Бесшатунные двигатели - 2

[Вячеслав Атнагулов]

Рекомендую вчитываться в каждую буковку.

Как известно, водород горит бесцветным пламенем, теплопередача происходит только конвенцией.

Как известно любое нагретое, больше 0 градусов Кельвина, тело излучает тепло. Количество излучаемого тепла, по Стефану-Больцману, прямо пропорционально четвёртой степени температуры. Если водород горит и температура продуктов горения -273 градуса, то тогда конвекция. Если температура 2500 Цельсия, то тогда излучение сильно, на несколько порядков, преобладает над конвекцией.
Но сама фраза

Как известно, водород горит бесцветным пламенем, теплопередача происходит только конвенцией.

говорит об отсутствии базового образования.

 

[Varan]

Владимир Александрович, а у вашего механизма какой рабочий ход и какой диаметр длинного пальчика не скажете

 

[KarnoKul]

Как известно любое нагретое, больше 0 градусов Кельвина, тело излучает тепло. Количество излучаемого тепла, по Стефану-Больцману, прямо пропорционально четвёртой степени температуры. Если водород горит и температура продуктов горения -273 градуса, то тогда конвекция. Если температура 2500 Цельсия, то тогда излучение сильно, на несколько порядков, преобладает над конвекцией.
Но сама фраза говорит об отсутствии базового образования.

Похоже "знатоки" рабочих процессов сами запутались и других (которые "без базового образования") путают! ИМХО.

Что и как "горит" в каждом такте двс - одному всевышнему известно: столько разных факторов влияют на процесс горения и реакции протекают по достаточно большому количеству вариантов, поэтому можно лишь предполагать и говорить о тенденциях для того или иного вида и состава топлива.

Во-вторых. В моём понимании, увеличение времени "выстоя" поршня - при любом процессе горения является "преимуществом" поршневого ДВС, поскольку позволяет изыскивать возможности "смягчения" жесткости процесса, а значит оптимизировать во времени процесс по температуре и давлению, со всеми вытекающими последствиями по КПД, мех.прочности и "экологии".

В третьих. Говоря об излишней теплоотдаче стенкам камеры сгорания при увеличении времени "выстоя" поршня - совсем не обращается внимание на другую тему: возможность преобразования в дополнительную полезную работу теплоты охлаждения цилиндров двс и теплоты выхлопных газов.
Попытки "изучения" этой темы показывают, что такие возможности имеются, но научно-технических исследований по этой теме не только очень мало, но и поиск самих путей и возможностей реализации очень ограничен (возможно в силу ограниченности мышления : "да разве ж такое возможно?")!!!

 

[Владимир Александрович]

а у вашего механизма какой рабочий ход и какой диаметр длинного пальчика не скажете

Я приводил в одном из ближних постов пример для конкретной конструкции. При ходе поршня 66 мм и диаметре штоковых шеек 52 мм диаметр всех пальцев будет 16 мм (<66/4=16,5мм). Осевой размер у пальцев 14 мм. Длинна свободного участка сквозного пальца 140 мм.

 

[Владимир Александрович]

Поздравляю всех участников и гостей ветки с наступающим Новым годом!
Он будет непростым. Это понятно. Тем более, желаю успешно справиться со всеми вызовами. Не потерять близких, сохранить и укрепить здоровье, поддерживать активный образ жизни.
Желаю добиться того, чтобы не обстоятельства управляли Вами, а Вы сами формировали главные события своей судьбы. Будьте счастливы и любимы.

 

[Андрей Миллер]

Похоже "знатоки" рабочих процессов сами запутались и других (которые "без базового образования") путают! ИМХО.

Что и как "горит" в каждом такте двс - одному всевышнему известно: столько разных факторов влияют на процесс горения и реакции протекают по достаточно большому количеству вариантов, поэтому можно лишь предполагать и говорить о тенденциях для того или иного вида и состава топлива.

Во-вторых. В моём понимании, увеличение времени "выстоя" поршня - при любом процессе горения является "преимуществом" поршневого ДВС, поскольку позволяет изыскивать возможности "смягчения" жесткости процесса, а значит оптимизировать во времени процесс по температуре и давлению, со всеми вытекающими последствиями по КПД, мех.прочности и "экологии".

В третьих. Говоря об излишней теплоотдаче стенкам камеры сгорания при увеличении времени "выстоя" поршня - совсем не обращается внимание на другую тему: возможность преобразования в дополнительную полезную работу теплоты охлаждения цилиндров двс и теплоты выхлопных газов.
Попытки "изучения" этой темы показывают, что такие возможности имеются, но научно-технических исследований по этой теме не только очень мало, но и поиск самих путей и возможностей реализации очень ограничен (возможно в силу ограниченности мышления : "да разве ж такое возможно?")!!!

ВЫ не правы. Все считается и считалось до всяких ансисов. Вопрос совпадения расчетных результатов и реальных решается только одним методом - сравнительными испытаниями в идентичных условиях. При наличии возможностей это не сложно сделать. Но этом должно заниматься РАН или на худой конец отраслевой институт. Мне на науку денег точно не дадут. Такой эксперимент есть у Баландина (правда с другим числом цилиндров), у Мищенко или Химченко, там при одинаковых СС и цилиндрах получили рост экономичности 10%, а потом на ККмеханизме повысили СС до 17 и получили рост на 21%. Если не путаю ничего...
Какие еще нужны доказательства? 🙂 Что бы Путин акт подписал?

 

[KarnoKul]

ВЫ не правы. Все считается и считалось до всяких ансисов. Вопрос совпадения расчетных результатов и реальных решается только одним методом - сравнительными испытаниями в идентичных условиях. При наличии возможностей это не сложно сделать. Но этом должно заниматься РАН или на худой конец отраслевой институт. Мне на науку денег точно не дадут. Такой эксперимент есть у Баландина (правда с другим числом цилиндров), у Мищенко или Химченко, там при одинаковых СС и цилиндрах получили рост экономичности 10%, а потом на ККмеханизме повысили СС до 17 и получили рост на 21%. Если не путаю ничего...
Какие еще нужны доказательства? 🙂 Что бы Путин акт подписал?

Немножко не понимаю - о чем написан пост?

Этот минидиспут был начат на тему: увеличение времени "выстоя" поршня двс с БСМ это хорошо или плохо???

Одни говорят - хорошо! (потому что за время "выстоя" можно "поиграть" с рабочим процессом, с газообменом в двухтактниках).

Другие - не всегда хорошо,
так как надо принимать во внимание "химию" горения топливной смеси в рабочем процессе. И чем сложнее химический состав топлива - тем сложнее расчёты каждого этапа (вариантов реакций) и сложнее расчёты камеры сгорания (возможно увеличение потерь тепловой энергии).

Оказывается даже в самой "простой" двухкомпонентной топливной смеси Н2 и О2 реакция выделения теплоты происходит не в один этап!
Так что однозначного ответа нет - в любом случае нужен комплексный подход, учитывающий огромное множество различных факторов! ИМХО

 

[RVD]

Как известно любое нагретое, больше 0 градусов Кельвина, тело излучает тепло.....
Но сама фраза говорит об отсутствии базового образования.

Уважаемый, критикуя, сами старайтесь не запачкаться … . При температуре свыше 0 градусов Кельвина, вплоть до температуры 273 градуса Кельвина, тело поглощает тепло (потому что на планете Земля не космический вакуум а атмосфера со средней температурой в ноль градусов Цельсия и давлением 760 мм. рт. столба), а вот выше -ВАШЕ ТЕЛО, оно действительно может поймать "градус".

Похоже "знатоки" рабочих процессов сами запутались и других (которые "без базового образования") путают! ИМХО.
Во-вторых. В моём понимании, увеличение времени "выстоя" поршня - при любом процессе горения является "преимуществом" поршневого ДВС, поскольку позволяет изыскивать возможности "смягчения" жесткости процесса, а значит оптимизировать во времени процесс по температуре и давлению, со всеми вытекающими последствиями по КПД, мех.прочности и "экологи.

Вы не правы. Выстой поршня это миф, рожденный воинствующими дилетантами, ибо поршень проскакивает ВМТ за сотые доли секунды. Но даже если он там и задержится, тем хуже для всего остального, ибо двигатель это динамическая а не статическая система. В случае когда топливо сгорит в точке ВМТ, то давление газов превысит все "исторические" максимумы", и ДВС ожидает очень жесткий рабочий процесс, а нужно сделать так, чтобы пик давления размазывался по вершине перерождаясь в горку, смещенную за линию ВМТ. Наилучший двигатель тот, в котором на линии расширения, примерно в интервале от 0 до 20-30 градусов поворота коленчатого вала будет наблюдаться плоская вершина пика сгорания. К этому все стремятся, но мало кто достигает.

 

[cloud]

С Новым Годом, уважаемые коллеги!!!

 

[KarnoKul]

... Вы не правы. Выстой поршня это миф. ... Наилучший двигатель тот, в котором на линии расширения, примерно в интервале от 0 до 20-30 градусов поворота коленчатого вала будет наблюдаться плоская вершина пика сгорания. К этому все стремятся, но мало кто достигает.

С Вами трудно не согласиться, но не менее трудно согласиться!

Описанный Вами критерий "наилучшего двигателя" - это компромисс, которого пытаются добиться в двигателе ВНУТРЕННЕГО сгорания!
"... в интервале от 0 до 20-30 градусов поворота коленчатого вала будет наблюдаться плоская вершина пика сгорания..." - это возможно только при "выстое поршня" и в том случае, если степень сжатия топливной смеси совсем небольшая и изменение рабочего объёма при значительном повороте КВ невелико.
Но "в атмосферниках" при небольшой степени сжатия не получить приемлемой удельной и общей литровой мощности, достигаемых при высокой компрессии ТВС.

Этого можно добиться и при высокой степени сжатия, используя цикл, аналогичный циклу Тринклера, и в процессе движения поршня от ВМТ к НМТ "вбрасывать и поджигать" заряды твс, поддерживая изобарный процесс, но не во всех типах двс это реализуемо.

Зато это легко реализуется в двигателях с внешним подводом теплоты (ДВПТ), или, как их ещё именуют - двигателях ВНЕШНЕГО сгорания.
Взять те же стирлинги - там степень сжатия составляет 2-4 единицы, при среднем давлении РТ порядка 150 атм и возможности реализации ИЗОБАРНОГО расширения РТ в гораздо больших интервалах поворота коленчатого вала.

 

[RVD]

С Вами трудно не согласиться, но не менее трудно согласиться!
... плоская вершина пика сгорания..." - это возможно только при "выстое поршня"

Никому ваш выстой поршня не нужен, всё значительно проще - в камере сгорания есть защемленный объем, в котором развивается процесс окисления топлива. Эффективное сгорание этого топлива поддерживается в узком диапазоне угла поворота коленвала. Как только объем над поршнем начнет заметно увеличиваться, процесс горения тут-же "блокируется": температура и давление в камере падают, окисление остатков несгоревшего топлива замедляется. То топливо, что не успело сгореть вовремя, догорает уже как правило в выпускном коллекторе.

 

[RVD]

….стирлинги - там степень сжатия составляет 2-4 единицы, при среднем давлении РТ порядка 150 атм и возможности реализации ИЗОБАРНОГО расширения РТ в гораздо больших интервалах поворота коленчатого вала.

Двигатель Стирлинга, это та же паровая машина, в которой высокий КПД обесценивается большой сложностью механизма преобразования тепла в работу.

 

[Андрей Миллер]

Немножко не понимаю - о чем написан пост?

Этот минидиспут был начат на тему: увеличение времени "выстоя" поршня двс с БСМ это хорошо или плохо???

Одни говорят - хорошо! (потому что за время "выстоя" можно "поиграть" с рабочим процессом, с газообменом в двухтактниках).

Другие - не всегда хорошо,
так как надо принимать во внимание "химию" горения топливной смеси в рабочем процессе. И чем сложнее химический состав топлива - тем сложнее расчёты каждого этапа (вариантов реакций) и сложнее расчёты камеры сгорания (возможно увеличение потерь тепловой энергии).

Оказывается даже в самой "простой" двухкомпонентной топливной смеси Н2 и О2 реакция выделения теплоты происходит не в один этап!
Так что однозначного ответа нет - в любом случае нужен комплексный подход, учитывающий огромное множество различных факторов! ИМХО

Мне все равно что говорят "другие", а диспут был начат со слов " Что и как "горит" в каждом такте двс - одному всевышнему известно:".
Есть результаты экспериментов и этого вполне достаточно. 🙂

 

[Андрей Миллер]

Никому ваш выстой поршня не нужен, всё значительно проще - в камере сгорания есть защемленный объем, в котором развивается процесс окисления топлива. Эффективное сгорание этого топлива поддерживается в узком диапазоне угла поворота коленвала. Как только объем над поршнем начнет заметно увеличиваться, процесс горения тут-же "блокируется": температура и давление в камере падают, окисление остатков несгоревшего топлива замедляется. То топливо, что не успело сгореть вовремя, догорает уже как правило в выпускном коллекторе.

Редкое качество "письма" - опровергать самого себя...🤓

 

[KarnoKul]

Никому ваш выстой поршня не нужен, всё значительно проще - в камере сгорания есть защемленный объем, в котором развивается процесс окисления топлива. Эффективное сгорание этого топлива поддерживается в узком диапазоне угла поворота коленвала. Как только объем над поршнем начнет заметно увеличиваться, процесс горения тут-же "блокируется": температура и давление в камере падают, окисление остатков несгоревшего топлива замедляется. То топливо, что не успело сгореть вовремя, догорает уже как правило в выпускном коллекторе.

Так понимаю, что описанный процесс относится относится к "медленногорящему" топливу и "высоким" оборотам двс, когда время сгорания топлива намного больше времени "выстоя" поршня.
А если топливо и обороты другие, при которых время "эффективного сгорания" соизмеримо с временем "выстоя", тогда что - выстой тоже "никому не нужен"??? Даже для уменьшения выброса недогоревшего топлива в коллектор и улучшения экологичности выхлопа?!

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Взять те же стирлинги - там степень сжатия составляет 2-4 единицы, при среднем давлении РТ порядка 150 атм и возможности реализации ИЗОБАРНОГО расширения РТ в гораздо больших интервалах поворота коленчатого вала.

Стирлинг, в идеале, использует в качестве рабочего тела Водород, молекулярная масса Водорода 2, соответственно потери при расширении минимальные. Ракетные двигатели и артиллерийско-стрелковые системы используют работу расширения продуктов сгорания ракетных топлив и порохов. Рабочим телом для поршневых ДВС и ГТД является атмосферный Азот с молекулярной массой 28. Ни кто же не будет доказывать что при составе атмосферного воздуха 78% Азота и 21% с копейками Кислорода, основную работу совершают продукты сгорания углеводородов в кислороде. Продукты сгорания передают энергию Азоту посредством конвекции и излучения, ну, а основную работу расширения совершает Азот. Рост эффективности любой тепловой машины работающей на атмосферном воздухе ограничен физико-химическими свойствами Азота и ничего здесь не поделаешь. Вот и используют в Стирлингах Водород и Гелий. Как говорится, ни каких чудес.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

говорит об отсутствии базового образования.

Преклоняю свою голову перед человеком с присутствием "базового образования". Может он объяснит мне, недоучке, как влияет длина волны излучения на проникающую способность излучения. Ещё прошу объяснить такой "фокус" ,показываемый химиками, когда они поджигают на руке чистый спирт- ректификат или диэтиловый эфир. Топливо горит практически бесцветным пламенем и рука не получает ожога. В определённой мере это можно объяснить высокой скрытой теплотой парообразования этих веществ. А как же излучение в горящем пламени, оно что ни куда не проникает? Сделайте простой опыт, подожгите в столовой ложке спирт и посмотрите на какое расстояние от этого пламени идёт тепло. Затем добейтесь тления древесного угля в той же ложке и почувствуйте разницу в расстоянии ощущения тепла. Затем садитесь за учебники химии и физики и начинайте повторять "пройдённое", вами, без понимания сути химико-физических процессов. Ну а дальше пишите свои "шибко вумные" замечания.

 

[RVD]

Так понимаю, что ….
А если топливо и обороты другие, при которых время "эффективного сгорания" соизмеримо с временем "выстоя", тогда что - выстой тоже "никому не нужен"??? Даже для уменьшения выброса недогоревшего топлива в коллектор и улучшения экологичности выхлопа?!

Можете писать сколько угодно о том, чего нет. Живой пример - затянувшийся роман с серьгами г. Ворогушина, последние пять лет человек пишет о том, что в природе отсутствует. Ему хоть кол на голове затачивай, а он всё продолжает писать о преимуществах своей сфантазированной на пустом месте химеры.

. Вот и используют в Стирлингах Водород и Гелий. Как говорится, ни каких чудес.

Ну это вы тоже перегибаете. Водород практически не используют из-за его диффузии через любую стенку при нагреве. Только Гелий и остается...

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Водород практически не используют

Я не специалист по Стирлингам, могу ошибаться. Мне просто попадалась информация что какая-то фирма использовала водород в качестве рабочего тела. Водород используют, точно, в легкогазовых пушках в качестве метательного вещества, получают максимальные начальные скорости метаемых снарядов.

 

[KarnoKul]

Стирлинг, в идеале, использует в качестве рабочего тела Водород, молекулярная масса Водорода 2, соответственно потери при расширении минимальные. Ракетные двигатели и артиллерийско-стрелковые системы используют работу расширения продуктов сгорания ракетных топлив и порохов. Рабочим телом для поршневых ДВС и ГТД является атмосферный Азот с молекулярной массой 28. Ни кто же не будет доказывать что при составе атмосферного воздуха 78% Азота и 21% с копейками Кислорода, основную работу совершают продукты сгорания углеводородов в кислороде. Продукты сгорания передают энергию Азота посредством конвекции и излучения, ну, а основную работу расширения совершает Азот. Рост эффективности любой тепловой машины работающей на атмосферном воздухе ограничен физико-химическими свойствами Азота и ничего здесь не поделаешь. Вот и используют в Стирлингах Водород и Гелий. Как говорится, ни каких чудес.

Совершенно правильно подмечено - было бы очень технично по всем показателям, если бы в рабочей камере ДВС удалось отделить источник теплоты (горючую смесь) от рабочего тела (воздуха содержащего 78% газа, каковым является азот) или использовать не "азотный воздух", а "водородный" или "гелиевый воздух", т.е. "воздух" в котором вместо азота находится гелий (такой воздух имеет применение в водолазном деле для минимизации кессонных эффектов) или водород. Но ни "водородного воздуха", ни "гелиевого воздуха" в естественной природе не существует - поэтому это нереально.

Остается одно - отделить источник теплоты от рабочего тела - что и сделано в стирлингах (двигателях внешнего сгорания или двигателях с внешним подводом теплоты - ДВПТ). Кстати, рабочим телом в таких двигателях может использоваться и азот, и водород, и гелий, и углекислый газ, и воздух.

Либо есть другой способ - в двигателях внешнего сгорания в качестве отделенной камеры сгорания для получения теплоты использовать камеру сгорания ДВС. При этом от ДВС не потребуется "хороших" двигательных параметров, а главным станет - обеспечение "чистой" теплотой ДВПТ!