Просто оставлю это здесь
По привычной причине плохой памяти.
http://www.proepowersystems.com/
https://patents.google.com/patent/US20050257523
( Read more... )
http://www.proepowersystems.com/
https://patents.google.com/patent/US20050257523
( Read more... )
Теплообменник же должен лишь греть сжатый воздух 5-10 атм до 400-600 градусов.
Ну очень много трубок. И что? У воздуха нет всех этих проблем с образованием пузырьков и вообще гравитацией. И с вязкостью проблем нет. Трубки можно делать просто трубками, потоньше, и размещать их в котле как диктуют теплотехники без малейшего возражения.
Не очень-то она и даёт. Когда машина работает действительно эффективно (пароход или электростанция), пар из неё выходит только при низком давлении, с температурой хорошо 50-70 градусов. Иначе мы теряем в КПД машины. Для отопления и тем более технологических целей пар нужен горячее. И его приходится или отбирать промежуточно, теряя мощность машины (турбины), или поднимать давление выхлопа, теряя эффективность машины (и особенно турбины).
Тут же вопрос утилизации стоит примерно как у дизеля: зачем утилизировать тёплый воздух из дымовой трубы? Всю энергию он уже отдал в полезную работу!
Вполне факт. Идея далеко не новая же. Предложена ещё Джоулем в доисторические года, работала у Эриксона в середине XIX века. Рассчитана чуть позже, формула эффективности цикла такая же как у Дизеля, чуть хуже Отто из-за немоментального впуска/нагрева. Просто на тех технологиях (и параметрах) паровые машины давали лучше удельную мощность, а машины Отто и Клерка оказались проще и эффективнее, хоть и требовательнее к топливу. Сейчас же у нас высокие технологии и тренд на self-consumption, есть возможность и повод пооткапывать забытого. Эффективность с безопасностью воздушного двигателя и прожорливость всеядность парового, ня!
Reply
Плюс такой схемы вижу в том - что такой двигатель довольно просто изготовить из обычного ДВС.
Правда ненравитса большое количество низкотемпературной (неиспользуемой) теплоты. Система охлаждения цилиндрос, охлаждение компресссора.
Reply
Механический КПД да, хуже. Но не настолько. Нюанс в том, что механика ДВС должна выдерживать нагрузки не только от компрессии, но и от скачок сгорания. Причём скачок кратковременный, а лишний металл постоянный. Тут же давление никогда не растёт выше компрессорного, и механизмы могут быть гораздо легче. Грубо, у Отто механический КПД порядка 90%, у Клерка и вот тут около 80%. В общей сложности процента три разницы.
Охлаждать цилиндр и компрессор тут кстати не обязательно. Точнее, насчёт компрессора есть два мнения (оба неправильные мои), а цилиндр пусть будет горячим, лишь бы уплотнения работали.
В целом же да. Практический КПД пониже чем у бензинового двигателя - но и жжём мы далеко не бензин! Сделать можно из обычных мотора, компрессора (и это запатентовано) и чуть менее обычного дровяного воздушного котла. И результат получается определённо эффективнее, безопаснее и проще в обращении относительно аналогично собранного паровика. Заодно дешевле и мощнее стирлинга, но это невелико достижение.
Reply
++++++++++++++++++++
так я уже об етом писал. Когда обсуждали ДВС Брайтона. Пиковые давления малы, а работать может на таком же тяжелом топливе как и дизель.
а цилиндр пусть будет горячим, лишь бы уплотнения работали.
+++++++++++++++++++++++
Вот ети уплотнения и есть главная проблема всех двигателей внешнего сгорания. И тут имхо дело стоит особенно остро - так как тут не просто нагреты пар или относительно инертный газ, а воздух. Так что имхо тут либо безмаслянный двигатель, либо по типу двс охлаждение, либо порши очень длинные для обеспечения градиента температур у рабочей поверхности и у колец.
Reply
Уплотнения да. С третьей стороны, воздушному двигателю холодный цилиндр не так вреден как паровому. Рабочая температура больше, давление (при сравнимой эффективности) меньше, а потеря тепла уменьшает давление лишь линейно, без резкой конденсации. Такую машину можно спокойно сделать с холодными цилиндрами и компрессора (что не только плохо, но и хорошо), и расширителя. И она будет работать ненамного хуже полностью заизолированной.
Насколько я пони, у ДВС температура цилиндра ограничена в первую очередь преждевременным зажиганием. Даже у современного. Воздушные двухтактники спокойно греются до 150 градусов и работают же.
И кстати переделывать готовый мотор тут не только можно, но и нужно. В отличие снова от парового расширителя цилиндр лучше поливать смазкой из картера, не жалея. Излишки всё равно сгорят фтопке, а прорыва обратно пара нет. А подмешивать смазку в горячий воздух точно не лучшая идея.
Reply
++++++++++++++++
да и газ имеет на порядок два худшую теплопередачу чем насыщенный пар.
Воздушные двухтактники спокойно греются до 150 градусов и работают же.
++++++++++++++++++++
Сколько я понимаю - тут возможно вынужденное решение изза малой площади теплообмена. Так как ресурсом они неотличаютса.
Насчет масла так перебор масла через кольца нежелательный - может начать гореть в цилиндре и двигатель идет в разнос.
А вобще то жаль, что Эриксону нехватило мозгов приладить к своему двигателю компрессор. мм поршни при атмосферном давлении - удельная мощность воет до луны, да и кпд неочень.
Reply
Горение в цилиндре неприятно, но не смертельно. Регулятор перекроет подачу воздуха и всё. Не стоит греть стенки выше кипения или вспышки масла, но то 250-300 градусов же.
Эриксон в термодинамику не верил. Только компрессор у него вроде вполне себе был, главный недостаток же нагрев прямо в рабочем цилиндре. Скомпенсирован регенератором, но слишком сложно и мёртвые объёмы. Сочетание недостатков закрытого и открытого цикла, без их достоинств.
Reply
Reply
С горячим воздухом вообще всё не очень-то взлетело. Стирлинг при всех своих недостатках привлекателен полной замкнутостью, а открытый цикл народу был явно непонятен.
Reply
++++++++++++++++++++++
да не мог же он быть таким тупым. Отказ от рассматривания вечный двигвтелей - еще конец 18 века.
С горячим воздухом вообще всё не очень-то взлетело. Стирлинг при всех своих недостатках привлекателен полной замкнутостью, а открытый цикл народу был явно непонятен.
+++++++++++++++++++
имхо тут как раз проще - полная аналогия паровой машины . очень странно, что такие двигатели небыли на морских судах в первой половине 19 века. Паровики тех времен питались забортной водой, периодически выливая обогащенный солями кипяток за борт. И тут значительные потери (вроде до трети) тепла, либо потери меньше, но и отложения солей больше со всеми вытекающими...
Reply
С паровой машиной всё ясно же. Воду вскипятил - давление! Пар сконденсировал - вакуум! А что воздух от нагрева расширяется пропорционально этому нагреву, то уже не очень-то очевидно. Без предварительной подкачки удельной мощностью всё очень плохо, а с подкачкой не лучше, компрессорам нужны герметичные уплотнения. У паровой машины же сразу хорошее среднее давление, и прорыв через неплотности влияет лишь на расход, но не на мощность.
Как пример, даже самая игрушечная моделька паровой машинки может производить полезную работу, плюясь паром и брызгами, а неплохо сделанные стирлинги всё равно лишь сами себя крутят. С открытым циклом ещё хуже. Работает как стирлинг, а сложен как настоящая паровая машина. Как две паровые машины! В них бы смогли к концу века, разобравшись уже в ДВС, но при наличии ДВС и отсутствии проблем с топливом (включая твёрдое) они зачем?
И нет, я не знаю чем брайтон на дровах лучше газгена на тех же дровах.
Reply
Модельные стирлинги обычно работает на отмосферном давлении и кроме как рутить модельку естетсвенно мало еще на что пригодны.
Насчет сложности - такой брайтон всеж проще. Водонасос заменяетса компресором, но религирока вся вобще ненужна.
И нет, я не знаю чем брайтон на дровах лучше газгена на тех же дровах.
+++++++++++++++++++++++++++++
Ну там ненужна сложная система фильтрации и охлаждения газа. А простой фильтр гробит газген быстро. И в случии баллона с сжатым воздухом, Брайтон ненуждаетса в стартере и коробка передч может быть проще.
Reply
Довольно большие и вполне атмосферные стирлинги в те ещё времена были узко популярны как источник мощности на отдельный (большой) дом. Жрут больше паровой машины, зато внимания не требуют.
Газген ещё работает практически только в одном режиме (как и ДВС). Такая установка же даст энергии даже с одной спички.
А вот кстати коробка это веский аргумент за охлаждаемый компрессор. Абсолютной адиабатности не бывает, при медленном сжатии теплота всё равно потеряется. Значит лучше стремиться сразу к изотермическому, экономя механическую работу, а тепло возвращать регенерацией.
Reply
Или же https://youtu.be/oiCq050yceA Тут разность фаз 90 градусов, имхо оптимально. Сальники в цилиндре естественно придетса часто менять, но вроде економичнее и мощнее стирлинга того времени.
Насчет регенерации тепла. Полностью регенарация только если имеем неохлаждаемый цилиндр. А то - компрессор охлаждать, цилиндр тоже. Имхо столько воздуха и непережеч.
Reply
Тут проще. Если мы хотим отнять у дыма большую часть тепла, то в котёл должен входить холодный воздух. Вот компрессор сжимает в 10 раз, выдаёт воздух с температурой в 300 градусов - и выхлоп из окончательно выхлопной уже трубы никак не может быть холоднее! А если эту теплоту скинем в потери сразу в компрессоре не прогоняя через весь цикл, мы затратим на сжатие меньше работы.
Reply
++++++++++++++++++++++++++++
Несогласен. Енергия топлива тратитса на нагрев продуктов сгорания. Передадим 10 мегаджоулей газам с температурой 300 келвинов, получим скажем 1700 келвинов. Передадим 10 мегаджоулей газам с температурой 500 келвином, получим примерно 1900 келвинов. Температуры не те, что заморачиватса дисоциацией молекул продуктов сгорания.
А при сжимании мы и с регенерацей етого тепла получим потери. Так как в тепло тут переходит меническая работа, в которую в тепло переводит наш двигатель. Но так как кпд тут 0,2-0,3 то что с регенерацией, что без сумарный кпд будет почти такой же.
Reply
Leave a comment