Роторно-винтовой двигатель

[KV531]

Не удивили, есть так называемый класс винтовых компрессоров, называются они "масло заполненные", у вас из того же ряда, только вместо масла, вода. А как вы думаете, а почему используют масло, а не воду, ответ прост, подшипники надо тоже смазывать.

Дык вкурсе я)))) на этих компрессорах и строил опытный образец, потому как самые дешовые, а ресурс меня сейчас не интересует. На рабочем двигателе будут стоять гидродинамические подшипники вместо роликовых, синхронизирующие шестерни что бы работа винтов была полностью бесконтактная. В винтах -вода, в подшипниках- масло. Между ними лабиринтные уплотнения. Всё продумано, 3D - модели почти готовы.

 

[RVD]

Как устроен ваш цикл, дам небольшую подсказку... С тылу, небольшим количеством. КПД будет выше.

Далее, если сепарировать воду отделяя ее от воздуха, то пока она ниже 100 градусов, это вода, выше только влажный пар. Но суть в чем, стопроцентно, температуру воздуха всю на себя возьмёт вода (ибо ее теплоемкость на единицу объема в 2000 раз больше), а воздух для сгорания нужен не с температурой 100 градусов, а хотя бы 700, значит за сепаратором придется ставить еще и подогреватель воздуха... нет, уж лучше обычный ДВС... .

Лабиринтом отделить масло от воды тоже не получится, надо ставить как минимум пару контактных уплотнений на каждую ось, и вся эта "гитара", будет размером в половину авто... .

 

[KV531]

Как устроен ваш цикл, дам небольшую подсказку, или идейку:
Так как основная работа по сжатию делается не компрессором, то нет большого смысла впрыск воды делать перед компрессором. На КПД сжатия это не влияет. Можно немного для смазки компрессора.
Что бы не отбирать энергию от цикла, но одновременно охладить объёмную турбину, предлагаю охлаждать ее струёй воды после завершения рабочего цикла. С тылу, небольшим количеством. КПД будет выше.

Я думал об этом, но вряд ли получится. Вопервых компрессор без воды не удержит давление в камере сгорания, во вторых температура на выходе из компрессора при наддуве достигнет 500-700 град.С и его тоже придется охлаждать. И втретьих понадобится насос высокого давления, что бы заталкать достаточный объем воды перед РМ, а это потери мощности.

 

[Kazakov]

Потери на сжатие воды ничтожны, это главное в цикле Ренкина!

 

[KV531]

Неа))) не всё так мрачно) и вода не вскипает при высоком давлении, и воздух греть не надо для горения, топливо прекрасно испаряется и горит в зоне обратных токов КС и лабиринтные динамические уплотнения получились очень компактные. В итоге мотор получится такой же как на фотографии, только внутри чучуть подругому будет и на 20 кг тяжелее. Это не больно.

 

[RVD]

... не всё так мрачно) и вода не вскипает при высоком давлении

Зато она вскипит, когда придет в радиатор.

 

[KV531]

Зато она вскипит, когда придет в радиатор.

Частично да. Небольшой процент воды будет выпариваться.

 

[KV531]

Поэтому сфера применения двигателя ограничена: это дрифтовые и драговые авто, где после коротких заездов можно доливать воду в бак и быстроходные катера.

 

[KV531]

Да, вы почти всё правильно говорите, только есть один нюанс. Давление газа в ресивере вы никогда не сможете поднять выше того максимального давления, которое в камеру сможет затолкнуть компрессор, с жиклерами, или без. Выход конечно есть и из этой ситуации. В автомобильных нагнетателях используются винтовые компрессоры с большим числом оборотов, на том же "Приусе" допускается 12500 об/мин., так вот на этих оборотах в одноступенчатом винтовом компрессоре сухого сжатия можно добиться давления в 8.0 бар. Это и будет ваше максимальное давление сгорания.

Так какой же всетаки тепловой процесс в данном моторе?

 

[RVD]

Так какой же всетаки тепловой процесс в данном моторе?

С точки зрения термодинамики, очень затратный. Его может вытянуть только когенерация, с момента когда воздух после сепаратора с температурой 100 градусов подогреется до температуры самовоспламенения выхлопными газами через теплообменник. Но это тоже не тот путь, по которому бы я пошел.

 

[KV531]

С точки зрения термодинамики, очень затратный. Его может вытянуть только когенерация, с момента когда воздух после сепаратора с температурой 100 градусов подогреется до температуры самовоспламенения выхлопными газами через теплообменник. Но это тоже не тот путь, по которому бы я пошел.

Я вообще то не про это спрашивал. Ну ладно

 

[RVD]

Я вообще то не про это спрашивал. Ну ладно

Да вопрос то я понял, только что ответить, не знаю. Чтобы на него ответить, установку надо измерительной аппаратурой обвешивать, обычно с этого начинают. А так, одним словом, там может быть только изобара, как и в турбине. Для запуска, в камеру сгорания еще нужно предварительно закачать воздух, а для этого надо как-то временно ограничить его сброс через расширительный отсек. Для этой цели за ресивером высокого давления просятся автоматические клапана, типа таких, как в моем проекте по РВД.

 

[KV531]

Да вопрос то я понял, только что ответить, не знаю. Чтобы на него ответить, установку надо измерительной аппаратурой обвешивать, обычно с этого начинают. А так, одним словом, там может быть только изобара, как и в турбине. Для запуска, в камеру сгорания еще нужно предварительно закачать воздух, а для этого надо как-то временно ограничить его сброс через расширительный отсек. Для этой цели за ресивером высокого давления просятся автоматические клапана, типа таких, как в моем проекте по РВД.

Ну в камере сгорания ГТД не может быть давление выше внутренней степени сжатия лопаточного компрессора. В данном двигателе давление в КС выше внутренней степени сжатия компрессора при подводе теплоты. И обычный манометр это показал. Можно конечно двигатель весь утыкать датчиками и видеть температуры и давления в каждой точке проточной части в режиме реального времени, но сути дела это не меняет.
С запуском действительно сложности. Стартер от грузовика не мог раскрутить мотор до нужных оборотов. Поэтому я добавлял сжатый воздух для запуска, но без всяких клапанов в камере сгорания. Стартер включил, зажигание, открыл топливо, добавил сжатого воздуха что бы компенсировать утечки в щели на низких оборотах и вывел мотор на режим малого газа. На видеороликах это видно. Сейчас я решил отказаться от этой системы запуска, слишком сложная, габаритная и сжатого воздуха хватает всего на 2 запуска, много аккумуляторов для стартера надо... Сейчас ставлю пусковой 2-х тактный моторчик как на тракторах. Он решит все проблемы. Число запусков будет практически неограниченным, а так же выводить двигатель будет сразу на режим малого газа.

 

[RVD]

Ну вот, "наша с вами" система запуска, которая лучше всего подойдёт к этому типу ДВС - верхний файл. А следующий файл (уже моего с коллегами проекта) , дает представление о том, какая бы могла быть комбинированная силовая установка в комплектации РВД + турбовентиляторная ступень от ТРВД.

 

[Kazakov]

Когенерационная ступень только для запуска?

 

[Kazakov]

Какая степень сжатия такого расчетная?

 

[RVD]

Если вы это мне, то когенерация на запуск не влияет. Что до второго вопроса, то геометрическая степень сжатия равна - 22-23 единицы.

 

[Kazakov]

Сколько предполагаемая температура цикла?

 

[RVD]

Сколько предполагаемая температура цикла?

Это для вас так важно ? 🙂

 

[Kazakov]

Это для вас так важно ? 🙂

Вы сильно не переживайте, мы ведь на форуме общаемся, в том числе чтобы подсказывать друг другу.
На вашей схеме теплообменник избражен с поперечным теплообменом, а более подходящий со встречным теплообменом. Для гтд намного больше эффекта.
При сжатии в цикле 22-23 ед, температура воздуха будет более 850к. При реальной температуре цикла, и при хорошей турбине, температура выхлопа будет 700-800к - поэтому тут "когенерация" плохая или. Поэтому я спросил " это стартер такой?"
Без обид.