Свободно-поршневые генераторы газа и компрессоры.

[Varan]

михал иванович, вы несколько спешите не вымерли еще и соревнования каждый год проводятся большей частью на двс, особенно красиво смотрятся копии с реактивными движками- в небе от настоящего не отличить

 

[Михал Иваныч]

не вымерли еще 

Я и не говорю, что вымерли. Вымирают-да. "Реактивных" движков, в смысле ГТД, нет, есть импеллеры с поршневыми двигателями. Смотрятся красиво, спору нет, но им приходит конец с появлением хороших электрических двигателей и аккумуляторов. Веса сравнимы, а преимущества электродвигателей я уже упоминал. Цены, кстати, тоже сопоставимы.

 

[Varan]

Михал Иванович, опять не так, есть именно гтд, работают на керосине и на соревнованиях по копиям все присутствующие собираются у края полосы когда летает такая модель в отличии от обычных поршневых
а электрички все же еще пока в меньшинстве, но с развитием аккумуляторов они конечно начнут массовое наступление
http://video.yandex.ru/#search?text=%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F%20%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C&filmId=NHU788XbUXI%3D

http://video.yandex.ru/#search?text=%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F%20%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C&filmId=GlvcQWW%2BUXI%3D

http://video.yandex.ru/#search?text=%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F%20%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C&filmId=imHJctRwUXI%3D

 

[Владимир Александрович]

есть именно гтд, работают на керосине

       Очень красиво. Достойное занятие для взрослых людей. Я искал таких ребят. Дело в том, что ЦАГИ полтора года назад рассматривал мое техническое предложение по созданию самолета вертикального взлета и посадки со складывающимся и выпускающимся в полете несущим винтом. Оценка проекта положительная. В рекомендации указано - автору предлагается изыскать возможность постройки радиоуправляемой летающей модели с узлом предложенного несущего винта. В случае успеха демонстрации принципа в полете есть большая вероятность виделения инвестиционных средств на это направление. Идеи круто обсуждались здесь на форуме:
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1302363795/0
   Может у Вас среди знакомых одноклубников есть кто-нибудь в Москве или Московской области кому интересно сделать такую модель или переделать под нее уже имеющуюся.
    Очень перспективная работа с далеко идущими последствиями развития этого направления.
 

 

[Андрей Миллер]

Очень перспективная работа с далеко идущими последствиями развития этого направления. 

А если еще туда поставить бесшатунный двигатель.... 🙂

 

[Varan]

Владимир Александрович. ,большинство видео от клуба русджет из москвы
http://www.rusjet.ru/
посмотрите их сайт там возглавляет все Робертус, он вроде крупный менеджер нефтяной компании и поэтому может позволить подобные развлечения,
попробуйте к ним обратится- может и заинтересует их это, они и обычные модели строят и 3D и вертолетов

я их знаю (в отличии от владимирских моделистов) только как зритель - у нас до этого года во владимире чемпионат россии проводился по радиоуправляемым копиям они там регулярно блистали

 

[Владимир Александрович]

А если еще туда поставить бесшатунный двигатель.... 

      В 4-х местном проекте такой вариант (один из двух)  предусмотрен. Два бесшатунных двигателя по 400 л.с. скомпонованы в фюзеляже и каждый вращает свой центробежный компрессор. Центробежные компрессоры на взлете и посадке питают реактивно-компрессорный привод несущего винта, а в наборе высоты, горизонтальном полете и на снижении - два маршевых турбовентилятора, расположенных по правому и левому борту.
   Во втором варианте в фюзеляже скомпонованы 12 малоразмерных модулей СПГГ, которые осуществляют подачу рабочего газа и в несущий винт и в маршевые турбовентиляторы. Здесь общий КПД системы выше примерно на 10%  и по массе она заметно меньше (нет отдельных центробежных компрессоров, легче источники мощности, требуется меньший запас по мощности - модули СПГГ автономны).
   

 

[ura]

Владимир Александрович, а не подскажите, как решается вопрос смазки в дизельных СПГ? в СПДК ДК 2 стоит мультипликатор отдельный, неужели везде такие сложности и варианта попроще не придумали? ну типа упругого ершика, что ли, на штоке поршня, чтобы масло разбрызгивал как коленвал.нам же для колец только смазка.

 

[Владимир Александрович]

Владимир Александрович, а не подскажите, как решается вопрос смазки в дизельных СПГ? в СПДК ДК 2 стоит мультипликатор отдельный, неужели везде такие сложности и варианта попроще не придумали? 

   Юрий Александрович,  в дизельных СПГГ чаще всего для подачи порций смазки к кольцам используется лубрикатор. По простому - плунжерная пара, подающая под давлением отмеренное количество масла в нужный момент расположения поршней. Это вызвано тем, что все полости СПГГ являются рабочими и через них проходят воздушные потоки, поэтому разбрызгивать в них масло нельзя.
    В дизельном цикле проще варианта пока нет, во всяком случае я не встречал. Для циркуляционной масляной системы в СПГГ отсутствуют условия. Например, отрицательную роль играет присутствие  продувочных окон, трудно избежать масляного тумана в полостях и нельзя без ущерба для работы полости буфера или компрессора организовать сливной объем.
     Если рабочий цилиндр будет без окон (клапаны в поршне), то некоторые возможности для организации циркуляционной смазки от шестеренчатого насоса возникают. Для этого на тронке поршней делается маслоразводящая канавка, соединяющаяся в НМТ с подводящим и отводящим каналами в зеркале цилиндра. Есть над чем подумать.

 

[ura]

Возможно, об FPE еще долго бы никто не вспомнил, но помогла случайность. В 1994 году Департамент энергетики США поручил ученым Национальной лаборатории Sandia изучить эффективность бортовых генераторов электроэнергии на базе ДВС различных типов, работающих на водороде. Эта работа была поручена группе Питера Ван Бларигана. В ходе осуществления проекта Ван Блариган, которому концепция FPE была отлично известна, сумел найти остроумное решение проблемы превращения механической энергии поршня в электричество. Вместо усложнения конструкции, а значит – снижения результирующего КПД, Ван Блариган пошел путем вычитания, призвав на помощь магнитный поршень и медную обмотку на цилиндре. Несмотря на всю простоту, такое решение было бы невозможным ни в 1960-х, ни в 1970-х годах. В то время еще не существовало достаточно компактных и мощных постоянных магнитов. Все изменилось в начале 1980-х после изобретения сплава на основе неодима, железа и бора.

За эту работу в 1998 году на Всемирном конгрессе Общества автомобильных инженеров SAE Ван Бларигану и его коллегам Нику Парадизо и Скотту Голдсборо была присвоена почетная премия имени Харри Ли Ван Хорнинга. Очевидная перспективность линейного генератора со свободным поршнем (FPLA), как назвал свое изобретение Ван Блариган, убедила Департамент энергетики продолжить финансирование проекта вплоть до стадии экспериментального агрегата.

Электронный пинг-понг

Двухтактный линейный генератор Бларигана представляет собой трубу из электротехнической кремнистой стали длиной 30,5 см, диаметром 13,5 см и массой чуть более 22 кг. Внутренняя стенка цилиндра представляет собой статор с 78 витками медной проволоки квадратного сечения. Во внешнюю поверхность алюминиевого поршня интегрированы мощные неодимовые магниты. Топливный заряд и воздух поступают в камеру сгорания двигателя в виде тумана после предварительной гомогенизации. Зажигание происходит в режиме HCCI – в камере одновременно возникает множество микроочагов возгорания. Никакой механической системы газораспределения у FPLA нет – ее функции выполняет сам поршень.

Максимальная мощность FPLA составляет 40 кВт (55 лошадок) при среднем потреблении топлива 140 г на 1кВтч. По эффективности двигатель не уступает водородным топливным ячейкам – термический КПД генератора при использовании в качестве топлива водорода и степени сжатия 30:1 достигает 65%. На пропане чуть меньше – 56%. Помимо этих двух газов FPLA с аппетитом переваривает солярку, бензин, этанол, спирт и даже отработанное растительное масло.
это для сторонников линейных генераторов. вот только насколько мне известно постоянные магниты теряют свойства от ударов и вибраций. так что магниты на поршне.. что то темнят, мне кажется

 

[JohnDoe]

вот только насколько мне известно постоянные магниты теряют свойства от ударов и вибраций. так что магниты на поршне.. что то темнят, мне кажется 

Кроме того они ещё и от температуры их теряют вплоть до полной потери(точка Кюри). Статейка журналажа, ИМХУ, по мотивам рекламных проспектов.

 

[Владимир Александрович]

Статейка журналажа, ИМХУ, по мотивам рекламных проспектов. 

      Я тоже с этим согласен. Если так все хорошо, должно быть развитие, ведь финансирование и ресурсы были. Значит проблемы перетягивают. Лично меня труба 13,5х30,3 см из электротехнической стали весом 22 кг уже настораживает. К тому же если она цельная, то как же быть с токами Фуко? Про устойчивость параметров мощных постоянных магнитов отмечено выше.
         Еще раз убеждаюсь, что генератор должен быть отдельным высокоэффективным агрегатом вращательного движения.  Привлекательность соединения свободно-поршневого двигателя и линейного генератора кажущаяся. Беспристрастный анализ не подтверждает перспективность такой комбинации.

 

[nik2222]

Нет никакой нужды лепить неодимовые магниты на поршень
.их вообще не нужно никуда ставить.Обычная обмотка возбуждения превосходит магниты по масогабаритным
,регулировочным и по максимальной индукции.

 

[slav]

Нет никакой нужды лепить неодимовые магниты на поршень\\\\

  К тому же возможен асинхронный вариант,когда поршень получится оочень прочным!   🙂

 

[Владимир Александрович]

К тому же возможен асинхронный вариант,когда поршень получится оочень прочным! 

       Если можно, покажите на эскизе. Я уверен, что ущерб функциям поршня и рабочему циклу все равно будет присутствовать.
       К тому же, не просматривается возможность сделать линейный генератор, работающий в условиях переменной скорости поршней, эффективнее генератора на вращательном принципе, работающего в условиях равномерных максимальных оборотов.
       И еще - нельзя забывать, и на это тоже обращалось внимание ранее, что из-за присутствия наддува рабочего цилиндра от компрессорных полостей, удельная мощность СПГГ в 3 и более раз (в зависимости от степени наддува) больше удельной мощности СПДГ.  Соответственно и турбогенератор будет в несколько раз мощнее при значительно меньшей массе всей установки.
      

 

[slav]

\\\\  Если можно, покажите на эскизе. Я уверен, что ущерб функциям поршня и рабочему циклу все равно будет присутствовать. \\\\\     
      

Владимир Александрович , вот так это понимаю . (как электрик 😉 )

 

[Владимир Александрович]

вот так это понимаю . (как электрик) 

        Понятно, что Вы вывели большую часть массы линейного генератора из подвижной части, оставив подвижной только кусок пакета электротехнической стали. Насколько электрически эффективна такая схема не берусь судить (я не электрик). С точки зрения электрики мне, как не специалисту в этой области, понятны только очевидные вещи. Например, подвижный пакет своей площадью на большей части хода не полностью покрывает совмещаемые торцы неподвижной части, а это уже потери. О неравномерной скорости движения поршня уже говорилось.
       В уравновешенной схеме малой размерности прибавка к массе поршня сыграет положительную роль, в неуравновешенной, наоборот, отрицательную.
       Самое главное - подтверждение того, что линейный генератор будет эффективнее генератора вращательного движения в представленном Вами решении я не вижу. Установка и в этом варианте будет тяжелой и с низким общим КПД.

       

 

[Михал Иваныч]

Установка и в этом варианте будет тяжелой и с низким общим КПД.

Словом, борьба остроконечников с тупоконечниками пока не завершена.  И не завершится до появления действующих образцов. У кого какие соображения по этому поводу?

 

[Владимир Александрович]

У кого какие соображения по этому поводу? 

      Я свои соображения уже высказал, Михаил Иванович.
       Более того, я считаю, что в малоразмерных генераторах газа, где сложно в одном рабочем цилиндре осуществить уравновешенный цикл СПГГ из-за легкости деталей движения, неплохие шансы для реализации имеет механический генератор газа уравновешенной схемы.
   

 

[Михал Иваныч]

Более того, я считаю, что в малоразмерных генераторах газа, где сложно в одном рабочем цилиндре осуществить уравновешенный цикл СПГГ из-за легкости деталей движения, неплохие шансы для реализации имеет механический генератор газа уравновешенной схемы.

Так я же и не спорю, Владимир Александрович. Вычислительная мат.модель уже построена, отлаживаю и приступаю к экспериментам. Думаю, что с железом тогда уже все будет понятно. Кстати, с системой смазки я, похоже, разобрался, даже удалось сделать ее замкнутой. Один вопрос - подача масла через форсунки между уплотнительными кольцами поршней где-либо применялась? В этом случае система смазки получается полностью замкнутой (для моей схемы)