Альтернативные варианты кинематических схем авиационных двигателей

Откуда
Владимир
Дабы не осталось "темных пятен" в понимании процесса.
дабы не осталось темных пятен надо не языком трепать, а взять бумажку и карандашик и все рассчитать в соответствии с имеющимися формулами газовых законов, а потом нам предъявить и рассказать что получилось
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Дабы не осталось "темных пятен" в понимании процесса. Попытаюсь ответить на вопрос: зачем в пневмодвигателе всасывать и сжимать атмосферный воздух, а затем впрыскивать туда порцию "холодного" сжатого воздуха из баллона?
Чтобы еще хотелось добавить по смыванию "тёмных пятен". Был однажды сюжет как раз на вашу тему по телевизору, когда у сделавших подобную работу иностранцев, жидкий воздух впрыскивался в камеру поршневого ДВС, внешне вроде бы всё как и у вас, но есть разница. Всё дело в фазовом состоянии рабочего тела. В вашем баллоне воздух сжат до высокого давления и находится при температуре окружающей среди, а у "буржуев" в жидком виде при температуре (-)200 по Цельсию. Впрыскивая жидкий воздух в другой разогретый уже от сжатия воздух , можно успеть превратить жидкость в газ на такте расширения получить полезную работу, в этом случае действительно роль теплообменника играет тот самый воздух разогретый до до горячего состояния, а вот в случае с баллонным хранением воздуха разогревающий эффект газа газом ничего не дает - нет критичного температурного перепада.
 

KarnoKul

Имею интерес к бестопливным бесшатунникам!
Чтобы еще хотелось добавить по смыванию "тёмных пятен". Был однажды сюжет как раз на вашу тему по телевизору, когда у сделавших подобную работу иностранцами жидкий воздух впрыскивался в камеру поршневого ДВС, внешне вроде бы как у вас, но есть разница. Всё дело в фазовом состоянии рабочего тела. В вашем баллоне воздух сжат до высокого давления и находится при температуре окружающей среди, а у "буржуев" в жидком виде при температуре (-)200 по Цельсию. Впрыскивая жидкий воздух в другой разогретый уже от сжатия воздух , можно успеть превратить жидкость в газ на такте расширения получить полезную работу, в этом случае действительно роль теплообменника играет тот самый воздух разогретый до до горячего состояния, а вот в случае с баллонным хранением воздуха разогревающий эффект газа газом ничего не дает - нет критичного температурного перепада.
Спасибо, но это не моё — это техническое решение Гая Негре (впрыскивать сжатый газ-воздух из баллона в сжатый атмосферный воздух).

Конечно же с вами трудно не согласиться, что сжиженный воздух при расширении в среде сжатого атмосферного воздуха произведет бОльшую работу, нежели сжатый баллонный воздух при расширении в среде сжатого атмосферного воздуха.

Но, если посмотреть с другой стороны: сжатый воздух из баллона при расширении в среде сжатого атмосферного воздуха произведет бОльшую работу, нежели просто сжатый баллонный воздух при расширении, ибо сжатый воздух из баллона можно подавать и в "пустую" рабочую камеру в ВМТ.

Однако, видимо, электромобили и во Франции не способствуют развитию пневмотранспорта. ИМХО
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Конечно же с вами трудно не согласиться, что сжиженный воздух при расширении в среде сжатого атмосферного воздуха произведет бОльшую работу, нежели сжатый баллонный воздух при расширении в среде сжатого атмосферного воздуха.
Но, если посмотреть с другой стороны: ...
С какой стороны не смотри, цикл имеет смысл только для ускорения перехода сжиженного воздуха из одного фазового состояния в другое. Что касается сжатого воздуха в баллоне, к нему нужен другой подход: воздух высокого давления с баллона смешивается с топливом, поджигается, расширяется, остатки тепла после выхлопа разогревают новые порции воздуха выходящего из баллона. Таким образом отпадают два такта в ДВС. И будет вам "щастье".
 
Откуда
Владимир
сжатый воздух из баллона при расширении в среде сжатого атмосферного воздуха произведет бОльшую работу, нежели просто сжатый баллонный воздух при расширении, ибо сжатый воздух из баллона можно подавать и в "пустую" рабочую камеру в ВМТ.
это вы так видите, теперь осталось это доказать цифиркой
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Ну ну :) Только маленькое но - оно то работает на всем что горит. Литерально.
Да, я не о том. Сам подход к решению проблемы, с кинематикой имеющей врожденный порок (возвратно поступательное движение) неверный. Еще раз повторю суть в рабочем процессе. И кинематика должна подыгрывать этому, а не мешать. Что требует двигатель внешнего сгорания. В первую очередь более продолжительный процесс (так, цикл). А так же бОльшие объемы. Ну и надо исключать возможность "пружинить" рабочим телом.
Тогда и эффективность будет другая для двигателей реализующих цикл Стирлинга.
 

Stanislavz

Я люблю строить самолеты!
Да, я не о том. Сам подход к решению проблемы, с кинематикой имеющей врожденный порок (возвратно поступательное движение) неверный. Еще раз повторю суть в рабочем процессе. И кинематика должна подыгрывать этому, а не мешать. Что требует двигатель внешнего сгорания. В первую очередь более продолжительный процесс (так, цикл). А так же бОльшие объемы. Ну и надо исключать возможность "пружинить" рабочим телом.
Тогда и эффективность будет другая для двигателей реализующих цикл Стирлинга.
Дискусия тут хорошо. Но - кшм самый компакный. Хоть и имеет боковую нагрузку на поршень. Другие механизмы - или супер точное изготовление или габариты. И балансировка еще та радость.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Но - кшм самый компакный.
Как игрушка-Да. Но более менее практичные (ну те, что создавались), уже с использованием ромбического механизма. А это уже громоздкое и сложное сооружение. Правда уже двойного действия, и проблемы боковой нагрузки нет.
Тут. суть в том. что идея ДВПТ по циклу Стирлинга, это регенератор (рекуператор). Другие преимущества вторичны, и пока не затрагиваем. Только тогда, можно говорить о высоком КПД (а так 10-15 % и это в лучшем случае). Так вот, возвратно поступательное движение гробит его. Подвести на резинку (а газообразное РТ очень упругая субстанция) гайку. и начинайте дрыгать (вверх - вниз). Чем выше частота, тем меньше перемещение гайки. На определенной частоте, она вообще не будет перемещаться. А нет перемещения массы, не будет переноса энергии. И чем больше длина резинки (а это образно - мертвые объемы). тем меньшая частота приведет к отсутствию перемещения гайки. Ну думаю. аналогию вы поняли.
Постоянное и непрерывно - однонаправленное вот выход. И кинематика должна это реализовать.
А это роторные схемы. И они позволяют иметь большие переменные объемы, (почти на порядок 7-9 раз), не зависеть от мертвых объемов. (кроме некоторых теплообменников. но даже тогда это многократно больше), иметь длительные по продолжительности такты (для внешнего подвода-только так и должно быть, и тут не нужен водород или гелий с их значительной теплопередачей).
Ну и естественно. есть свои сложности. Но преимуществ больше.
 

Stanislavz

Я люблю строить самолеты!
Как игрушка-Да. Но более менее практичные (ну те, что создавались), уже с использованием ромбического механизма. А это уже громоздкое и сложное сооружение. Правда уже двойного действия, и проблемы боковой нагрузки нет.
Тут. суть в том. что идея ДВПТ по циклу Стирлинга, это регенератор (рекуператор). Другие преимущества вторичны, и пока не затрагиваем. Только тогда, можно говорить о высоком КПД (а так 10-15 % и это в лучшем случае). Так вот, возвратно поступательное движение гробит его. Подвести на резинку (а газообразное РТ очень упругая субстанция) гайку. и начинайте дрыгать (вверх - вниз). Чем выше частота, тем меньше перемещение гайки. На определенной частоте, она вообще не будет перемещаться. А нет перемещения массы, не будет переноса энергии. И чем больше длина резинки (а это образно - мертвые объемы). тем меньшая частота приведет к отсутствию перемещения гайки. Ну думаю. аналогию вы поняли.
Постоянное и непрерывно - однонаправленное вот выход. И кинематика должна это реализовать.
А это роторные схемы. И они позволяют иметь большие переменные объемы, (почти на порядок 7-9 раз), не зависеть от мертвых объемов. (кроме некоторых теплообменников. но даже тогда это многократно больше), иметь длительные по продолжительности такты (для внешнего подвода-только так и должно быть, и тут не нужен водород или гелий с их значительной теплопередачей).
Ну и естественно. есть свои сложности. Но преимуществ больше.
Так были и есть роторы. Там в общей мере цикл эриксона, но он по свой сути такой же.

Но - на наши пару сотен ватт - десятки киловатт только поршни идут. Роторные имеют слишком малый кпд, если делать машину хоть на пару сотен градусов нагрева.

Но - если нагрев до 150 градусов, то на базе компрессора от автомобиьля типа скрол, собирали паровики закрытого цикла с кпд под 15% но хладогент шел р11. А с более доступными, только 10-12%>
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
с кинематикой имеющей врожденный порок (возвратно поступательное движение) .
Так были и есть роторы.
Очень познавательно, еще бы понять о чём идет речь.
 

Stanislavz

Я люблю строить самолеты!
Очень познавательно, еще бы понять о чём идет речь.
Хмм.

Стирлинги - двигатели внешнего сгорания с цикличным подводом и отводом тепла от рабочего тела с замкнутым циклом.
Брайтон (цикл газовой турбины) - с постоянным подводом и сбросом тепла с рабочего тела. Открытого и закрытого цикла.
Брайтон с многоступенчатым охладителем и догревом рабочего тела - подобие цикла эриксона. Который по эффективности стремится к циклу Карно как и Стирлинги. Но в практике, такое сложно достичь.
 
...еще бы понять о чём идет речь.
Тут 3/4 всей темы не каждый "технарь" осилит понять. За "гуманитариев" вообще промолчу 🤭
...Постоянное и непрерывно - однонаправленное вот выход. И кинематика должна это реализовать. А это роторные схемы...
Ротативные моторы сто летней давности, не имели возвратно-поступательно движущихся деталей КШМ. И тащили за собой кучу проблем.
...кшм самый компакный...
Встречаются очень даже компактные и красивые схемы КШМ. Потом, когда представляешь как и куда пойдут патрубки впуска/выпуска, и каким макаром приводить ГРМ, становится жутко от нерациональности и громоздкости конечного продукта.
Компактностью одного только КШМ сыт не будешь.
 
Откуда
Владимир
Который по эффективности стремится к циклу Карно как и Стирлинги.
эффективность стирлинга никакого значения не имеет он по определению имеет меньшую эффективность чем двс, он нужен там где есть дармовое тепло а кпд не важен
 
  • Мне нравится!
Reactions: BSM

Bulagen

Аксиальщик, волновик - пока что теоретик
Откуда
г. Тюмень
У стирлинга хороший КПД, у него весовые характеристики плохие.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Роторные имеют слишком малый кпд,
Мех.КПД действительно похуже. А термический с чего это? Я уже говорил. ч то все ДВПТ с низким КПД. И только регенератор или рекуператор его значительно подкидывает. И цикл, где это предусмотрено заслуживает внимания. С возвратно-поступательным движением механизма преобразования принципиально нельзя добиться высокого КПД. Там внутреннее противоречие-ну если можно так сказать. А компромисс делает его слишком проблемным и малоэффективным. А роторные схемы, по сути никто и не реализовывал. В основном на уровне проектов. Хотя там "пронос" заряда РТ через переменные объемы (с соответствующими параметрами размера, температуры. давления) организовать легче. И зависимость от мертвых объемов падает. А это в основном теплообменники. А они ответственны за качество теплообмена -основа КПД. В роторных схемах нет такого маразма, как нагрев РТ в такт сжатия (горячий цилиндр). Большие переменные объемы роторных схем позволяют условному заряду (так назовем количество РТ одного такта) который в при возвратно поступательном уже "улетает" в другой такт, в роторных схемах. еще оставаться в такте. Причем кратно дольше. И процесс изменения энергии заряда РТ более полный. И увеличение мощности двигателя идет путем увеличения объемов переменных объемов (а в при возвратно-поступательном -числом рабочих тактов. при уменьшении длительности последних).
Просто роторными системами толком не занимались.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
он по определению имеет меньшую эффективность чем двс,
Пока теоретически считается двигателем с самым высоким КПД. Я и говорю. конструкцию надо приспосабливать к рабочему процессу. А не процесс "впихивать" в готовую конструкцию. А потом удивляться, что слишком коптит и не шустро вертится.
 

L270767

Я люблю строить самолеты!
Ротативные моторы сто летней давности, не имели возвратно-поступательно движущихся деталей КШМ. И тащили за собой кучу проблем.
Без шутки: назовите их проблемы. Я слышал о том, что разбрасывались смазочным маслом. Например: а если в общий корпус? Я действительно хотел бы знать проблемы ротативных двигателей, т.к. ни где их не нашел, а думаю о них. Вообщем, помогите разобраться.
 
Вверх