Конвертоплан.

[georgka]

Нужный расчет я сделал ...

Уважаемый Владимир Александрович!
К Вашему расчету есть некоторые общие вопросы, касающиеся  его корректности и вывода, сделанного на его основе (см прикрепленный файл).
Задача поста #255 "страдает" отсутствием данных по величине подогрева газа в консольных камерах сгорания, поэтому - без уточнения условий задачи - делать заключение о работоспособности (тепловой, а не конструктивного исполнения) устройства было бы не корректно.
Невозможность "тепловой" работоспособности устройства  можно было бы показать расчетом баланса мощностей и определения величины температуры газа перед соплами, которые - теоретически - не могут превышать максимальную для стехиометрического состава топливной смеси. Фактически баланс мощностей по условиям задачи достигается при гораздо более низких температурах Т3*.

 

[AlexanderN]

Нужный расчет я сделал. Пристегнутый файл вложен

Владимир Александрович, уточните расчет тяги концевых сопел.
Дело в том, что считать по Вашей формуле нужно было бы если бы забор воздуха происходил при окружной скорости в месте забора =U (т.е. разность импульсов выходящего и входящего), а в этой схеме он происходит в районе втулки винта и скорость входящего воздуха ~0. Поэтому R=Q*W (в Ваших обозначениях)
Другое дело, что нужно добавить потребление мощности на измененение момента импульса при движении газа по лопасти, с соответствующей коррекцией степени сжатия. N=(Q*U^2)/2

 

[Gluk@off]

Да, если формулу подсократить, масса газа на разность скоростей.

 

[AlexanderN]

Да, если формулу подсократить, масса газа на разность скоростей.

Но, как мне кажется, это не спасает Вашу схему.
Я, наверное, пропустил сообщение, где Вы приводили взлетную массу аппарата? Дело в том, что как только Вы заложили диаметр винта, то сразу получили однозначное соответствие по нижней границе мощности привода, взлетной массы и скороподъемности. От этого и надо плясать при расчете потребных характеристик двигателя. 

 

[Kimon]

:-?Не уверен...

 

[Gluk@off]

Понятно. Вы, видимо, хотите увидеть сразу, и в небе. Я же писал, что заложатся данные геометрии в опытной установке.

 

[Gluk@off]

скоростеподъемности

хотите сказать - скороспешимости? 🙂
\\\ N=(Q*U^2)/2 \\\
А самая и работающая формула, Вас уже не устраивает, исходящая из динамики вращения и коэф. крутящего момента?

 

[AlexanderN]

\ N=(Q*U^2)/2 \
А самая и работающая формула, Вас уже не устраивает, исходящая из динамики вращения и коэф. крутящего момента?

Да ради бога, что в лоб что по лбу 🙂, все равно больно.
Но так понятнее - это мощность затрачиваемая на сжатие при прохождении потока по лопасти и, в данном случае, определяется только скоростью конца лопасти. 

И, пардон, конечно скороподъемность - исправил.

 

[AlexanderN]

Вы смотрели выписку из расчётов? Их делал специалист. Щёлкните на эту ссылку в ответе #144 :

Теоретически Вы правы, действительно работа сжатия изотермического процесса может быть в несколько раз меньше, чем у адиабатического. Но в реальности проблема будет больше техническая, чем теоретическая. Она связана с возможностью реализации сброса тепла при малой поверхности лопасти. Если для примера рассматривать характеристики, приведенные уважаемым Gluk-ом, то с несущей поверхности в 0.8 кв м можно сбросить порядка 4-5 кВт тепла, а в лопасти  при поджатии при окружной скорости 220 м/с (Пк(t=const)~1.33) и расходе 2кг/сек выделится более 40 кВт. Т.е. реально можно реализовать только изоинтропический процеес, а не изотермический. Или же нужно организовывать сброс тепла с лопасти в радиатор с применением тепловых труб или же, скорее всего, с циркуляцией теплоносителя.     

 

[Kimon]

Она связана с возможностью реализации сброса тепла при малой поверхности лопасти.

А для чего "там" (в лопасти) криогенный испаритель топлива? :-? При испарении топлива, разве не произойдёт

сброса тепла [highlight]?[/highlight]

 

[Kimon]

изоинтропический процеес,

При изменении режима работы движителя, будет настолько плавающая газодинамика, что будет проходить НЕ "однозначный" режим сжатия 😎 Потому и "обозвал" более подходяще 😉

 

[AlexanderN]

Она связана с возможностью реализации сброса тепла при малой поверхности лопасти.

А для чего "там" (в лопасти) криогенный испаритель топлива? :-? При испарении топлива, разве не произойдёт

сброса тепла [highlight]?[/highlight]

При температуре 280-300 К сильно не испаришь, кроме того появится дополнительная работа сжатия испаренного горючего - значит нужно только греть.

Далее нужно сказать что Вы затронули, как мне кажется, очень болезненную, для данной схемы тему. Это экономичность привода.
Дело вот в чем. Реализовать на конце лопасти сверхзвуковое сопло будет проблематично по ряду конструктивно-технологических причин, которые сейчас лучше не обсуждать. Поэтому можно ожидать скорость истечения порядка скорости звука. При этом нет необходимости получать в цк Пк>2.  При полном сжигании горючего получим скорость истечения порядка 950 м/c.
Этой скорости будет вполне достаточно для получения  нужных величин мощности привода, но за это платим тем, что часовой расход горючего будет порядка 480 кг. Исходя из этого максимального, самого неэкономичного режима, получаем величину теплосъема горючим при подогреве порядка 2-2.5 кВт. В других случаях будем меньше. Конечно можно попробовать горючее перед подачей в лопасть сильно переохлаждать, но здесь нужно считать более точно с учетом дополнительной мощности холодильника.  
 

 

[Kimon]

При температуре 280-300 К  сильно не испаришь, кроме того появится дополнительная работа сжатия испаренного горючего

Вы так думаете? Сжатие в канале лопасти будет сопровождаться таким нагревом?! От исходной или "НА СТОЛЬКО"? А ведомо ли Вам, какова температура кипения СПГ? 110 К. Далее, при кипении СПГ - не появится дополнительная работа сжатия испаренного горючего! Само кипение это сделает, не даром на баллончиках с аэрозолями (причём, там бутан!), пишут - "...не нагревать до 50градусов С[sup]0[/sup]"

Реализовать на конце лопасти сверхзвуковое сопло будет проблематично по ряду конструктивно-технологических причин, которые сейчас лучше не обсуждать

А почему же не затронуть эту тему здесь, и каковы эти причины? Вы подразумеваете ЦС? Если да - то это конструктивно решаемо, уверяю Вас, причём решением, которого по моим данным, пока не было.

При этом нет необходимости получать в цк Пк>2.  При полном сжигании горючего получим скорость истечения порядка 950 м/c.

Это не предел, если мы желаем получит мощность привода, удовлетворяющую решение поставленной задаче. Повышая массу реактивной струи - мы получаем прирост мощности движителя в целом, при той же скорости истечения. По моему, это так 🙂

но за это платим тем, что часовой расход горючего будет порядка 480 кг.

А вот этого - я "платить", не желаю ;D

Исходя из этого максимального, самого неэкономичного режима, получаем величину теплосъема горючим при подогреве порядка 2-2.5 кВт.

...а вот это, желательно расчётами, Вам подтвердить 😎

 Конечно можно попробовать горючее перед подачей в лопасть сильно переохлаждать, но здесь нужно считать более точно с учетом дополнительной мощности холодильника.  

А вот это - это пока только слова, причём, ни коим образом не подтверждённые, одни предположения :IMHO...

 

[Anatoliy]

Конечно можно попробовать горючее перед подачей в лопасть сильно переохлаждать, но здесь нужно считать более точно с учетом дополнительной мощности холодильника. 

Я пытался выяснить у автора патента на этот движитель конкретные цифры о сжиженном газе, но так и не получил. По воздуху можно найти и теплоемкость и теплопередачу, а какими параметрами и какое сжиженное горючее бралось в расчет мне не известно.
Я только знаю, что для сжигания бензина на каждый грамм бензина берется 16 грамм воздуха. А если учесть, что в газовых турбинах всегда имеется переизбыток воздуха для снижения температуря выходных газов, то получается слишком малая величина снижения температуры подходящего воздуха к камере сгорания. И ждать ощутимого снижения температуры не приходится.
А по сему сказать по какому там закону происходит сжатие воздуха вдоль лопасти не приходится. Но то что там будет происходить сжатие только или в большей степени изотермическое нет смысла даже и надеяться. Понизится температура этак на 5 - 10 градусов, ну может даже на 20 градусов, но на давление это мало отразиться.
Я так думаю пока у меня нет конкретных данных по конкретному сжиженному топливу. А автор это держит в секрете или вовсе не знает.

 

[Kimon]

Я пытался выяснить у автора патента на этот движитель конкретные цифры о сжиженном газе, но так и не получил.

СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в два раза меньше плотности воды.[2] На 75—99 % состоит из метана. Температура кипения [ch8722]158…[ch8722]163 °C. В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен. Для использования подвергается испарению до исходного состояния. При сгорании паров образуется диоксид углерода и водяной пар.

 

[georgka]

А автор это держит в секрете

Достаточно набрать в поисковике "волшебные слова": "теплофизические свойства газов" или "... криогенных топлив". Непонятно одно: зачем Вам это нужно, если у автора есть расчет? Для головной боли?

 

[Anatoliy]

А ведомо ли Вам, какова температура кипения СПГ? 213 К.

Несколько вопросов.
В каком виде Вы намерены хранить СПГ на борту?  При температуре 213 [sup]о[/sup]К или при атмосферном давлении или под давлением но при температуре окружающей среды?
Какова скрытая теплота парообразования этого СПГ?
Какое количество воздуха Вы закладываете в расчет для горючей смеси перед камерой сгорания?
Зная ответы на эти вопросы можно почти точно посчитать результирующее снижение температуры газовоздушной смеси перед камерой сгорания.

 

[Anatoliy]

СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в два раза меньше плотности воды.[2] На 75—99 % состоит из метана. Температура кипения [ch8722]158…[ch8722]163 °C. В жидком состоянии не горюч, не токсичен, не агрессивен. Для использования подвергается испарению до исходного состояния. При сгорании паров образуется диоксид углерода и водяной пар. 

И это всё что Вы можете сообщить о сжиженном природном газе?
Мне этого было бы недостаточно даже для прикидочных расчетов.

 

[Anatoliy]

Непонятно одно: заче?м Вам это нужно, если у автора есть расчет? Для головной боли?
Наверх 

А что, ему трудно выложить данные по свойствам СПГ? Не было бы у меня головной боли, а может быть и остальным стало бы понятнее как можно сделать движитель лучше чем это делают сейчас.

 

[Kimon]

...но это только "базовые" параметры - для применения в движителе, я планирую применять другой состав, с применением, т.н. "углеводородного коктейля", который позволяет повысить температуру кипения (а следственно и снизить давление хранения, если потребуется, до 3кг/см[sup]2[/sup]). Есть наработки по этой технологии.