостаточно. Или для дирижабля. У водорода есть огромный плюс - это обратимое топливо, тот же дирижабль на привязи или колёсный теплоход могут в любой точке пополнить запас водорода - с другими топливами такое и не снилось.
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Низкая плотность - далеко не всегда проблема
Всегда, плюс водород активно диффундирует через стенки, плюс стоимость водорода в разы выше стоимости топлив нефтяного передела.
это обратимое топливо, тот же дирижабль на привязи или колёсный теплоход могут в любой точке пополнить запас водорода - с другими топливами такое и не снилось.
Кто в этом случае кого таскать будет ?
 
Последнее редактирование:

Антон Алексеев

Я люблю помогать строить самолеты!
Откуда
Томск
Всегда, плюс водород активно диффундирует через стенки, плюс стоимость водорода в разы выше стоимости топлив нефтяного передела.
Не говорите за все случаи, не будучи информированным. Через какие конкретно стенки диффундирует водород? Уж гелий научились удерживать плёнкой (а он намного большую проникающую способность имеет...). Стоимость - категория переменная, причём зачастую - драматически переменная, несколько столетий назад за специи воевали...
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Через любые стенки, в том числе через сталь. И это факт. И мы говорим о высоких давлениях в баллонах. В частности, в Стирлингах водород не удержать, поэтому там применяют гелий, который имеет значительно меньшую проникающую способность чем водород.

О гидридах метаноле и прочем, и того из чего можно выделить или в чём хранить связанный водород говорить не будем, это отдельная тема.
 

Алексей Костенко (А.Г.К)

Я люблю строить самолеты!
У водорода есть огромный плюс - это обратимое топливо
Метан и аммиак тоже "обратимое" топливо. Товарное производство аммиака в России многократно, если не на порядки, превышает производство водорода. У нас водород получает "Лукойл", при переработке нефти, и поставляет его на "Каустик". Аммиак не вызывает водородного охрупчивания. Метан так вообще получается из растительных остатков и канализационных стоков. Просто водород "моден", кто-то на этом очень сильно "греет лапки", Гретта Тунберг не даст соврать. Если будет транспортировка водорода по трубопроводам потребуется строить трубопроводы по типу "фторопласт в броне", а это "редкостное удовольствие". Если на хим комбинатах это применимо из-за относительно небольшой протяжённости трубопроводов, с магистральными трубопроводами будет полный трындец. Так что водороду ещё далеко до победного шествия. Более актуальны метан, метанол, диметиловый эфир, бутиловый спирт, аммиак.
Ну и самое интересное. Логистика водородного топлива на том же Крайнем Севере. Если с керосином, с газовым конденсатом всё более, менее понятно как хранить и доставлять то с водородом вообще не ясно что делать. В Москве, Питере в том же Томске может особых проблем и не будет. Вот только Россия это не только Москва, Питер и Томск, тут есть Урюпински, всякие "Брябревки и Гадюкины с Мухосрансками". Так что нужно быть ближе к народу ближе к реалиям.
 
  • Мне нравится!
Reactions: RVD

Антон Алексеев

Я люблю помогать строить самолеты!
Откуда
Томск
Через любые стенки, в том числе через сталь. И это факт. И мы говорим о высоких давлениях в баллонах.
Эта утечка через стенку - воображаемая проблема. Утечка настолько ничтожна, что не делались даже попытки утилизации утекающего водорода - полтораста лет мы, химики, активно храним водород в баллонах и горя не ведаем.
Метан и аммиак тоже "обратимое" топливо.
Речь об обратимости в рамках транспортного средства. Какими реакциями экономически оправдано метан получать где нибудь на Оби? Вы считали, какой выход метана получается в метантенках из тонны навоза? Аммиак, метанол, диметиловый эфир - ядовиты. Бутанол- где его брать?
Уж лучше тогда конструировать автоматические печи на твёрдом топливе.
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
мы, химики, активно храним водород в баллонах и горя не ведаем.
А "мы" двигателисты, знаем какую засаду нам несёт применение "водорода" в качестве рабочего газа для двигателей Стирлинга. Не смотря на его значительные преимущества перед рабочим телом "гелий", в плане повышения КПД, использование этого газа в двигателях внешнего сгорания неприемлемо, из за необходимости постоянной дозаправки, и исключительно из-за его сверхтекучести.
 

Антон Алексеев

Я люблю помогать строить самолеты!
Откуда
Томск
А "мы" двигателисты, знаем какую засаду нам несёт применение "водород" в качестве рабочего газа для Стирлинга. Не смотря на его значительные преимущества перед рабочим телом "гелий" в плане повышения КПД, использование этого газа в двигателях внешнего сгорания неприемлемо, из за необходимости постоянной дозаправки, и исключительно из-за его сверхтекучести.
Двигатели - другая ситуация, в корне отличная от сосуда давления. То,что в баллоне решается тонюсеньким полимерным покрытием изнутри, в цилиндре, зачастую, вообще никак не решить.
 

Алексей Костенко (А.Г.К)

Я люблю строить самолеты!
Бутанол- где его брать?
Так ваши, Томские химики, хвалились по тэлебаченью что освоили и с лёгкостью зальёте всю Россию синтетическим бутанолом. Разговор шёл именно о бутаноле как альтернативном моторном топливе.
Водород прекрасная вещь, особенно когда бюджетные бабки нужно "освоить". В начале операции наших войск в Сирии мне пришлось участвовать в НИИРовской работе по силовым установкам для разведывательных беспилотников лёгкого класса. Наш коллектив предложил гибридную установку для того чтобы уложиться в высоту патрулирования до 8 км. Дозарядка батарей разрешалась с выходом из зоны патрулирования и на высоте в 4 км. Победил ЦИАМ со своей "водородной энергетикой" и топливными элементами, оно и понятно, высота мало влияет на работу топливного элемента. Молодцы ЦИАМовцы! Пришло время "Спец операции", а водородных беспилотников как не было так и нет. На "Орланы" авиамодельные 4-х тактники закупаются у японцев окольными путями, санкции видите ли. Те технические специалисты которые едут в загран командировки обязаны привезти хотя бы один квадрик для "личного пользования". Тут как в известном высказывании, приписываемом Александру Васильевичу Суворову: "Гладко было на бумаге, да забыли про овраги, а по ним ходить". Так и "танцы с бубнами" вокруг водорода. Насчёт токсичности. Я работал топливщиком и знаю, что бензин, что соляра здоровья особо не добавляют.
жидкий водород ну не разу не кислород и дыхание не поддерживает, в случае вспышки поджаришься на высокотемпературном бесцветном огне. Заправка жидкого аммиака должна производиться также как и сжиженных газов. При горении аммиака образуется водяной пар и Азот, т.е. Азот как был так и остаётся основным рабочим газом поршневого двигателя.
Какими реакциями экономически оправдано метан получать где ни будь на Оби?
На Оби его и получать не нужно, он и так там есть в виде газоконденсатных месторождений и того же болотного газа. В 30-х годах прошлого века в СССР было запланировано, а затем построены сеть гидролизных заводов по получению этанола из растительных отходов, тогда ещё не были открыты Сибирские месторождения. Спирт планировали использовать как топливо и для получения каучука. Во времена борькивечнопьяна всё порушили, в том числе и у нас в Волгограде.
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Двигатели - другая ситуация, в корне отличная от сосуда давления. То,что в баллоне решается тонюсеньким полимерным покрытием изнутри, в цилиндре, зачастую, вообще никак не решить.
Стирлинг, это полностью герметичное сооружение, давление газа в рабочей полости достигает 20 МПа, даже вывод мощности от него часто производится через глухую стенку (стальную деформируемую диафрагму), но для водорода и это не препятствие.
 

Stanislavz

Я люблю строить самолеты!
Стирлинг, это полностью герметичное сооружение, давление газа в рабочей полости достигает 20 МПа, даже вывод мощности от него часто производится через глухую стенку (стальную деформируемую диафрагму), но для водорода и это не препятствие.
Или генератором внутри. Но это не так интересно как потрогать руками живой маховик :)
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Стирлинг в варианте - поршневой с возвратно-поступательным движением никогда не доведут до ума. КПД до 35 % и все. Хотите мощность, нужны обороты. Будут обороты, меньше скорость теплообмена (ухудшение теплообмена) и массо- потеря РТ в мертвых объемах. Уменьшаем мертвые объемы (теплообменники), ухудшаем теплообмен. Находим компромис- получаем заурядный двигатель и кучу проблем, которые съедают все преимущества.
 

Stanislavz

Я люблю строить самолеты!
Стирлинг в варианте - поршневой с возвратно-поступательным движением никогда не доведут до ума. КПД до 35 % и все. Хотите мощность, нужны обороты. Будут обороты, меньше скорость теплообмена (ухудшение теплообмена) и массо- потеря РТ в мертвых объемах. Уменьшаем мертвые объемы (теплообменники), ухудшаем теплообмен. Находим компромис- получаем заурядный двигатель и кучу проблем, которые съедают все преимущества.
Ну ну :) Только маленькое но - оно то работает на всем что горит. Литерально.
 

KarnoKul

Имею интерес к бестопливным бесшатунникам!
Стирлинг в варианте - поршневой с возвратно-поступательным движением никогда не доведут до ума. КПД до 35 % и все. Хотите мощность, нужны обороты. Будут обороты, меньше скорость теплообмена (ухудшение теплообмена) и массо- потеря РТ в мертвых объемах. Уменьшаем мертвые объемы (теплообменники), ухудшаем теплообмен. Находим компромисс- получаем заурядный двигатель и кучу проблем, которые съедают все преимущества.
КПД цикла Стирлинга, как и КПД цикла Карно, определяются разностью температур нагревателя и холодильника — известный факт.
Пока человечество не научится сжимать рабочий газ без сброса теплоты в холодильник – значимого увеличения КПД ждать не приходится! (ИМХО)

Попытки найти какие-то исследования возможностей сжатия газов без сброса и рассеяния теплоты сжатия - безрезультатны, либо "выплывают" уже известные патенты (но не подтвержденные работающими макетами или серийностью) с изменением химической формулы газа, посредством изменения давления и температуры газа в в рабочем цикле, и восстановлением, или с диссоциацией и саморекомбинацией молекул рабочего газа.

Похоже, совсем человечество на эту тему не думает!!!??? ИМХО
 
  • Сожалею
Reactions: BSM

Stanislavz

Я люблю строить самолеты!
Думает. Читали про последние моторы тойты ? M15a которые ? 40% кпд как то намерили.

Нам бы хоть до цикла аткинсона добратся. Кпд на уровне дизелей. А вес похоже с бензинками.
 
Откуда
Владимир
КПД цикла Стирлинга, как и КПД цикла Карно, определяются разностью температур нагревателя и холодильника — известный факт
это не факт а свидетельство отсутствия элементарных знаний того кто подобное утверждает
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
это не факт а свидетельство отсутствия элементарных знаний того кто подобное утверждает
Не нравится определение, выскажи свою точку зрения, без перехода на личности.
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
это не факт а свидетельство отсутствия элементарных знаний того кто подобное утверждает
Все поняли суть сказанного "KarnoKul"(смотрите ниже). Надо просто улавливать обороты речи русского человека...


44.JPEG
 
Последнее редактирование:

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
КПД цикла Стирлинга, как и КПД цикла Карно, определяются разностью температур нагревателя и холодильника — известный факт.
Ну более точно - разницей температур на входе преобразователя и на выходе. И что бы эта разница (уже в вашем определении) была существенной "засовывают" рекуператор (регенератор). Без этой хрени 10-12 % КПД за счастье.

Всегда, поддержую утверждение А.Г.К. - главное рабочий процес. И конструкция должна быть подчинена этому правилу. Просто кинематика ничего не дает (ничего не выиграешь, правда ничего и не потеряешь), ну как правило "крохи" в мех.КПД.

Стирлинг должен иметь большие единичные переменные объемы, большие мертвые объемы(теплообменники) и "медленный" цикл. Вот тогда можно говорить о КПД до 70 %.
 
Вверх