Об опыте регенеративного охлаждения ДВС

[kroolov]

TsAI

...использует тепло отходящих газов и воды для работы паровой машины. Верхняя часть цилиндра работает по принципу двухтактного дизеля, нижняя - паровой машины

А не проще ли использовать избыточное тепло в двухтактном воздушном цикле, схема по ссылке    https://fotki.yandex.ru/users/krylovkarel/view/896967/?
Да, его КПД небольшой. От общей суммы теплот, т.е. из около в сумме 50-60 процентов, уносимых системой охлаждения и с газами, в полезную работу перейдет примерно восьмая или десятая часть плюс экономия на работе на привод охлаждения; итого примерно на 10 процентов увеличится эффективный КПД.
Необходимо выполнить головку-регенератор, например, из стали, с тонким игольчатым оребрением и снимать с нее тепло при малом градиенте температуры, но при большом коэффициенте теплоотдачи, т.е. при нагреве ее до 500-600 град. или выше. Хол. цилиндр и глушитель образуют естественный теплообменник. Объем холодного цилинда должен быть в 2-3 раза больше, работать цилиндры могут на один вал, но (компенсируя инерцию теплообмена) со смещением по фазе для "улавливания" температурного максимума.

 

[TsAI]

Суть модификации заключается в переводе ДВС на восьмитактный цикл и помещении в камеру сгорания регенератора ...

Ещё раз: такая, примерно, альфа у СПГГ ... поршневик в альфа ГТД.

Скрестите ДВС с испарительной системой охлаждения (отработана) с паровой машиной, работающей на ВВ.
В помощь Дузь П. "Паровой двигатель в авиации", 1939 г.

было все это, было...и даже построено и испытано и опубликованы показатели, в т. ч. СПГГ-ГТД и пресловутый дизель с паром Still со своими 160 г.лсч ...  если копнуть- можно и не таких "динозавров" вытащить.

если "экспериментаторы" перейдут от слов к делу.

А ихде слова-то?-имею ввиду цифры-значения, а не "больше-меньше, круче-выше..." (не говорю уж о делах -сизифовых трудах по "вживлению в поршень "мочалки"с последующим
 

Двигатель устойчиво работал в течение часа,

Все ж может в 21 веке (когда даже на мобильнике можно в степень возвести число) прежде чем что-то предлагать-попробовать сделать простейший расчет ("салфеточный"), или, на худой конец, для "качественного" анализа, набросать от руки РV-TS диаграммы предлагаемых циклов?
6-я страница ветки, а "мизер" пользы (или вреда) "мочалки" в цифрах или в РV-картинке автор и адепты его идеи так и не отобразили.

 

[МаГент]

6-я страница ветки, а "мизер" пользы (или вреда) "мочалки" в цифрах или в РV-картинке автор и адепты его идеи так и не отобразили.

С одной стороны верно, с другой 80% этих 6 страниц занято руганью и выяснением у кого "толще"... ;D
Но сам факт, что у автора "молотило" я думаю снимает с него все обвинения в бездействии... это круче, чем любые рисунки... 😉

 

[JohnDoe]

Но сам факт, что у автора "молотило" я думаю снимает с него все обвинения в бездействии... это круче, чем любые рисунки..

+1

 

[TsAI]

Но сам факт, что у автора "молотило" 

Двигатель устойчиво работал в течение часа

Вот уж действительно- "мощность двигателя достаточна".

снимает с него все обвинения в бездействии...

Сизифов труд?

это круче, чем любые рисунки... 

Мож нижеприведенные графики (не от руки-строго по общепринятым формулам) позволят оценить степень сизифовости трудов по вживлению "мочалки"
принималось: СС=16 (Д 37), Ра=1бар, топлива нет (ро=1 лямбда=1), теплообмен только за счет нагрева заряда теплообменом со стенками при сжатии и расширении. Показатели политропы n1 и n2 выбирайте сами, покуда при таком подводе тепла их средние величины (не говоря о реальном законе их изменения) ИМХО никто не знает. формула Рi:

 

[kroolov]

TsAI

...сделать простейший расчет ("салфеточный"), или, на худой конец, для "качественного" анализа, набросать от руки РV-TS диаграммы предлагаемых...

Еще в 20 ом веке расчет был сделан, который касался необходимых параметров регенератора, способного запасать (отдавать) около 1/3 от общего тепла в ограниченный промежуток времени. Что касается работы в цикле без топлива, то нет сомнений в том, что эта работа положительна. Для "качественного" анализа проследите за кривой на T-S  диаграмме. Сжатие с подогревом, наиболее эффективном близ ВМТ, далее расширение с подогревом. Кривая ограничит площадь, пропорциональную полезной работе.
Большее тогда нас не интересовало. Мы хотели продемонстрировать работающий двигатель НАМИ и по наивности предполагали, что институт подхватит эту идею...

 

[TsAI]

...расчет был сделан, который касался необходимых параметров регенератора, способного запасать (отдавать) около 1/3 от общего тепла...

Само понятие-"регенератор" подразумевает возвращение в цикл неиспользуемого тепла (из системы охл. и ОГ), а не  "кражу мочалкой" части  "от общего тепла", введенного в цикл с топливом, для дальнейшей неэффективной реализации бестопливных четырех тактов.
З.Ы. К ответу #37.  был неправ, запамятовал, что n1 в знаменателе вычитаемого в выражении Рi

...проследите за кривой на T-S  диаграмме... Кривая ограничит площадь, пропорциональную полезной работе.

Дык проследил по Р V... неужели не видно, что при некоторых условиях  Рi (оно же и работа, если без V) за 5 бар.. Уже  спрашивал Вас про эти "некоторые условия"

какое значение политроп сжатия n1 и расширения n2 при подводе тепла из вне при вращении к.в. без подачи топлива предлОжите для расчетов? цифру в студию... и посчитаем вместе теоретическое Рi на прокрутке с подводом тепла (подогревом мочалками, костром и т.п) по известной формуле...

.
Надеюсь понимаете , что в реалиях при подводе тепла от мочалки в "холодных тактах" д37 n[sub]1[/sub]=1,8 даже близко не лежало..., как и n[sub]2[/sub]=1,41... и Рi - 5 бар...

 

[KV1237542]

Само понятие-"регенератор" подразумевает возвращение в цикл неиспользуемого тепла (из системы охл. и ОГ), а не"кражу мочалкой" части"от общего тепла", введенного в цикл с топливом, для дальнейшей неэффективной реализации бестопливных четырех тактов. 

Ну, я то же более менее согласен: не охлаждать рабочее тело, а не дать теплу просочиться в стенки.

 

[georgy31]

Сколько можно одну и ту же глупость пережёвывать? Посмотрите в сети, там уже всё попробовали, но увы ничего не прижилось.  :'(
http://www.popmech.ru/technologies/7664-parovoy-fantom-topliva-6-taktnyy-dvigatel-krouera/
Ну нет выигрыша от воды в цилиндре. Вернее есть не много, по калориферу помню, прирост порядка 5-7 проц. При этом дико сокращается ресурс и усложняется конструкция. А водно-масляная эмульсия одна чего стоит? Похуже солянки металл жрёт. Не стоит овчина выделки.

 

[KV1237542]

Сколько можно одну и ту же глупость пережёвывать? Посмотрите в сети, там уже всё попробовали, но увы ничего не прижилось.

Нормальная тема, собираются и дальше воду впрыскивать есть и другие источники.
Не все, что не прижилось - глупость.
Вода - 1 из продуктов сгорания.
Сейчас потребителю навязывают то, что выгодно производителю, я не спец в этой области но по-моему если в 19 веке деньги скорее двигали прогресс, то теперь скорее тормозят.

 

[МаГент]

ВЫ ошибаетесь. Наука давно уже все доказала - наберите - Бродянский, эксергия и читайте...

А вы сам-то читали? При чем здесь эксергия? Если вы этим пытаетесь намекнуть на максимальный теоретический КПД тепловой машины, так я говорил не об этом. 😎

 

[kroolov]

TsAI

Само понятие-"регенератор" подразумевает возвращение в цикл неиспользуемого тепла (из системы охл. и ОГ), а не  "кражу мочалкой" части  "от общего тепла", введенного в цикл с топливом, для дальнейшей неэффективной реализации бестопливных четырех тактов.

Об этом уже говорилось. Никто не скажет, какая доля приходится на "кражу" регенератором полезного, а какая - избыточного тепла. Но, если бы он "крал" только полезное тепло и при этом неэффективно реализовал его в безтопливном цикле, то двигатель бы грелся и были бы горячими выхлопные газы.
По сути сам регенератор принимает на себя функции рабочего тела как источника тепла, причем постоянно находящегося близ ВМТ, с более низкой условнопостоянной температурой (около 1000 град).

 

[KV1237542]

Т.е. в СПГГ кол-во воздуха прокачиваемого через цилиндр в несколько раз больше, чем в "нормальном" ПД.
ИМХУ 

Ну в таком контексте да

 

[МаГент]

Все ж может в 21 веке (когда даже на мобильнике можно в степень возвести число) прежде чем что-то предлагать-попробовать сделать простейший расчет ("салфеточный"), или, на худой конец, для "качественного" анализа, набросать от руки РV-TS диаграммы предлагаемых циклов?

Показатели политропы n1 и n2 выбирайте сами, покуда при таком подводе тепла их средние величины (не говоря о реальном законе их изменения) ИМХО никто не знает.

Сизифов труд?

Что-то вас совсем не понять... то предлагаете посчитать хотя бы на салфетке, то сами говорите, что посчитать нельзя, поскольку "никто не знает"... тут же приводите график и тут же говорите сизифов...  🙁
Логично ведь, если "никто не знает", то надо провести эксперимент. Что автор и сделал. Конечно интересно было бы сравнить мощности 8 тактного движка с мочалкой и без. Тогда сразу бы стало ясно есть выигрыш или нет. Мое мнение - есть.
Но как я уже несколько раз говорил, простое повышение альфа намного эффективнее для снижения тепловой нагрузки, поэтому данное решение интересно, но лучше поискать для него другую задачу.

 

[KV1237542]

По сути сам регенератор принимает на себя функции рабочего тела как источника тепла, причем постоянно находящегося близ ВМТ, с более низкой условнопостоянной температурой (около 1000 град). 

  Ну, в таком разрезе, если принять, что смысл регенатора -  сглаживать максимальные пики температуры, для того чтобы легче было сделать адиабатный двигатель т.е. изолировать поверхность КС и поршня, тогда да.

 

[KV1237542]

Логично ведь, если "никто не знает", то надо провести эксперимент. Что автор и сделал. Конечно интересно было бы сравнить мощности 8 тактного движка с мочалкой и без. Тогда сразу бы стало ясно есть выигрыш или нет. Мое мнение - есть.
Но как я уже несколько раз говорил, простое повышение альфа намного эффективнее для снижения тепловой нагрузки, поэтому данное решение интересно, но лучше поискать для него другую задачу.

В таком виде, я тоже думаю, что выигрыш если и есть то небольшой, нужно дальше заниматься теплоизоляцией КС и регенератора.

 

[TsAI]

Но, если бы он "крал" только полезное тепло и при этом неэффективно реализовал его в безтопливном цикле, то двигатель бы грелся и были бы горячими выхлопные газы.

действительная причина того, что все холодное "-лежит на поверхности"-см. мой Ответ #66

 

[KV1237542]

В первых четырех тактах (с подачей топлива) при рабочем ходе регенератор поглощал часть тепла, в последующих четырех тактах (без подачи топлива) регенератор отдавал тепло воздуху; при этом меньшая часть тепловой энергии переходила в работу, а большая часть выносилась с нагретым воздухом. Температура головки цилиндров была значительно ниже допустимой, температура выхлопных газов была около 220 градусов 

Скажите, а с каким избытком воздуха были рабочие 4 такта?

 

[TsAI]

Что-то вас совсем не понять... то предлагаете посчитать хотя бы на салфетке, то сами говорите, что посчитать нельзя, поскольку "никто не знает"... тут же приводите график и тут же говорите сизифов...

Думал, что не понимает лишь топикстартер-kroolov...
Да, предлагал посчитать на на салфетке и что? Кто-то из адептов "идеи" и критиков тож (в т.ч. и Вы) посчитал-прикинул - нарисовал? можно, конечно и словами но не также...

...повышение альфа намного эффективнее для снижения...

Да, на салфетке (комп нонче-та же салфетка, если не хуже) точно посчитать нельзя, поскольку "никто не знает", но можно сузить диапазон поиска "вреда или мизера", хотя бы "качественно", но грамотно и, с точностью пусть10-20-30 %%, определить для начала, на сколько градусов необходимо греть воздух в "горшке", чтобы получить тот самый  "мизер".

...приводите график и тут же говорите сизифов...

"Салфеточный" график, что я привел, это и есть прикидка с целью уйти от величин с приставками нано- и гига- во вменяемые области поиска значений параметров сж.-расш. при которых получается Рi= "мизер+" для Д37.
Заметьте, есть и область "мизер --", попав в которую получите "сизифов..."(см. Ответ #164 ).
Подсказка аффтару "мочалки..." Среднее давление мех.потерь Pмп. при данных оборотах равно среднему индикаторному давлению Pi хол.хода на том же режиме.(еще подсказка -для д37 - Рмп. =1,05-1,07кгс/см2@1800мин-1. Уже можно прикинуть на сколько градусов греть воздух в горшке, а потом и градус"мочалки "...чтобы компенсировать мехпотери или даже получить эффкрутьмомент на колене... Надеюсь понятно- что при таком подходе - это лишь салфеточная оценка.

З.Ы. "Гугля-салфетка" строит любые графики и решает уравнения быстро... И, кстати, не требует особых знаний в части исследования функций и правил построения графиков, в отличие от 20-го века с карандашом и
бумажной салфеткой.

 

[TsAI]

З.З.Ы. К вопросу о компе-салфетке и о том, с чего начинать искать 

...вменяемые области поиска значений параметров сж.-расш. при которых получается Рi= "мизер+" для Д37...

Заметьте, есть и область "мизер --", попав в которую получите "сизифов..."(см. Ответ #164 ).Рисунок из Ответ #164 в другом ракурсе.