Малые ТВД и их перспективы

Турбовинтовые двигатели, если что.
 
1 6 7 8 9 10 26

spam_test

аксакал

ahs> А какая разница? Считаем ведь полный цикл
разница в том, что в микротурбине газ не отрабатывает весь потенциал. Он успевает вылететь быстрее, чем сгореть/сработаться, и тут ничего не сделаешь скорости не уменьшить, а геометрия зажата. Разве что какую то хитровывернутую лабиринтную систему турбин сделать, чтобы газ в габарите раз 5 туда-сюда сходил. Но как снять мощность с этого?
 44
+
-
edit
 

hcube

старожил
★★
s.t.> Разве что какую то хитровывернутую лабиринтную систему турбин сделать, чтобы газ в габарите раз 5 туда-сюда сходил. Но как снять мощность с этого?

Сгорание решаемо. Лабиринт туда-сюда-туда три раза, дальше на турбину. Если теплоизолировать, то потери энергии не будет.
Убей в себе зомби!  54.0.2840.8754.0.2840.87
LT Bredonosec #25.11.2016 18:30  @spam_test#25.11.2016 08:15
+
-
edit
 
s.t.> а мне интересно стало, турбина суть большая дыра, в противоположность поршневым мешинам.
Нет. На микротурбинах граничные явления портят картину. На самой турбине срабатывается давление превосходно. КПД больших ГТД вполне сравним с кпд больших дизелей. При этом ГТД намного легче.
Voeneuch, учи физику, манажор ))  26.026.0
+
+2
-
edit
 

Monya

опытный

s.t.> разница в том, что в микротурбине газ не отрабатывает весь потенциал. Он успевает вылететь быстрее, чем сгореть/сработаться, и тут ничего не сделаешь скорости не уменьшить, а геометрия зажата. Разве что какую то хитровывернутую лабиринтную систему турбин сделать, чтобы газ в габарите раз 5 туда-сюда сходил. Но как снять мощность с этого?
Вах, так и в поршневом двигле газ не отрабатывает весь потенциал. Он же горячим оттуда вылетает, а не с температурой окружающей среды :) .
Так и турбину считают, чтоб максимально сработать весь тепловой перепад. Межлопаточные каналы соплового(направляющего) аппарата и рабочего колеса так и считаются.
Вообще, тепловой КПД максимален для цикла Карно, и больше не получить, от слова никак (хоть сколько раз крути потоки туда-сюда). И чем ближе диаграмма цикла к диаграмме цикла Карно, тем лучше (при одинаковых p, v , T - естессно). Грубо говоря, чем лучше/плотнее вписывается диаграмма в диаграмму цикла Карно, тем ближе КПД агрегата к КПД идеальной тепловой машины. Площадь, ограниченная графиком (А) - суть работа термодинамического цикла. Как-то так.
Вот цикл Карно (p-v координаты):

Вот Брайтона (ГТД):

Вот Отто (ДВС с зажиганием):

Вот Дизеля:

Вот глядя на картинки и можно примерно оценить, термодинамический цикл какой машины эффективней.
 49.0.2623.11249.0.2623.112
Это сообщение редактировалось 25.11.2016 в 22:16

Monya

опытный

Monya>> Ага, именно нехватка расхода рабочего тела.
Invar> Никак ТНА?
Ага, и причем для ЖРД открытой схемы. В замкнутом цикле рабочего тела тоже, как на гуталиновой фабрике :)
 49.0.2623.11249.0.2623.112

Invar

опытный
★☆
...
Monya> Вообще, тепловой КПД максимален для цикла Карно, и больше не получить, от слова никак

О натюрель есть еще мнооого разного в приближеньи к идеалу.
Вот сумрачный германский гений:
Лучше других аргументов и доводов мировоззрение защищает полиция (с) С. Лем Все самые большие глупости на свете делаются с серьезным выражением лица Тот самый  33
+
+2
-
edit
 

Monya

опытный

Monya>> Ага, именно нехватка расхода рабочего тела.
Bredonosec> погоди, а почему мы не можем увеличить подвод рабочего тела? Или в другой сегмент тяги попадаем?
Не, имеется в виду, когда больше действительно не получается. Ну лимитированы по расходу, а нужен привод именно от турбины. Пример - турбина ТНА ЖРД открытого цикла.
>>И связано это скорее не с шириной, а с высотой лопаток.
Bredonosec> на тему высоты я не спорю, меня смутило насчет "можно делать лопатки шире" - что и заинтересовало, где связь. Или всё-таки речь про удлиннение, а не изолированно ширину-высоту?
Ага, именно удлинение. Ну специфика терминологии лопаточных машин. Всеж не аэродинамика :)
Bredonosec> В частности, насколько велики будут потери от остальных сегментов, и не перевесят ли они. И не выгоднее-ли, к примеру, тупо уменьшить диаметр колеса турбины, чтоб, пусть проигрывая на плече, получить достойную высоту лопаток и выигрыш аэродинамически.
Иногда не выгоднее. В теории для этого целый ряд (ну или систему) потерь ввели. Сейчас уже не вспомню - там их с десяток наберется (лопаточные, на парциальность, тепловые, на перетоки ...). Вот играясь соотношением и выбирают наилучший вариант

Bredonosec> ээ.... а отличие первых от вторых можно? Чтоб в терминах не путаться..
В активной турбине весь перепад давления срабатывается в направляющем аппарате, а рабочее колесо движется за счет поворота потока. В идеале на рабочем колесе перепада давлений нет (только за счет потерь).
Выглядит так:

Активно-реактивная турбина часть перепада срабатывает в сопловом аппарате, часть на рабочем колесе (за счет конфузорности межлопаточных каналов рабочего колеса). То есть газ ускоряется не только в сопловом аппарате , но и в рабочем колесе. Естественно, за счет перепада давлений и температур.
Выглядеть будет так:

Ну а чисто реактивная турбина выглядела бы, как в аттаче
Bredonosec> Воздух обладает массой, инерцией, при любых значительных оборотах турбины его будет выбрасывать наружу. То есть, логично было бы сделать колесо турбины таким же центробежным, чтоб выходное сечение было близко к осевым турбинам, а остаток перепада срабатывался в сопле с центральным телом. Заодно, кстати, отлично закомпонуется кольцевая камера сгорания. В твоей картинке она раздувает мидель до окончания сопла, а при моём предложении сопло оказывается более узким, позволяя более аэродинамично вписать двиг в модель.
Но КПД центробежной турбины будет меньше, чем центростремительной. Газодинамика, она такая. Вот чего теория говорит:
Рассмотрение циркуляционного движения в радиальном колесе показало, что в центробежной ступени под влиянием относительного вихря увеличиваются скорости на вогнутой стороне профиля и уменьшаются на выпуклой, а в центростремительной ступени относительный вихрь приводит к уменьшению скоростей на вогнутой стороне профиля и к их увеличению на выпуклой. Иначе говоря, в центробежном колесе происходит выравнивание скоростей поперек межлопаточного канала, а в центростремительной — наоборот, поперечный градиент скоростей возрастает. Это приводит, например, к тому, что удельная работа жидкости в центростремительной турбине получается больше, чем в осевой, и тем более, чем в центробежной, при тех же размерах и той же скорости вращения, если при этом сохранить одинаковыми относительные скорости потока. Соответственно получение одной и той же удельной работы сопровождается из-за разной кривизны лопаток в турбине центростремительного типа меньшими потерями, чем в осевой, и тем более, чем в центробежной. Особенности течения жидкости в радиальной ступени (например, турбине) связаны с возникновением сил Кориолиса.  [c.64]
 

В принципе, для понимания, можно использовать принцип обратимости лопаточных машин. Лопаточный насос можно сделать центростремительным (за счет профилирования лопаток) - но работать будет хреново. Вот отзеркаль картинку - следовательно центробежная турбина хуже центростремительной.
Прикреплённые файлы:
 
 49.0.2623.11249.0.2623.112

Monya

опытный

Invar> О натюрель есть еще мнооого разного в приближеньи к идеалу.
Invar> Вот сумрачный германский гений:
Ну дык нет пределаизвращения совершенства.
 49.0.2623.11249.0.2623.112

Invar

опытный
★☆
Monya> Ну дык нет пределаизвращения совершенства.

Вот только даж обычный авиационный воздушно-масляный радиатор на десяток киловатт стоил примерно как Жигули в советское время.

Про рекуператор и подумать страшно :eek:

Эт так радетелям дешевизны на заметку :D
Лучше других аргументов и доводов мировоззрение защищает полиция (с) С. Лем Все самые большие глупости на свете делаются с серьезным выражением лица Тот самый  33

Invar

опытный
★☆
Добавим картинок информации к размышлению ;)
Прикреплённые файлы:
твд150.jpg (скачать) [540x722, 211 кБ]
 
 
Лучше других аргументов и доводов мировоззрение защищает полиция (с) С. Лем Все самые большие глупости на свете делаются с серьезным выражением лица Тот самый  33

Monya

опытный

Invar> Добавим картинок информации к размышлению ;)
А симпатичный моторчик. Ну это для БЛА класса MQ-1 или даже чуть поболе. Там, ЕМНИП, что-то около 100 лошадок двигло.
А в качестве одноразового для каких-нибудь ударных камикадзе типа КР жаба задушит такой мотор ставить. Дороговато, наверное?
 49.0.2623.11249.0.2623.112

Invar

опытный
★☆
Никак :(

Сейчас как доллар Конфедерации - цены не имеет.

Даж на выставках уж давно не видать...

В теории газогенератор базовый, к нему турбину, редуктор и винт плюсуем. Желающих делать за 30 кБ...даж на беспилотну версиюднём с огнем не сыщешь
Лучше других аргументов и доводов мировоззрение защищает полиция (с) С. Лем Все самые большие глупости на свете делаются с серьезным выражением лица Тот самый  33
+
-
edit
 
Monya> Не, имеется в виду, когда больше действительно не получается. Ну лимитированы по расходу, а нужен привод именно от турбины. Пример - турбина ТНА ЖРД открытого цикла.
не, давай брать условия ближе к нам. Небо, рабочего тела как гуталина у матроскина.
В них ведь на сегмент дуть просто неразумно выходит.

Monya> Ага, именно удлинение. Ну специфика терминологии лопаточных машин. Всеж не аэродинамика :)
:)

Monya> В активной турбине весь перепад давления срабатывается в направляющем аппарате, а рабочее колесо движется за счет поворота потока. В идеале на рабочем колесе перепада давлений нет (только за счет потерь).
Monya> Выглядит так:
хм... А это именно срабатывается, или всё же адиабатически ускоряется за счет сужающихся каналов?
По идее ж работу нельзя на сопловом аппарате делать - нам это никакой пользы не даст.

Monya> Но КПД центробежной турбины будет меньше, чем центростремительной. Газодинамика, она такая. Вот чего теория говорит:
честно говоря, не понял перехода от градиента скоростей к работе. :(
Они ведь могут падать не только от газодинамики, у нас же тут еще и момент инерции.

Monya> В принципе, для понимания, можно использовать принцип обратимости лопаточных машин.
эээ... отчасти да. Но работа момента инерции массы рабочего тела не будет обратима. На преодоление его всё равно придется тратить работу, а не получать её. Потому мне не стыкуется такое решение...
Voeneuch, учи физику, манажор ))  26.026.0
+
-
edit
 

Monya

опытный

Bredonosec> хм... А это именно срабатывается, или всё же адиабатически ускоряется за счет сужающихся каналов?
Ну "срабатывается" - жаргонизм теории лопаточных машин. Естественно адиабатно ускоряется.
Bredonosec> По идее ж работу нельзя на сопловом аппарате делать - нам это никакой пользы не даст.
Ну почему же. Абстрагируясь и экстраполируя :) , представь: вот реактивное сопло. Ускоряет газ. А потом мы получаем работу. Вульгарно говоря, как-то так.
Bredonosec> эээ... отчасти да. Но работа момента инерции массы рабочего тела не будет обратима. На преодоление его всё равно придется тратить работу, а не получать её. Потому мне не стыкуется такое решение...
Давай попробуем совсем вульгарно, на пальцах. Рабочее колесо радиальной лопаточной машины всегда имеет расширяющийся канал от центра к периферии колеса. Работу на колесе получаем либо разворотом потока (активная турбина), либо разворотом+ускорением потока в межлопаточных каналах (активно-реактивная турбина). В центробежной турбине получать работу будем за счет разворота потока (за счет профилирования лопаток) с одновременным его торможением (проходное сечение канала растет (считаем дозвук, естессно)) (в центростремительной газ ускоряется, отдавая дополнительно часть энергии рабочему колесу). Возрастает статическое давление, часть работы теряется. Теоретически можно создать колесо с центральным сечением меньше, чем с периферийным. Только это будет не радиальная машина (центробежная/центростремительная) а так называемая "диагональная" (в принципе вопрос терминологии :) ).

Есть такие, просто их довольно мало, матаппарат их расчета пока довольно слаб (правда наверное потому, что серьезно ими никто не занимался :( ). Ведь течение получается полностью трехмерное. А существующая теория рассматривает двумерные течения (вдоль оси - для осевых, вдоль радиуса - для радиальных).
В принципе, если рассматривать турбину чисто как привод компрессора - то фиг с ним. Остаточное давление можно использовать для получения реактивной тяги на сопле. Так что для ТРД наверное пойдет, особенно для малых. Просто упадет удельная работа (а с ней естесвенно и энергия, снимаемая с единицы массы турбины), то есть для привода будет необходим больший расход рабочего тела. Вот если задаваться целью снять как можно больше энергии с рабочего тела именно на привод вала (воздушного винта), как в турбовальных двигателях, тогда уже не комильфо.
 49.0.2623.11249.0.2623.112
Это сообщение редактировалось 27.11.2016 в 13:12
+
-
edit
 
Monya> Давай попробуем совсем вульгарно, на пальцах. Рабочее колесо радиальной лопаточной машины всегда имеет расширяющийся канал от центра к периферии колеса.
угу. именно, потому что сжимать воздух против его инерции нерационально от слова вообще.

>(в центростремительной газ ускоряется, отдавая дополнительно часть энергии рабочему колесу).
стоп-стоп-стоп. Как это ускоряется, отдавая энергию? Отдавая энергию, замедляться должен.

> Возрастает статическое давление, часть работы теряется.
но у нас ведь не адиабатный процесс, мы заставляем поток совершать работу, он отдаёт энергию колесу, то есть, в первую очередь должна падать температура, а не расти статическое, нет?

>Теоретически можно создать колесо с центральным сечением меньше, чем с периферийным. Только это будет не радиальная машина (центробежная/центростремительная) а так называемая "диагональная" (в принципе вопрос терминологии :) ).
Monya> Есть такие, просто их довольно мало, матаппарат их расчета пока довольно слаб (правда наверное потому, что серьезно ими никто не занимался :( ). Ведь течение получается полностью трехмерное. А существующая теория рассматривает двумерные течения (вдоль оси - для осевых, вдоль радиуса - для радиальных).
Погоди, а почему трехмерное?
И почему это "диагональное"?
Если на выходе сечение (как межлопаточное, так и всего канала) больше, то за счет расширения газа мы можем снять какую-то работу. Происходит это на центробежном или центростремительном колесе - в принципе значения не имеет. Имеет значение только то, что в центростремительном часть работы газа будет потрачена на преодоление центробежной инерции, а на центробежной - инерция будет помогать крутить колесо, то есть, мы сможем снять больше работы.

Monya> Просто упадет удельная работа (а с ней естесвенно и энергия, снимаемая с единицы массы турбины),
вот этот момент я не понимаю. Почему? Наоборот же!
Voeneuch, учи физику, манажор ))  26.026.0
+
-
edit
 

spam_test

аксакал

Monya> Так и турбину считают, чтоб максимально сработать весь тепловой перепад.
Это я понимаю, но речь то за микротурбины. Т.е. и в микротурбинах выжимается весь потенциал, а мизерный КПД, весь на совести разного рода потерь из-за неоптимальной аэродинамики?
 44
LT Bredonosec #27.11.2016 15:02  @spam_test#27.11.2016 14:29
+
-
edit
 
s.t.>Т.е. и в микротурбинах выжимается весь потенциал,
пока неизвестно.

> а мизерный КПД, весь на совести разного рода потерь из-за неоптимальной аэродинамики?
да, невозможности улучшить классическую аэродинамику вследствие концевых явлений.
и это было прямым текстом написано (отвечено) выше. зачем повторять?
Voeneuch, учи физику, манажор ))  26.026.0
RU spam_test #27.11.2016 15:13  @Bredonosec#27.11.2016 15:02
+
-
edit
 

spam_test

аксакал

Bredonosec> и это было прямым текстом написано (отвечено) выше. зачем повторять?
Затем, что автор высказался в том духе, что у микротурбин все в порядке с утилизацией. А по расход/мощность на валу разница десятки раз. Вот и показалось, что многовато для суть трения.
 44
+
+1
-
edit
 

Invar

опытный
★☆
s.t.> Затем, что автор высказался в том духе, что у микротурбин все в порядке с утилизацией. А по расход/мощность на валу разница десятки раз. Вот и показалось, что многовато для суть трения.

Нет там десятков раз если с конструкцией (и ценником ;) все в порядке :p:p ) - разы и даж десятки процентов. Масштабный (размерный! не мощностной ) фактор есть, конечно, но не надо так уж демонизировать.

А если хочется "на коленке", именно эффекта, а не эффективности...каждому свое.
Лучше других аргументов и доводов мировоззрение защищает полиция (с) С. Лем Все самые большие глупости на свете делаются с серьезным выражением лица Тот самый  33
+
-
edit
 

spam_test

аксакал

yacc> НЕТ ни одного ТВД\ТРД с винтовым компрессором
И что? До 40 годов ГТД вообще не было, есть принципиальный запрет?
 44
+
-
edit
 

spam_test

аксакал

Invar> Нет там десятков раз

Малые ТВД и их перспективы [yacc#17.11.16 11:42]

… ЧЕГО??? А может матчасть сначала изучить? Итак вот ТВД SPT10-RX-H-2.JPG @ www.tzimport.com [ кеш ] jetcatusa.com //  http://www.jetcatusa.com/rc-turb ines/turbine-details/spt10_rx_h/   Это тот самый джеткэт Мощность на валу - 9 кВт ( 12 л.с ) Обороты турбины - от 44.000 до 154.000 об/м На пропеллере - 1200 - 8750 об/м Потребление - 11.8 oz per/min - 12 унций ( 28 грамм ) в минуту или 336 грамм в минуту. Вес - 5.4 фунта Стоимость - $4,995 - почти пять штук баксов Межремонтный ресурс…// Авиационный
 
 44
+
-
edit
 

Invar

опытный
★☆
Invar>> Нет там десятков раз
s.t.> Малые ТВД и их перспективы [yacc#17.11.16 11:42]

С конструкцией и ценником - за копейку канарейку не получается,

а дорого нецлесообразно

ГТД 1000/1250 примером
Лучше других аргументов и доводов мировоззрение защищает полиция (с) С. Лем Все самые большие глупости на свете делаются с серьезным выражением лица Тот самый  33
LT Bredonosec #27.11.2016 16:35  @spam_test#27.11.2016 15:13
+
-
edit
 
s.t.> Затем, что автор высказался в том духе, что у микротурбин все в порядке с утилизацией. А по расход/мощность на валу разница десятки раз. Вот и показалось, что многовато для суть трения.
блин, а учиться читать?
Там вообще не трение. Перечитайте предыдущие страницы темы.
Voeneuch, учи физику, манажор ))  26.026.0
+
-
edit
 

Monya

опытный

s.t.> Это я понимаю, но речь то за микротурбины. Т.е. и в микротурбинах выжимается весь потенциал, а мизерный КПД, весь на совести разного рода потерь из-за неоптимальной аэродинамики?
Ну да, как-то так
 49.0.2623.11249.0.2623.112
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
+
-
edit
 

Monya

опытный

Monya>> Давай попробуем совсем вульгарно, на пальцах. Рабочее колесо радиальной лопаточной машины всегда имеет расширяющийся канал от центра к периферии колеса.
Bredonosec> угу. именно, потому что сжимать воздух против его инерции нерационально от слова вообще.
Ну так в расширяющемся канале дозвуковой поток тормозится. Ускоряется он в сужающемся.
>>(в центростремительной газ ускоряется, отдавая дополнительно часть энергии рабочему колесу).
Bredonosec> стоп-стоп-стоп. Как это ускоряется, отдавая энергию? Отдавая энергию, замедляться должен.
Ну как в реактивном двигателе - поток газа ускоряется в сопле. Реактивный двигатель же дает тягу (энергию)?
>> Возрастает статическое давление, часть работы теряется.
Bredonosec> но у нас ведь не адиабатный процесс, мы заставляем поток совершать работу, он отдаёт энергию колесу, то есть, в первую очередь должна падать температура, а не расти статическое, нет?
Вот блин. Охлаждатся ему не с чего. В расширяющемся канале поток тормозится. Далее, по закону сохранения энергии (ну Бернулли же) растет давление.
>>Теоретически можно создать колесо с центральным сечением меньше, чем с периферийным. Только это будет не радиальная машина (центробежная/центростремительная) а так называемая "диагональная" (в принципе вопрос терминологии :) ).
Monya>> Есть такие, просто их довольно мало, матаппарат их расчета пока довольно слаб (правда наверное потому, что серьезно ими никто не занимался :( ). Ведь течение получается полностью трехмерное. А существующая теория рассматривает двумерные течения (вдоль оси - для осевых, вдоль радиуса - для радиальных).
Bredonosec> Погоди, а почему трехмерное?
Ну потому, что движется и вдоль оси и вдоль радиуса. А классическая теория рассматривает либо осевые, либо радиальные лопаточные машины. Для первых перемещением вдоль радиуса пренебрегается, для вторых - вдоль оси вращения. А тут оба присутствуют в значимых величинах.
Bredonosec> И почему это "диагональное"?
Ну так они в теории лопаточных машин обзываются. Иначе еще обзывают радиально-осевыми.
В радиальных лопаточных машинах течение рабочего колеса происходит перпендикулярно оси вращения. Если рабочее тело движется от центра к периферии, то такие лопаточные машины называются центробежными, если наоборот, то центростремительными. Поверхности тока близки к плоскостям, перпендикулярны оси вращения.
В осевых лопаточных машинах течение рабочего тела происходит параллельно оси вращения. Линии тока образуют поверхности вращения с образующей параллельно оси (цилиндры).
Диагональные лопаточные машины являются промежуточными между радиальными и осевыми. Линии тока образуют поверхности вращения с образующей, наклоненной к оси под произвольным углом.
 

Bredonosec> Если на выходе сечение (как межлопаточное, так и всего канала) больше, то за счет расширения газа мы можем снять какую-то работу.
Еще раз. Так расширение газа возможно только в сужающемся канале для адиабатного процесса.
Bredonosec> Имеет значение только то, что в центростремительном часть работы газа будет потрачена на преодоление центробежной инерции...
Плотность газа невелика, массовые центробежные силы, соответственно тоже. А вот течение газа через диффузор (расширяющийся, с замедлением) сопровождается еще к тому же и достаточно ощутимыми потерями.
Monya>> Просто упадет удельная работа (а с ней естесвенно и энергия, снимаемая с единицы массы турбины),
Bredonosec> вот этот момент я не понимаю. Почему? Наоборот же!
Да, такая штука неподготовленного чела слегонца приводит в изумление. Но в принципе и закон Бернулли на первый взгляд кажется парадоксом - с фига ли в узком сечении трубопровода давление ниже, чем в широком. Но это так. (Видишь суслика - нет. А он есть :) )
Вообще есть достаточно книжек по теории лопаточных машин. Но там минимум - 3-4 курс ВУЗа соответствущего (то еесть предполагается основательные познания в газодинамике и теплопередаче). Так, чтоб на пальцах - сложно
 49.0.2623.11249.0.2623.112
Это сообщение редактировалось 27.11.2016 в 19:22
1 6 7 8 9 10 26

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru