Роторно-лопастной расширитель, плюс газогенератор с подмесом пара

[PavelZ]

После кондёра.

 

[PavelZ]

Соответственно клапаном можно ещё лучше выравнять давление на входе КС, как регулятором напряжения. Извините меня за такое электронное объяснение.

Но вот как выравнять пульсации нагрузки в виде РЛ расширителя тут могут быть нюансы. Какой-нибудь клапан в выходном тракте ставить или поршень с пружиной, не красиво будет...

 

[PVP]

PavelZ писал(а) в ответе № 17

Вы правы, что поток воздуха на выходе с компрессора будет пульсирующим. С провалом в момент, когда роторы идут вместе вхолостую.

Поэтому выходы с компрессора будут сходится в камеру, выполняющую роль ресивера, в которую также будет входить труба обходящая компрессор с клапаном внутри, сбрасывающим избыток давления А выход из ресивера пойдёт одной трубой в КС, также через промежуточную камеру разветвитель.

Конструкция камеры сгорания будет обычной трубчатой. как в старых ГТД, с тем отличием, что в конце её, в воздух будет подмешиваться вода. Других принципиальных отличий не будет. Как будут влиять неизбежные пульсации давления на работу КС я не знаю, может придётся принимать ещё какие-нибудь меры.

[tt]Кроме импульсного характера входного и выходного потока КС (ОКС, предложите другое сокращение, если сочтёте нужным)  должна иметь и другие принципиальные отличия от КС ГТД. КСГТД  преобразует тепловую энергию, выделяющуюся при сгорании, в кинетическую  энергию газов. Турбина это устройство для преобразования кинетической энергии газов в механическую форму. Но турбина имеет не высокий КПД  по сравнению с объёмными расширителями и именно этот недостаток вы и хотите устранить не введя новых ( поправьте меня, если я вас неправильно истолковал). ОКС должен преобразовывать тепловую  энергию сгорания в потенциальную энергию газов. Только в этом случае расширитель, выполнив свою естественную функцию, позволит получить высокий КПД всего устройства. Потенциальная энергия это давление и температура.
Устройство, которое вы предлагаете,  очень слабо похоже на то, что надо.[/tt]

 

[PVP]

PavelZ писал(а) в ответе № 18

И не пойму, чем не понравилось то, что жаровая труба будет охлаждаться? Она ведь в КС ГТД охлаждается воздухом, а тут немного вклад в процесс внесёт вода. Знаю, что с этим усердствовать нельзя, чтоб не было нагара. Поэтому придётся сделать десяток вариантов, если не больше, чтоб добиться приемлемого результата.

[tt] Мне кажется не правильным копировать какие-то детали с устройства, которое предназначено для решения совсем других задач. Я считаю задачу охлаждения второстепенной по отношению к главной проблеме генерации газа повышенного давления. Другое сокращённое название для ОКС – ГГ(генератор газа). И я сторонник того, чтобы сначала посчитать, а уж потом изготавливать. Это позволяет  экономить время и деньги. Да и качество разработки повышает. [/tt]

 

[PavelZ]

Генератором газа считается КС в комплексе с тубокомпрессором, как я понимаю. Копировать полностью КС ГТД конечно не надо.

 

[PavelZ]

В отличии от электричества, газ обладает большой инерцией, поэтому конечно процесс компенсации колебаний будет протекать иначе, чем в выпрямителе блока питания. Будем считать, что к конденсатору (ресивер) прибавляется индуктивность, в роли которой выступают подводящие трубки и сопротивление входного диффузора КС.

По сути также будет работать и аналогичная камера на выходе с КС, которую я для разнообразия назвал тройником-компенсатором, она будет компенсировать колебания нагрузки.

В итоге работа КС РЛМ будет сопоставима с КС ГТД, также будет преобразование химической в кинетическую энергию движения парогазовой смеси. Но диапазон скоростей будет более широким, что конечно же вызывает дополнительные трудности обеспечения топливной эффективности.

Как вариант, продумывал возможность обойтись без ресиверов и поставить управляемую форсунку, которая будет впрыскивать топливо синхронно с работой компрессора и расширителя. В данном случае инерция газов будет всё равно сказываться, какими короткими не будут трубки. Потом процесс парообразования будет всё равно непрерывным из-за тепловой инерции материалов ЖТ и подводящих воду трубок.

В данном случае фазу работы расширителя надо будет сдвинуть на задержку в тракте, от компрессора, с компенсацией по скорости вращения. За счёт управляемой форсунки можно отказаться от управления подводом топлива через управляемый клапан и количество топлива дозировать скважностью управляющих форсункой импульсов. И конечно свеча зажигания должна будет работать постоянно. синхронно с форсункой.

 

[PavelZ]

По сути стоит проработать два основных варианта. Первый, компактный с импульсной работой КС, в нём достаточно одного компрессора и расширителя, связанных механически. Без ресиверов, только простые тройники и обходной клапан на компрессоре, для регулировки давления.

Второй вариант с более крупным компрессором с ресивером на входе в КС и двумя или даже тремя расширителями. Причем как и компрессор лучше будет снабдить отдельными парой моторов, так и каждый расширитель будет работать со своей парой мотор-генераторов. Производительность компрессора можно будет регулировать как его скоростью вращения. так и скважностью, в небольших пределах. Расширители же, в данном варианте, будут работать в противофазах, компенсируя пульсацию нагрузки на КС.

Первый кажется проще в реализации, но топливной эффективности добиться в импульсном режиме сложнее. Второй вариант лучше для мощных энергоустановок и двигателей, так как позволит получить более равномерный выход электрической или механической энергии.

 

[PVP]

PavelZ писал(а) Ответ №9

Фантазировать можно бесконечно. Надо моделировать и считать в программах всяких. Надо пробовать делать агрегаты в натуре, чем планирую заняться, в ближайшее время.

PavelZ писал(а) в ответе № 24-26

По сути стоит проработать два основных варианта.
Первый, компактный с импульсной работой КС, в нём достаточно одного компрессора и расширителя, связанных механически. Без ресиверов, только простые тройники и обходной клапан на компрессоре, для регулировки давления.

Второй вариант с более крупным компрессором с ресивером на входе в КС и двумя или даже тремя расширителями. 

[tt]Вам уже понятно как рассчитать предлагаемое вами устройство? Сколько времени может потребовать разработка эскизов первого опытного образца? В SW или как-то иначе? Вам нужна какая нибудь помощь? Если нужна, то какая?[/tt]

 

[Jbiplane]

Похоже автор сам с собой ведёт переписку. Лет 10 назад я делал спиральный расширитель вообще не требующий уплотнений. И таких вариантов работающих сегодня десятки.
[media]https://www.youtube.com/watch?v=Rubb6vpvGCc[/media]

 

[PavelZ]

Да, я разговариваю сам с собой, причём постоянно.

Лет 10 назад я делал спиральный расширитель вообще не требующий уплотнений.

Это с шариками, что ли?

Понимаю, у вас целое НПП, почти НПО... Странно, но в продаже только поршневик двухцилиндровый, чем-то мотор от мотоцикла Урал напоминает.

 

[PavelZ]

Вам уже понятно как рассчитать предлагаемое вами устройство?

Я сейчас на вахте, работаю без выходных. Пару недель точно ещё буду в таком режиме. Потом неделю ещё на дорогу поездом до Хабаровска. В поезде хорошо думается... К чему это. Дней через 20-25 смогу добраться до нормального компьютера. Тогда можно будет нормальные 3D модели сделать и SW использовать.

Пока не в состоянии сам заниматься расчётами. Но, думаю, можно использовать существующий матаппарат, наработанный для ГТД, для расчёта параметров всей установки. И если есть возможность и желание, то, в первую очередь, надо определится с более менее оптимальными размерами агрегатов. То есть я хочу не просто сделать некий прототип, а получить практически полезное устройство.

Уже писал, что думаю, в первую очередь, сделать РЛ компрессор, не только как демонстратор, а как полезное устройство, красить, к примеру, или колёса накачивать. Пусть кажется примитивным такой подход, но пока не вижу другого пути. Будет не только время тратится, но и материалы, на изготовление прототипа, поэтому нужна отдача. Тем более будет делаться оснастка, для изготовления деталей и удачные решения можно будет развивать дальше.

 

[Jbiplane]

Это с шариками, что ли?

Нет, Scroll expander
https://www.youtube.com/watch?v=ZQDshN_5VkU

Мы фрезеровали из плит. На крайняк в качестве донора есть готовые автомобильные компрессоры.

 

[PavelZ]

Scroll expander

Прикольный мультик. Но на счёт "не требует уплотнений", даже спорить не буду. Вот тоже, но более зрелищно https://www.youtube.com/watch?v=dsabYhhOko0 В кондиционерах промышленных такие ставят. Вспомнил, обслуживал это когда-то, работая инженером КИПиА, но даже не вникал тогда в сам принцип действия.

Спиральный компрессор хорошо использовать для фреона, но на грязном воздухе он быстро придёт в негодность.

Возвращаясь к теме. Роторно-лопастная машина используется в проекте и в компрессоре, и в расширителе, при чём их роторы попарно соединены друг с другом. Можно конечно компрессор сделать на другом принципе, но в данном случае его придётся запитывать от отдельного мотора.

 

[PVP]

PavelZ писал(а) Ответ #5 - 21.10.18 :: 14:14:21

Для подачи заявки в Сколково нет обязательного требования в наличии прототипа, но требуется грамотное экономическое обоснование. (Коммерсант с меня не очень. к сожалению.) Требуется наличие команды, то есть как минимум нужен ещё человек в компанию, чтоб сообразить так сказать на двоих или троих.
[/qноuote]   

 

[PVP]

PavelZ писал(а) Ответ #5 - 21.10.18 :: 14:14:21

Для подачи заявки в Сколково нет обязательного требования в наличии прототипа, но требуется грамотное экономическое обоснование. (Коммерсант с меня не очень. к сожалению.) Требуется наличие команды, то есть как минимум нужен ещё человек в компанию, чтоб сообразить так сказать на двоих или троих.

   [tt]Я бы слегка подправил:  требуется наличие высокой эффективности,  которая должна быть убедительно обоснована. То, что вы предложили по эффективности сопоставимо с тем, что уже реализовано. Это никакой не прорыв, так как требуются существенно повышенные габариты расширителя из-за низкого начального давления газов, подаваемых в расширитель.  Но, главное , что предложенное вами можно дополнить и подправить так, что эффективность  станет в разы,  а не на спорные проценты, больше по отношению к известным ДВС. Максимальная эффективность  обеспечивается  процессом  с повторным использованием тепла, так называемым ПИТ процессом, который в нужной степени увеличивает массу рабочего тела, участвующего в преобразовании тепла в механическую форму. Теория Пит процесса рассмотрена в http://www.passpero.com/process. Всего-то, что требуется, это привести устройство в соответствие с ПИТ процессом.
[/tt]