rotor-motor.ru
http://rotormotor.listbb.ru/

А почему не Стирлинг
http://rotormotor.listbb.ru/viewtopic.php?f=3&t=38
Страница 1 из 3

Автор:  Анатолий [ 29 ноя 2012, 15:17 ]
Заголовок сообщения:  А почему не Стирлинг

Очень интересная работа. Но банальный вопрос? Какой смысл зацикливаться на ДВС. эта схема будет О-О-очень хорошо работать в двигателе Стирлинга по циклу Эриксона.
сосстоять такой комплект будет
1.Роторный компрессор раб обьемом V
2.ГРМ Тверского раб обьемом 1.5-2V
3. радиатор
4. Котел
5. при необходимости - противоточный рекуператор
Преимущества:
1.Низкий перепад давлений 2-3раза
2. регулирование момента изменением давления в системе в широком диапазоне
3. абсолютная герметичность (технологий вывода оси вращения дстаточно)
4. Отсутствие перегрузок

Теоретический кпд такой системы - выше 50% (без учета трения)
преодолен главный недостаток цикла Эриксона - Необходимость клапанов
Преимущество - с опытом автора быстрая и эффективная реализаци и огромный рынок для электрогенераторов на ЛЮБОМ топливе
для примера привожа размеры ПМ в комплекте радиатор и котел http://www.cyclonepower.com/

Совмещенияе такой системы с отоплением дома и выработкой эл-энергии - - огромнейший спрос

Автор:  iis [ 05 дек 2012, 21:43 ]
Заголовок сообщения:  Re: А почему не Стирлинг

Здравия, Анатолий.
Вполне согласен с вами, что роторный двигатель "Типа Тверской" на новом этапе развития его конструкции - таит в себе много еще нераскрытых возможностей. В том числе и для применения в варианте внешнего сгорания с использованием циклов Брайтона-Эриксона и конструкции Стирлинга.
Но этот вариант конструкции гораздо боллее громоздкий в исполнении для рабочей модели. Еще требуется и эффективный котел и пр.
Я с трудом "вытягиваю" изготовление за свои деньги маленькой конструкции на принципе ДВС. А изготовление варианта Стирлинга будет гораздо дороже, я его просто не потяну....
А каких-то заинтересованных лиц- инвесторов я пока не заметил. И это при том, что мой сайт посещает много целевой публики. Но все - или энтузиасты, типа вас, либо просто любопытствующие и сочувствующие идее...
Такая уж у нас в стране сложилась экономика, которой совсем не нужны иновации. Пусть даже они оформлены десятками патентов и присутсвют в "осязаемой форме" дееспособных опытных моделей....

Автор:  Анатолий [ 08 дек 2012, 00:14 ]
Заголовок сообщения:  Re: А почему не Стирлинг

Зравствуйте Игорь. Воровское государство. Создашь чего-нибудь и - бандиты даром могут отобрать. Про стирлинг. Тут нагрузки менше (перепад давлений). Советственно потери мене критичны. . Про котел - он не нужен, достаточно горелки в контуре высокого давления (необходимость каественного сгорания автор обосновывал, изобарическое расшиерение понижает температуру горения) и ВЫХЛОП НА РЕКУПЕРАТОР!!! а дальше - в воздух (ИЗБАВЛЯЕТ ОТ ХОЛОДИЛЬНИКА). Далее такая пара, компрессор-ГРМ(газорасширительная машина) может включать в в качестве котла SOFC(промышленную), которая
1.превратит в электричество половину энергии топлива
2. понизит температуру после горения
3. система позволит повысить давление в ячейке, что повысит ее энергоотдачу на килограмм.
Кроме того
4. требовавания по температуре к компрессору гораздо ниже - хоть из пластвмассы(а это уже отсутствие потерь через хорошее уплотнение)

Почему я имею немножко скепсиса по поводу ДВС. . Высокий перепад давлений ДВС поднимает требования к уплотнениям и потери "просачивания", риск прогорания снижает ресурс. В то же время по геоометрию уплотненния обеспечить не просто(ребро зуба - дуга )
Только очень высокие обороты снизят потери.
В то же время Ваш последний ДВС по сути состоит из компрессора и ГРМ. почему скажете пара роторный компрессор-ГРМ для ТЭ. Да мощность на килограм СОфС невысокая, турбина - не годится, поршневя машина - тяжело и неэффективно. В то же время - для 20 квтчас энергии (2кг) в топливе надо 36 м куб воздуха
или 10литров в сек
при 600 об,мин - обем одноконтурной установки - литр
при 6000 - 100 см. куб
при 60000 - 10см.куб (а для 4-обемной 2,5см.куб)- для такой маленькой - обороты не проблема, но сгорание уже должно быть непрерывным!!! Маленькие размеры - малые потери (тут я не учитывал КПД для простоты расчета. И сколько это будет весить? 100 или 200 грамм на 5 квт (при КПД 25%) эффективной мощности? - хоть на самолет ставь. Я не вижу ошибки!!!
Я ,честно говоря, не представляю камеры размером по0.6см куб. Но и ошибок не вижу.
а ПРЕИМУЩЕСТВА - меньше сечения уплотнений, легче обесрпечить точность, меньше тепловые потери, Трение - тут вопрос? обороты высокие.
разбивание на 2 контура (компауд) еще больше снизит влияние потерь уплотнений (но в 2 раза увеличит потери трения - что больше-вопрос?).
если считать иначе.
скорость газа должна быть меньше 330 м/сек (скорости звука)
при 100 м/сек - 10.000 см,сек
10 л воздуха в сек -10.000 куб см
получается при 1000 об в сек обем камеры однообемного компрессора 10см куб
все сходится
при сечении цилиндра 1 см кв
такой объем получаем на валу 3 см в диаметре (Пи х Д)!!!!
(4 камеры уже не обсуждаю. Ну можно обороты понизить в 4 раза при желании - выйдем на 15 тыс форсированного мотоцикла).Расчеты ориентировочне - не учитывалось, что после нагревния обем газа вырастет в3-5раз для ГРМ)
Теперь - такие обороты - обороты маховика-накопителя для транспортного средства, котрый обеспечивает разгон и рекуперацию при торможении. В свое время одна их фирм (см вики) делала турбину с маховиком - но турбина на таких мощностях решение не лучшее. Решение Тверского лучше квазитурбины - нет колебаний а значит и перегрузок)
далее - если упор на высокие обороты.
То зачем такие громоздкие конструкции?
Зачем такие огромные зубья на шестернях, которые практичкски не несут нагрузок?
Притереть и выточить хоть надфилем вал диаметром 3 см и запорный в полтора см можно измеряя чуть ли не микрометром каждый размер. А это зазоры и потери - соответственно.
А если не делать упор на высокие обороты - теряется вся прелесть. Ну выхлоп на рекуператор, который будет подогревать после компрессора сжатый воздух (вот это будет уже массивная и тяжелая деталь - но она того стоит), чтобы кпд повысить.Советовать, конечно легче чем создавать, Но расчеты проверьте, если ошибаюсь - то где. Если не деньгами, то хоть советом помочь охота. Думаю, мои рассуждения не лишены смысла, Делать как все - результат будет только хуже и дороже .
А элементы таких размеров уже целесобразно(и возможно) делать из КЕРАМИКИ
нще интерсные вопросы
Каков % объема проточных каналов к камре сгорания
2 Какова скорость газов в проточных каналах при 100 об/сек
3 почему автор отказался от формирования камеры сгорания в запорном циллиндре?
4 в статье про детонацю - - 1 кг топлива - 46 мдж или 12.7 квтчас
т. о на 1 лс -час - 0.73квтчаса или при кпд 100% 0.73/12.7 = 57 грам т.о. 60 граммов топлива - при кпд96%!! !
:)

Автор:  telekast [ 09 дек 2012, 17:45 ]
Заголовок сообщения:  Re: А почему не Стирлинг

Анатолий, потери(удельные) при уменьшении размеров растут! Это следует из закона квадрата-куба(при увеличении линейных размеров площадь растёт в квадрате, а объём - в кубе). Требования к точности изготовления также растут с уменьшением размера и сама точность имеет некий предел, определяемый возможностями/точностью оборудования. Т.е., если Вы сваяете двиг объёмом в литр на станке с точностью в сотку, то ровно ту же сотку Вы получите, изготовив движок в 100 см3. Потери вырастут. Даром, что ли, чем более монструозна установка, тем меньше её удельный расход. Как пример можно рассмотреть судовые дизеля и их собратьев из легковых авто, или модельный микроТРД и турбину с Боинга. Там, ясен пень, куча нюансов влияет, но и размер - не последнее дело.
ИМХУ.

Автор:  Анатолий [ 11 дек 2012, 00:46 ]
Заголовок сообщения:  ДИСКУССИЯ С telekast

telekast и я о Это следует из закона квадрата-куба(
Возьмем для расчета литровый кубик
Периметр поршня - 40см определяет силу тренияи прорыв газов
площадь 600 см кв - определяет тепловые потери

Возьмите свои умные книжки, найдите там тепловой баланс ДВС и посмотрите , какая часть потерь приходится на механические.
Итак, имеем 100% тепла (энергии), подводимой при сгорании топлива. Энергия тратится на:
22-30%(26) на полезную работу - колеса крутит - это тот самый КПД .

1.20-35% (28) - теряется в системе охлаждения, т.е. просто греет воздух
2. И только 3-8% (6)- приходится на механические потери

разом этих потерь (1,2) 36%


30-55%(40) - теряется с выхлопными газами, т.е. еще греет воздух (недаром в городе зимой теплее )

Это в двс - где есть коленвал - боковые нагрузки и тп.
Допустим, в роторном исполнении потетри 3% .
выхлопные газы оставляем без изменеий
Уменьшим сторону поршня в 2 раза
за то же время поршню придется выполнить 4 прохода
площадь теплоотдачи составит 2 х 25+ 4 х 50 =250
тепловые потери составят 28 х 250 /600 = 11,5%
площадь контакта поршня со стенками уменшится в 2 раза но пробег поршня увеличится в 4 раза таким образом потери на трение вырастут в 2 раза и составят 6%

Разом потерь 1,2 будет уже 17,5%

Но и вес уменьшится и цена уменьшится но обороты вырастут в 4 раза!!!

Уменьшим не в 2 а в 3 раза

площадь составит 2х100/9 + 4 х 100 /3 = 155
Тепловые потери 28 х 155/600 = 8%
Потери на трение 3х3 = 9%
Разом 17%

уменьшим длинну/ширину поршня в 4 раза (обороты вырастут в 16 раз)
Площадь составит 12 + 100 = 112см кв

Тепловые потери - 28 х 112/600 = 5,2%
Потери на трение 4х3=12%
рАЗОМ 17,2%

Да, и потери 1,2 падают в 2 раза!! и мощность и КПД подниматся в потора раза (без рекуператора растут потери на выхлоп)

Дальнейшее уменьшение ведет к резкому увеличению потерь на трение !!!
да и невозможно в силу превышения технически допустимых оборотов

Эти расчеты касались изменеиня сечения поршня, но целесообразно менять все разом пропорционально


уменьшаем рабочий объем в 8 раз (геометрические размеры в 2 раза)

Периметр трения уменьшается в 2 раза, пробег вырастает в 8. итого потери трения больше - в 4 раза

3 х4 = 12%

площадь теплообмена падает в 4 раза

28/4= 7%

Разом потери составят 19%.

Т,.О. Уменьшение геометрических размеров в 2 раза влечет повышение КПД и снижение массы в 8 раз

Останутся габариты 100 мм при весе 2,25 кг против 18 кг!!! при той же мощности!!!
Раб объем падет до 5 см куб

Гидро -динамические методы уменьшения потерь трения широко извесны, тем более, что система не имеет нагрузок, характерных для устройств с коленвалом.

Но при таких оборотах сгорание уже дожно быть непрерывным, ибо смесь может не успевать сгореть полностью и время сгорания будет зависить от оборотов. Кроме того
паразитные объемы систем поджига будет оказывать свое отрицательное влияние.
Что дает сжигание непрерывное еще?
при сжатии воздуха в 8 раз температура растет в 2 раза до 300С град,
дальнейшее поднятие температуры в рекуператоре выхлопом до 700С (1000К) град реально?
сгорарние топлива изобарическое не приводит к неприемлемому росту температуры,
топливо сгорает в условия избытка кислорода
(добавляется на катализаторе еще 300 град - разом 1000С или 1300К - при желании)
Впуск порции газа(топлива) в корпусе двигателя (а у нас там все еще избыток кислорода ведь для прогрева на 300 град мы использовали только 10% топлива,которое использует ДВС) поднимает температуру до 2200К ИЛИ 1900С.(Это еще 30% топлива, который использовал бы ДВС .Т.о мы можем использовать без проблем с перегревом (без примеменения хитромудрых материалов) только 40% топлива. Что происходит дальше?
При выполнении работы и расширении газа температура падает в 2 раза 1100 К (800 С)
этот выхлоп отправляем в рекуператор для повышения температуры на входе.

Что плучаем?

Мы нагрели воздух изобарически на 1200 град

из них на выхлоп ушло (300 град температура+ 100необходимый перепад для теплоомена) - 400 ГРАД
Тепловой кпд -66%

В ДВС 10% выходной мощности - трение
-(У нас тоже за счет высоких оборотов)
66% х 0.9 = 60%
В ДВС мощность потерь теплоотвода приблизительно равна мощности на валу.
повысив обороты в 4 раза мы снизили тепловые потери в 4 раза
60%/4=15%

10+15 =25% потерь

Это если у автора крутящий момент 120 Н/м
при повышении оборотов в 8 раз при той же мощности
момент должен составит 15 н/м
при потерях на трение 10% для поворота вала (ротора диаметром в 50мм) необходимо 1,5 н/м - (полтора килограмма на рычаге в 10см - думаю - эти потери мной завышены серйозно)

В худшем случае такой сверхлегкий роторный мотор будет иметь 40% КПД на валу

Но при этом остаются резервы повышения температуры рекуператора. повышения темепратуры рабочей смеси за счет большего расхода топлива. Да и балансировка пропорций предварительного сгорания и сгорания в камере зависит от рабочих оборотов. На низких - целесообразнее в камере, на высоких - предварительно. Ну и конечно - мечты-мечты - двигатель без ударных нагрузок может быть цельнокерамическим - а это - низкая до смешного цена, менять моторы будем как зажигалки.


(В расчетах разница между Т Кельвина и Цельсия принималась равной 300 град - эта погрешность значительно меньше реальной)

Автор:  telekast [ 16 дек 2012, 05:53 ]
Заголовок сообщения:  Ответ Анатолию

Анатолий, всё прекрасно в Ваших расчётах и, возможно, даже верно(лень проверять), НО! Вы нечуствительно упустили один важный момент - речь про УДЕЛЬНЫЕ потери, т.е. о соотношении потерь энергии к ПОЛЕЗНОЙ энергии/работе. А тут как раз всё с точностью до наоборот - при уменьшении размеров падает ОБЪЁМ, т.е. кол-во топлива, которое мы можем сжечь. Т.о. уменьшив линейные размеры вдвое("сократив" утечки в 2 раза) мы потеряем в объёме/мощности в 8 раз! Удельные потери вырастут вчетверо. Можно попытаться компенсировать это увеличением оборотов или сохранить объём, увеличив рабочий ход, но это вызовет пропорциональное увеличение скорости поршня и пр., а это вызовет рост потерь на трение, которые зависят от скорости/оборотов в КВАДРАТЕ. Средняя скорость поршня в современных "гражданских"/"бытовых" ДВС принята за 10-15 м/сек(в Ф-1 и т.д. делают и в два, 2,5 раза выше, но это не наш случай). Кроме того у "длиноходов" выше процент потерь в стенки(систему охлаждения) и т.д. ДВС, это такой "тришкин кафтан", где-то что-то прибавил - в другом месте убавилось. :(
ИМХУ.

Автор:  Анатолий [ 16 дек 2012, 19:49 ]
Заголовок сообщения:  Re: А почему не Стирлинг

Понял спасибо, если читать некому, (или оспорить, или проверить) то и писать незачем. Вас понял

Автор:  maxim284 [ 17 дек 2012, 22:02 ]
Заголовок сообщения:  Re: А почему не Стирлинг

Упаднических мыслей не надо развивать.

Автор:  telekast [ 22 дек 2012, 01:19 ]
Заголовок сообщения:  Re: А почему не Стирлинг

Анатолий писал(а):
Понял спасибо, если читать некому, (или оспорить, или проверить) то и писать незачем. Вас понял

А что Вам не понравилось в моей аргументации? :o

Автор:  maxim284 [ 22 дек 2012, 22:18 ]
Заголовок сообщения:  Re: А почему не Стирлинг

На мой взгляд всё разумно разложено по полочкам.Конечно практики бы...Что бы понять чего относительно чего и на сколько.

Страница 1 из 3 Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/