Детонационный двигатель

[henryk]

не публикует даже такую цифирь.

-как обьяснить очень низкую \60 град.\температуру и энергию выхлопа \нет глушителя\
и отсутствие внешней системы охлаждения ???

 

[slav]

-как обьяснить очень низкую \60 град.\температуру и энергию выхлопа \нет глушителя\
и отсутствие внешней системы охлаждения ???

Скорее всего он крутит только себя и особенности имеет ГРМ !  🙂

 

[henryk]

алюминиемая пластина рубит стальной стержень при ударе пластины о стержень. Сопромат-с. 

https://www.youtube.com/watch?v=qV4xVAYCK8Q

-заодно можем ощутить энергию "спокойного окружающего" нас воздуха!

 

[henryk]

-как обьяснить очень низкую 0 град.температуру и энергию выхлопа нет глушителя\r
и отсутствие внешней системы охлаждения ???

Скорее всего он крутит только себя и особенности имеет ГРМ !  🙂

-опробуете на своём моторе на холостом ходу?

 

[slav]

-опробуете на своём моторе на холостом ходу?

Но для этого придётся в рубашку охлаждения обычного ДВС залить легкоплавким припоем ! 😱 Не хочу портить авто ,хотя сама идея ГРМ  проверена и подтвердила экономичность на частичных нагрузках!  🙂 Даже без повышения степени сжатия! 😉

 

[miharus]

Дошло 🙁, что ветка посвящена применению детонационного горения в поршневых машинах, а мои сноски поста 54 посвящены реактивным машинам. Убираить пост не стану - м.б. кому пригодится.
Вам же рекрмендую задуматься над тем, почему оптимальным является режим движения исполнительного механизма (поршня, турбины) со скоростью вдвое меньшей скорости движения рабочего тела. Аэродинамика-с.
И о том, что алюминиемая пластина рубит стальной стержень при ударе пластины о стержень. Сопромат-с.

В том и дело, что большинство по прежнему считают, что во всех двигателях нужо ТВС сжать, потом устроить взрыв, и при расширении получить работу. При этом меня сейчас подправят, что есть спокойное горение, быстрое горение и очень быстрое горение переходящее лавинообразно во взрыв или сильный взрыв с космическими скоростями (считая что это и есть детонация, хотя скорости детонации в нормалном понятии от 2000 м/с до 10 000 м/с,  а космические скорости я всеже отношу к процессам порядка скорости света - 300 000 000 м/с , ). Горение бывает очень быстрым, но в любом случае скорость стационарного послойного горения 0,1 - 100 м/с.

Дело даже не в цифрах скоростей, а в том что бы понять, что порядок соотношения скоростей огромен (100:1, 50 000:1) приводит к совершенно другой картинке процессов, какой-то объём почти стоит (а мы думаем что так быстро горит - это внешняя картинка), а в это время это время этот объём уже истерзан сотни и тысячи раз успешными реакциями превращения (почти необратимыми) и обратимыми реакциями (обычные столкновения).

Вот взрыв, это объёмный процесс, он откуда-то начинается, и полетело всё дальше в разные стороны, куда-то больше, куда-то меньше, может вцелом весь объём куда- продолжает двигаться, такая куча расширяющихся шариков-объёмов.

Детонация - очень строгий линейный процесс!!!  Из-за его строгости, он так редко и встречается.
Но с другой стороны тогда его легче понять,
- всё происходит по одной прямой, перпендикулярно фронту, строго послойно,
- только в одну сторону, от продуктов реакции к исходному веществу (фронту детонационной волны),
- структура Дет. волны в газах:  https://yadi.sk/i/A4VXcqRcf8BN2  (кстати 1-ю фазу сжатия (на длину свободного пробега газов) -"ударная волна" набегает на исходный газ со скоростью (D), в некоторых рисунках структуры волны вы не её найдёте (её упускают), собственно именно на этот отрезок отличается детонация "газов" от детонации твёрдых ВВ (там его практически полностью нет). (Рисунок кстати из методички по ссылке от " _Бывалый_ ")
- как видно из рисунков: 1-2 (фаза 1) то самое сжатие и по мере сжатия оч. слабое начало реакций,
- 2-3 (фаза основного реактора детонации II) в каждой точке этого котла происходят основные реакции и обмен ударами-энергией между молекулами. От каждой успешной реакции (на уровне молекул) продукты разлетаются создавая волны сжатия: вперёд (к фронту - более быстрые, т.к. волны пойдут по более сжатым газам и догоняя предыдущие волны) догоняя и разгоняя волну, в стороны (усредняя давление и для новых реакций),   назад (со скоростью газов при текущих Т и Р) - это процесс частичного выкидывания всей среды из реактора. От точки 2 до точки 3 количество прореагировших газов увеличивается от 0(почти)% до примерно 50% и всё это примерно послойно. Точка 3 называется точкой Чепмена-Жуге, имеет давление  примерно равное(чуть выше) тому что останется в общем объёме "большого реактора", из этой точки молекулы уже не могут попасть в детонационную волну для поддержания реакции, а могут тольео вылетать из неё со скоростью звука (С*)(или чуть-чуть менее).
- Итак набегаем со скоростью D, за нами хвост который отрывается(вылетает из волны) со скоростью С*, куда бегут продукты реакции?    D-C*=u? т.к. D>C*? , то u>0, т.е. бегут в ту же сторону "хвостом".
- это самое важная картинка, понять психологически, что передо мной ("продуктами реакции") более высокое давление и скорость в лицо, я бегу в ту же сторону, а не лечу в обратную от "взрыва". Всё это странно потому что это похоже на Мюнхаузена который ни начто не опираясь вытаскиваетс себя за волосы. На самом деле для создания ударной волны нужен поршень, газовый или твёрдый не важно, если он летит выше скорости звука. Как на носу сверхзвукового самолёта. Этот поршень не должен тормозить, тогда ударная волна будет стационарной. Твёрдый поршень можно толкать используя стороннюю энергию, при этом для создания ударной волны со скоростью D сверхзвуковым самолётом, он тоже должен лететь со скоростью D, волна не убежит вперёд - тут всё понятно .  При детонации,  (как будто бы) "нос самолёта" - "детонационный фронт", "самолет" - реактор детонционного режима, поршень установлен в точке заднего среза реактивного сопла, только два дополнения:  "самолёт" состоит только из ТВС, влетевшей в него ТВС и продутов реакции которые не могут вылетать быстрее чем со скоростью звука (нет там сопла Лаваля). Вот от сгоревших продуктов всё и отталкивается, а они какое то время летят за "самолётом" (если на пальцах).

1) Эту энергию волны "летящего пошня" основной части фронта можно ловить чисто механически (работа А1),
2) Т.к. мы выяснили что "отработанные продукты" тоже летят туда же, их тоже можно ловить механически до полной(или почти) остановки (работа А2),
3) продукты остановили, давление есть, путь работают в обычной тепловой машине (работа А3 -тепловая).
Как сделать? Вот тут и можно начинать выдумывать идеи.

Это "результат №1" который можно получить от "детонационного двигателя" и все эти механические работы можно просто "сбросить в ракетное сопло ("получив нужную сумму импульсов" - тягу)  например, т.е. ПуДД.
Однако высокое остаточное давление и температура, сброшенные в сопле в атмосферу, не совсем выход для получения "барышей" в  "более традиционных" двигателях с получением работы с помощъю крутящего момента.

Можно получить и "результат №2".
Переспективы "от детонации" на этом не заканчиваются, и могут получить продолжение. Например?

Т.к. даже устойчивый процесс детонации когда-то заканчивается, а именно когда "долетели до края ТВС". Детонационная волна, при этом, не заканчивается механически, а становится ударной волной (без топлива, именно этим они различаются).

Рисунок изменения в ударной волне здесь:

http://pandia.ru/text/77/153/images/image001_144.jpg

Из него видно, что давление после волны падает тем дальше чем дальше она убежала, и в конце вырождается в звуковую (ну дальше наверно пока глушитель). Важно другое, что давление падает "ниже атмосферного" (кстати и средняя температура процесса падает), это волна разгрузки ударной волны, она "наааамного" длиннее волны сжатия и работу от неё (работа 4) можно получить, скажем вместес с уменьшеной "работой 3" или вместо неё. При
Примеры такой работы "на минус по давлению": 1) вакуумные бомбы (хотя понятно что там бОльший эффект получается от выжигания кислорода, но в результате получается та "волна разгрузки". 2) Тубины "низкого давления" (стационарные и нестационарные процессы - свои тонкости есть).

Что можно "словить" от комбинации "ударно-детонационного" процесса? Детонацию проводим в небольшом объёме, с выходом в "бОльшую" бестопливную область. Ловим А1+А2+А3+А4, а самое главное, средние Т и Р падают ( смотря что, какие объёмы и смеси взрывать, а то можно и до атмосферных значений).
Теперь идеи г-на Мюллера становятся понятнее, хотя там работать и работать (и вообще я не уверен что там обязательно детонация есть ("wave disk engine"), вот ударные волны или просто волны сжатия есть).

Направление на "результат №3": "результаты №1 и №2" можно получить на более "бедных" смесях. Как получить устойчивое инициирование ДВ или УВ пусть думают академики.

 

[TsAI]

-как обьяснить очень низкую 0 град.температуру и энергию выхлопа нет глушителя\r
и отсутствие внешней системы охлаждения ???

может быть так?
https://g-a.d-cd.net/5cb8902s-960.jpg   🙂
тем более пишут, что

Впрыск воды это хорошая идея...

а как объяснять иначе, если

Холубович и не публикует даже такую цифирь. 

соглашусь с _Бывалый_

чтобы не скатываться в "очередное "ля-ля"

(о  фундаментальной науке и НИОКР) чтобы говорить о ДД применительно и к

реактивным машинам

 

" Поиск" Вам в помощь.
Для затравки:..."

http://www.chem.msu.ru/rus/jvho/2008-6/129.pdf

 

[henryk]

может быть так?

-тепла испарения 4-х литров воды не хватит для охлаждения литрового мотора!

-мотор Холубовича 12-тактный,преобразует почти всю тепловую энергию в механическую работу...\благодаря промежуточному поршню\.

 

[JohnDoe]

-тепла испарения 4-х литров воды не хватит для охлаждения литрового мотора!

)))))))))))))))))))))))

 

[henryk]

))))))))))))))))))))) 

-v tietshenije odnogo tshasa...

 

[JohnDoe]

-v tietshenije odnogo tshasa...

За этот час декларируется потребление 0,5 литра топлива. Это будет 0,4 кг керосина, в них содержится 43000 * 0,4 = 17200 кДж. Уд.теплоёмкость воды - 4,187 кДж/кг*К. Чтобы нагреть 4 кг воды с 15(НУ) до 100 градусов Цельсия потребуется 4 * 4,187 * (100*15) = 1423,58 кДж. Уд.теплота парообразования воды 2256 кДж/кг, чтобы испарить 4 кг воды потребуется 4 * 2256 = 9024 кДж, итого для получения 4 кг пара с температурой всего лишь 100 гр.С нужно затратить 9024 + 1423,58 = 10447,58 кДж из 17200 кДж, полученных от сожжения поллитры керосина, т.е. 60,74%. Это практически 100% теплопотерь в ДВС по теории. Тут ещё не учитывается нелинейный рост теплоёмкости и т.д., т.е. всё крайне грубо посчитано.

 

[TsAI]

из 17200 кДж, полученных от сожжения поллитры керосина, т.е. 60,74%. Это практически 100% теплопотерь в ДВС по теории. 

если же эфф. кпд =(СТРАШНО ПРЕДПОЛОЖИТЬ!!!)-100 %, то при расходе 0.5 литра кероса/час мощность литрового мотора равна всего лишь  17200кДж/3600с =4.8 кВт.
при реально достижимом эфф.  кпд литрового дизеля 40% (и то под большим вопросом?!)и объявленом расходе топлива 0.5 л/ч его мощность соответственно будет 1.9 кВт.
:IMHO - не густо для iVh=1000см[sup]3[/sup], сравнимо разве что с первыми моторами Ленуара...
Я и потенциальные потребители могут предположить, какая масса будет у двигателя на 200кВт... И где здесь эффект "по всему миру", обещаный конструктором в своих докладах?
из http://gun-engine.pl/ge_as_alternative.html

...Массовая конвертация двигателей грузовых автомобилей также будет способствовать улучшению финансового состояния перевозчиков, так как количество топлива, необходимого для дозаправки в настоящее время один грузовик будет достаточно для 15 грузовиков с przerobionymi двигателей - это позволит существенно сократить транспортные расходы и в Северной Америке, и -. В конечном счете - по всему миру.

 

[JohnDoe]

если же эфф. кпд =(СТРАШНО ПРЕДПОЛОЖИТЬ!!!)-100 %, то при расходе 0.5 литра кероса/час мощность литрового мотора равна всего лишь  17200кДж/3600с =4.8 кВт.

Вот об этом жеж я ранее Генриху Петровичу и говорил. В цифрах. Он не поверил. 🙂

 

[TsAI]

З.Ы. Уже обсуждался на соседней ветке, около года назад

"Паровой фантом топлива: 6-тактный двигатель Кроуэра"

( название статьи из
http://www.popmech.ru/technologies/7664-parovoy-fantom-topliva-6-taktnyy-dvigatel-krouera/#full  )

мотор Холубовича 12-тактный,преобразует почти всю тепловую энергию в механическую работу

Кто предложит РП поршневого двс с ещё бОльшим к-вом тактов, тому ничего не будет...

 

[miharus]

Поиск" Вам в помощь.
Для затравки:..."

http://www.chem.msu.ru/rus/jvho/2008-6/129.pdf

Спасибо TsAI за ссылку, статью прочитал, действительно полезная.

В этой ветке читал и другие мнения по этому поводу:

А дизель , разве что то другое ?  😱

Перспективен вариант последовательного сгорания в камере ограниченного объёма

Если правильно понял: детонация ради детонации что ли !?? 😱

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.

А ещё есть устойчивое мнение, что детонация в двигателях это плохо: разрушение двигателя, непредсказуемость и опасность, например  цитата:    "Учитывая нелюбовь практически всех материалов к ударным воздействиям. Будем поршни/цилиндры/лопатки/етц. из ядра нейтронных звёзд ваять?"

TsAI, можете прокоментировать? подсказать? подправить?
Здесь все сторят или хотят построить двигатели, самолёты, сравнивают всё. Стоит им ждать эти чудодвигатели, рекомендуете? объясните.

Мне интересно, после прочтения (рекомендую прочитать, очень много полезной информации) рекомендованой мне статьи: http://www.chem.msu.ru/rus/jvho/2008-6/129.pdf
Тема "Детонационных двигателей" стала более понятной?

Теперь можно ответить на вопросы?:

-

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 😉.

?

- мне понятно что такое детонация и чем это лучше горения ?
- в каком именно месте двигателя и ТД цикла можно "снять сливки" (лишние проценты КПД) ?
- а не развалится?

Ведь ссылке этой 7 лет, всё знаем, графики рисуем, статья за статьёй, а двигателя нет. Может это Алхимия?
Поэтому, или двигатель есть, или потрудитесь на пальцах.  Ну и ссылочки на что-то более свежее плиз. Тема до сих пор не раскрыта.

 

[TsAI]

Ведь ссылке этой 7 лет, всё знаем, графики рисуем, статья за статьёй, а двигателя нет. Может это Алхимия?
Поэтому, или двигатель есть, или потрудитесь на пальцах.  Ну и ссылочки на что-то более свежее плиз. Тема до сих пор не раскрыта.

Не Алхимия. Академик Стечкин, призывал ещё полвека назад (59 год)заниматься изучением детонационного горения с целью управления таким горением и исключения воздействия  его "поражающих факторов" на

поршни/цилиндры/лопатки/етц

далее по "Стечкин  Б.С. Избранные труды. двигатели внутреннего сгорания., М. Наука. 1977г. С. 372-387."

"...детонация и квазидетонационные явления, определяющие нарушения нормального сгорания в двигателях должны изучаться в первую очередь  с точки зрения раскрытия их механизма.  ...определение возможности получения квазидетонации в стационарном режиме- это вопросы принципиально новой в теории горения проблемы, которые, при благоприятных условиях, могут быть рекомендованы для организации рациональных процессов в двигателях..."

Известно, что поршневой двигатель с искровым зажиганием  имеет наилучшие мощн.экономические показатели при работе на "пороге слышимой детонации", при этом на индикаторной диаграмме отмечаются едва заметные вибрации давления (термин по А.Н.Воинову, явление подробно описано в его монографии"сгорание в быстроходных поршневых двигателях, М.Машиностроение 1977."). Советую ознакомиться с сими древними трудами, там именно так, как просите-

на пальцах. 

Согласен с Вами, да Вы и сами видите, что действительно "детонационного"

...двигателя нет... Тема до сих пор не раскрыта.

 

[Lewww]

Г.Р. Рикардо в своей книге изданной в СССР в 1960-м г. высказывает мнение, что "...реальная опасность детонации заключается в том, что она пиводит к преждевременному воспламенению...".
Детонация сильно увеличивает теплопередачу в стенки КС, что в итоге влечет перегрев ее деталей (в частости поршня) и снижение индикаторного КПД
Детонация теоретически может на краткое время повысить среднее эф. давление, но постоянно работающий с детонацией ДВС в итоге быстро выйдет из строя

 

[henryk]

В цифрах.

=л/100 км...\не в час!\

 

[TsAI]

...ссылочки на что-то более свежее...

Ссылки на работы 6-8 летней давности по исследованиям в области ГТД,  :IMHO, нельзя считать устаревшими.  Материал в тему ДД одного из участников форума "Реактивный двигатель своими руками" (моя благодарность, видео интересное):
 

...       [media]http://www.youtube.com/watch?v=2eW-SlIVPAo[/media]
...Особое время, 37.15...

 

[JohnDoe]

=л/100 км...\не в час!\

Гееееенрих Петрович!(почти "Брильянтовая рука"). Напоминаю:

Это опыты и домыслы, да ещё и впрыск воды.

-есть работающий прототипна базе СУЗУКИ ЖЭ10,
=[highlight]0,5 л горючки и 4 л воды в час.[/highlight]
-без охлаждения и глушителя=всё тепло на работу!

Там потом ещё про 100 л.с. было 🙂