Роторный жидкостно-кольцевой ДВС

[Stak]

Вынос из темы #542 .

Встречал у к.т.н. Ворогушина (ник его здесь Владимир Александрович - но не появлялся с 23-го года...) упоминание, что жидкостно-кольцевой компрессор можно использовать и в качестве расширительный машины.
А если сделать у него вращающийся корпус - то и заметно увеличить КПД.

4.1. Принцип работы водокольцевых компрессоров​

...Для уменьшения гидравлических потерь в водокольцевом компрессоре применяется конструкция с неподвижным ротором и вращающимся цилиндром. Экспериментально доказана возможность сжатия газа в таком одноступенчатом компрессоре до давления 1 Мн/кв.м.

Связи не вижу между жидким рабочим телом и стенкой. Механтческой. В смысле 4/8/20 мембран по кругу в каждой полости - все ясно как пойдет усилие от рабочего тела. Тут тупо выдавит в другие полости.
Есть просто стирлинг с жидкими поршнями - открытый цилиндр опущен в воду. То там давление почти никакое. Работу берет сила архимеда - вытеснение.

Забыли, что вода крутится, и на неё действует центробежная сила. Образуя крышку (во вращающейся системе отсчёта) поршневых камер. А из-за экцентрисета внутреннего ротора - этот объем переменный. Если внешний корпус крутить с той же угловой скоростью (пальцевой муфтой, например), что и внутренний - затраты на "взбалтывание" жидкости уйдут, только трение от погружения лопаток в жидкость останется.

Накидал упрощенную картинку, не ДВС, а просто пневмопривод (обращенный компрессор).

Выдавливать жидкость из поршневой камеры - будет, однако на работе такого привода - это принципиально не отражается. Если часть жидкости выдавит из камеры (увеличив давление в соседних) - момент на лопатках, из за разницы их площадей, на которые действует давление в камере - всё равно останется. Плюс, есть инерционность этой жидкости, и её гидравлическое сопротивление при перетекании между камерами, которое тоже мешает её выдавливать.

Кстати, если уж делать такой ДВС - заманчиво выглядит идея заполнить камеру топливом)
Правда, часть топлива - будет улетать в выхлоп, но это решаемо доп.камерой дожигания (с факельной форсункой), и турбонаддувом, для возврата этой энергии в цикл.

Stanislavz , предлагаю продолжить обсуждение здесь)
тема кажется интересной.

Для применения в качестве ДВС - кажется целесообразным перегородкой разделить ротор на компрессорную и расширительную секции, а камеры сгорания (при постоянном объёме) - расположить в центральной части (ступицы) ротора.
Сжатый в компрессорной части воздух через перепускные каналы в неподвижной части корпуса - подавать в револьверные наклонные КС в ступице ротора, осуществляя в них сгорание при постоянном объёме, а газы от сгорания - аналогичным образом перепускать на расширение.
Для продувки КС от остаточных газов - использовать часть сжатого воздуха (регулируя его кол-во - можно реализовать EGR).

 

[Stak]

Компрессорная часть ротора

Расширительная часть ротора (двигатель)

а где-то посередине - КС)

 

[Stak]

А ведь это практически идеальная схема для машины небольшой мощности по циклу Ренкина (паровой лопаточный турбины), в том числе ORC (органических жидкостях, фреонах и т. п.).
Потери жидкости из кольца (капельные) - улетают в конденсатор, откуда возвращаются насосом в парогенератор.
И компрессора не надо, только расширительная машина.

Причём, ничего принципиально не мешает сделать её многоступенчатой - с увеличением ширины жидкостного кольца и лопаток в каждой последующей ступени, и срабатывать на каждой ступени относительно малый перепад давления.
Недостаток - необходимость раскрутки связки ротор-корпус для старта, перед подачей пара на турбину.

 

[surok1]

Жижъкость мягкая. Она течёт в сторону низкого давления. Стенкой любой камеры она быть не может. Как ни жаль.
Водокольцевой вакуумный насос увы, не обеспечивает хороших значений вакуума. Такой используют обычно в доильных аппаратах. Для мягкого отсоса молока из коровьих титек.

 

[Stak]

Жижъкость мягкая. Она течёт в сторону низкого давления. Стенкой любой камеры она быть не может. Как ни жаль.
Водокольцевой вакуумный насос увы, не обеспечивает хороших значений вакуума. Такой используют обычно в доильных аппаратах. Для мягкого отсоса молока из коровьих титек.

Серийные, с неподвижным статором, обеспечивают 0.15Мпа перепад давления. Сделайте глубину погружения лопаток в жидкость больше - получите больший допустимый перепад, ибо у жидкости есть вязкость и инерция. Если и этого мало - делаете несколько ступеней.

 

[Stak]

более того, есть и серийные на большее давление - 0.5МПа в одной ступени

 

[surok1]

более того, есть и серийные на большее давление - 0.5МПа в одной ступени
Посмотреть вложение 589352

Я интересовался вакуумными насосами для холодильной техники и сжижения газов. Так вот, тогдашние водокольцевые не годились даже для первой ступени.