Свободно-поршневые генераторы газа и компрессоры.

[L270767]

В теме "Двигатель ВИЛОКС" JohnDoe только упомянул G-компрессор про машину с рабочим органом в виде спирали, которая перемещается планетарно. Я о существовании таких компрессоров не знал, опять считал себя самым умным и на такую расширительную машину подал заявку в ФИПС.

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

Ага, это вроде обычного спирального компрессора, но с другой формой спирали - разделённой, так ведь?

 

[L270767]

Не знаю, какие есть. Я подал заявку на рабочий орган в виде буквы G - одного витка плоской спирали.

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

Есть ещё такой вопрос:

Если использовать многоступенчатое сжатие наддувочного воздуха несколькими компрессорными поршнями (в одном ли СПГГ или в нескольких, дело компоновки), вырастет ли КПД и/ли мощность по газу и насколько приблизительно?

Извиняюсь, конечно, за банальный вопрос, но я только начал курить Шелеста и Томилина со формулы и цифирь, и, как засранец-гуманитарий, пока что далеко не продвинулся... :craZy

 

[KV1237542]

Есть ещё такой вопрос:

Если использовать многоступенчатое сжатие наддувочного воздуха несколькими компрессорными поршнями (в одном ли СПГГ или в нескольких, дело компоновки), вырастет ли КПД и/ли мощность по газу и насколько приблизительно?

Извиняюсь, конечно, за банальный вопрос, но я только начал курить Шелеста и Томилина со формулы и цифирь, и, как засранец-гуманитарий, пока что далеко не продвинулся... :craZy

   Не вырастет, в классическом СПГГ сжатия должно быть приближено к адиабатному так как расширение такое же, о чем и пишет Шелест,

многоступенчатое выгодно для приближения к изотермическому сжатию т.е. в компрессорах  высокого давления где воздух сжимают для дальнейшего хранения и транспортировки

 

[Владимир Александрович]

Не вырастет, в классическом СПГГ сжатия должно быть приближено к адиабатному так как расширение такое же, о чем и пишет Шелест, многоступенчатое выгодно для приближения к изотермическому сжатию т.е. в компрессорахвысокого давления где воздух сжимают для дальнейшего хранения и транспортировки 

      Я позволю себе сделать уточнение:
      В СПГГ, где давление наддува 5-6атм могут быть две ступени сжатия в компрессоре - полости с одной и с другой стороны компрессорного поршня. Такое решение дает ряд преимуществ:
- уменьшается мертвый объем в полостях при положении ВМТ, что повышает объемный КПД компрессора и позволяет или повысить его производительность при неизменных габаритах, или уменьшить габариты при заданной производительности;
- нагнетание сжатого воздуха из полости в полость и в рабочий цилиндр совпадает по фазе, т.е. характер движения потока прямоточный без остановки в закрытых объемах (ресиверах). Этим устраняются дополнительные потери на преодоление противодавления, снижается начальная температура воздуха в рабочем цилиндре, что дает некоторую прибавку мощности.
- упрощается регулирование СПГГ на переменных режимах, т.к. полости взаимосвязаны между собой и стабилизация режима не требует дополнительных регулирующих агрегатов;
- конструкция СПГГ получается проще и с меньшим количеством деталей.
   

 

[KV1237542]

Я позволю себе сделать уточнение: 

Да, согласен конструктивное преимущество есть у этой схемы.

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

Не знаю, какие есть. Я подал заявку на рабочий орган в виде буквы G - одного витка плоской спирали. 

Посмотрел внимательнее на принцип работы G-компрессора; в виде ОРМ он проводит фиксированную отсечку в тот момент, когда отделяется полость расширения от центра, где и происходит впуск. Это плюс.
Также отметим две или более разнесённых по фазам пары полостей - т.е. уже в одиночку такая машинка обладает некоторой способностью к самозапуску, а будучи спаренна с такой же с некоторым разнесением фаз, даже неограниченной.
Регулировать время подачи и кол-во подаваемого газа можно, выполнив окно подачи газа переменной ширины - чем больше диаметр, тем позже завершается подача газа в полости; альтернативно можно выполнить несколько окон подачи помимо центрального, перекрываемых или открываемых по потребности в крутьмоменте.

Но:

Насколько эффективной на высоких оборотах будет такая ОРМ? Опережающий впуск там по определению не сделать, так как течение газов там завсегда в одну сторону, ничего аналогичного ходу поршня вверх там нет.
И, главное, выдержат ли уплотнения давление в 4-5 бар при температуре газа в 500 градусов? Вопросы, проблемы...

 

[L270767]

Посмотрел внимательнее на принцип работы G-компрессора

Поделитесь, где смотрели. Я сколько не искал в инете - не нашел.

Вопросы конечно есть и без проверки на них не ответить. Признаете, что может быть не только  G-компрессор, но и расширительная машина с таким же механизмом? Или есть такая ОРМ?

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

Посмотрел внимательнее на принцип работы G-компрессора

Поделитесь, где смотрели. Я сколько не искал в инете - не нашел.

Дык вот, скажем. Хорошо видно, как двигаются от периметра к центру полости всё меньшего объёма. В центре торца - окно выпуска сжатого воздуха (не показано, но где же ему ещё обретаться).

Вопросы конечно есть и без проверки на них не ответить. Признаете, что может быть не только  G-компрессор, но и расширительная машина с таким же механизмом? Или есть такая ОРМ?

G-ОРМ для горячего газа я не нашёл. Для тёпленького мокрого пара, в качестве агрегата для ко-генерации на электростанциях в масштабе одного, двух домов - вроде исследуются.

Кстати, пластинчатый агрегат, использующийся давным-давно для пневмомоторов, якобы не чувствителен к температуре газа - если верить немецкой педивикии; но для этого его надо сначала из соответствующих материалов построить... А так - что надо: отсечка и время начала подачи там регулируется окном на боку с двумя задвижками, дёшево и сердито. Проще даже, чем на гипотетической G-ОРМ.

 

[KV1237542]

Владимир Александрович что думаете по:

1 Свободно - поршневой машине для утилизации энергии сжатого воздуха - подпитки ресивера  после расширения в основном двигателе если тот работает только на энергии впуска без расширения

2 Конструкция клапана пластинчатого по аналогии с рессорой для снижения момента инерции и лучшего затухания колебаний

 

[Владимир Александрович]

что думаете по:

1 Свободно - поршневой машине для утилизации энергии сжатого воздуха - подпитки ресивера после расширения в основном двигателе если тот работает только на энергии впуска без расширения

Из одной фразы трудно составить полное представление об идее. Эскиз с пояснениями не помешал бы.

2 Конструкция клапана пластинчатого по аналогии с рессорой для снижения момента инерции и лучшего затухания колебаний 

Такие клапаны иначе называются полосовыми. В СПГГ впервые применены фирмой Форд. Клапаны показали хорошую работоспособность. Имеют малое мертвое пространство. Могут работать без резонанса при 2500 циклов в минуту и выше. Испытания подтвердили их  высокую прочность и надежность.                                                          

 

[KV1237542]

Из одной фразы трудно составить полное представление об идее. Эскиз с пояснениями не помешал бы.

Нарисую

Такие клапаны иначе называются полосовыми. В СПГГ впервые применены фирмой Форд. Клапаны показали хорошую работоспособность. Имеют малое мертвое пространство. Могут работать без резонанса при 2500 циклов в минуту и выше. Испытания подтвердили их  высокую прочность и надежность.                                                           

Я имел ввиду набрать из 2 и более полос нарисую

 

[KV1237542]

Имел ввиду такой клапан: + снижение момента инерции и гашение вибраций

 

[Владимир Александрович]

Имел ввиду такой клапан: + снижение момента инерции и гашение вибраций 

      Клапан такой конструкции ни в коем случае делать нельзя. Жесткось возрастает с ростом угла отклонения прикрывающего лепестка, а его крайняя кромка даже у простого лепесткового клапана ударяется о седло с очень большими линейными скоростям. Здесь же линейные скорости удара будут еще выше. От крайней кромки всегда начинается разрушение контактирующей поверхности.

      Если в двухтактных двигателях, где перепад давления мал, тонкие и легкие пластиковые лепестковые клапаны работают успешно, то при перепадах в несколько атмосфер уже применяют другие конструкции - полосовые, двойные полосовые, прямоточные, тарельчатые и др. Они описаны у Шелеста,  у Кошкина, у Асеева.

     Полосовые и двойные полосовые проще по конструкции и имеют увеличенное проходное сечения при меньшем мертвом объеме. На них и нужно пока ориентироваться.

 

[JohnDoe]

@ KV1237542
Клапаны подобной конструкции применяются в ПуВРД на впуске в КС, их ресурс чрезвычайно мал, хотя перепад давления невысок. Так что я согласен с Владимиром Александровичем. 🙁

 

[KV1237542]

двойные полосовые

Что за они?

А вообще и полосовые устраивает.

 

[Владимир Александрович]

Что за они?

     В полосовом клапане, как известно, клапанная полоска под давлением потока воздуха отходит от седла и прогибается посередине садясь на ограничительное дугообразное седло. Проходное сечение для воздуха имеет переменный профиль. При обратном ходе за счет упругости полоска получает начальный возвратный импульс и с микровибрациями на посадочной поверхности перекрывает сечение нагнетательного канала.
     В клапане с двумя полосками, функция прикрытия проходного сечения и упругая функция разделены между двумя полосками. Вторая полоска выгнута обратной дугой и своей серединой опирается на первую, удерживая ее в положении "Перекрыто". При нагнетании воздуха первая пластина отходит от седла, выжимая дугу второй полосы и равномерно открывая проходное сечение. Соответственно аэродинамические характеристики двухполосного клапана будут лучше, чем у однополосного. При обратном ходе пластин происходит более четкое перекрытие проходного сечения канала. Вибрация при посадке первой пластины на плоскость значительно меньше, т.к. первая пластина не нагружена движущими силами упругости и не несет в себе энергии возбуждения колебаний.

 

[KV1237542]

В полосовом клапане, как известно,

Вроде ясно, доп  Ссылочку на литературу или листик с подр. описанем или рисунок не дадите?

 

[А.Г.К]

Владимир Александрович, как у вас успехи? У меня складывается впечатление что скоро актуальными станут линейные генераторы с СПД. Можно будет делать квадрокоптеры с такими генераторами и с приводом винтов электродвигателями. Эту тему можно будет развивать по разным направлениям. Я правда для этого уже стар.