К списку форумов К списку тем
Регистрация    Правила    Главная форума    Поиск   
Имя: Пароль:
Рекомендовать в новости

мотор-насос для байдарки с питанием от газа 220 грамм

Гость
0 - 24.10.2011 - 19:53
есть реальная техническая задача:
необходимо придумать очень лёгкий, очень простой и маломощный двигатель-движетель для туристичеких целей.

Двигатель должен устанавливаться на байдарке или легком каячке в качестве вспомогательного - помогающего веслам - и разгонять судно на скорость 5 км/час по спокойной воде.
топливо - стандартные туристические газовые баллоны - 220 гр.

пока основная мысль - использовать газоструйный насос (энжекторный насос) в качестве водомёта -конструкция его предельно проста и не имеет движущихся частей.. но КПД такого мотора очевидно будет небольшим..
очевидно что КПД было бы выше если бы давление вспышки газовоздушной смеси непосредственно вытесняла воду как поршень..
итак - насос - на носу засасывает - на корме выбрасывает воду..
_____________
для размышления:

сгорание газа сжиженного газа 220 гр - выделяет примерно 10 МегаДжоулей тепла..

мощность гребеца на вслах на байдарке - при скорости байдарки 5 км\час - около 60-70 ватт.

если не учитывать потери - то одного баллона газа может хватить на 40 часов при скорости 5 км\час - т.е. на путь в 200 км по спокойной воде

конструктивная критика и советы по конструкции приветствуются..



Гость
161 - 07.09.2012 - 05:48
158-Михалыч > классический pulsjet(ПуВРД) для данных целей не очень подходит и дело не в его "громкости" - а в низком КПД применительно к данной задаче..

скорее разрабатывыемый мотор должен быть ближе к вытеснителю Гемфри (где разширяющийся газ играет роль поршня) а не к ПуВРД-инжектору - для вытесняемой воды

159-Lomm > речь идёт о любой небольшой лодке.. но желательно каяк или байдарка.. поскольку мощности предпологаемого девайса лежат в пределах.. 100-200 ватт "на крюке" - (для туризма с комфортом) больше и не нужно

160-05772 > законы природы такое позволяют - не позволяют такое мои косые руки и отсутствие необходимых материалов, комплектующих и не_криворуких токарей.

ПуВРД (особенно безклапанный) отнюдь не одноразовый - а наоборот - "практически вечный" ибо ломаться там нечему)

ПуВРД может работать в диапазоне любых скоростей просто на самолётных скоростях у него выше КПД из-за
компрессии набегающего потока окислителя(воздуха).

классический ПуВРД ( с инжекцией газом воды) не совсем подходит к данному девайсу, но всё равно работает не громко ПОТОМУ ЧТО ВЫХЛОП ГАЗА перемешанного с водой в инжекторе ПРОИСХОДИТ В ВОДУ!
а так - ДА - на воздухе каждый выхлоп ПуВРД стреляет как ружьё!

НО ЕСЛИ заставить выхлоп ПуВРД вытеснять воду из канала как ПОРШЕНЬ (типа наноса Гемфри) то и КДП резко вырастит и шум вообще практически исчезнет.
Гость
162 - 14.09.2012 - 07:28
Осланд, у тебя будет один цилиндр?
Гость
163 - 14.09.2012 - 13:59
162-Lomm > немного не понял
Гость
164 - 15.09.2012 - 18:32
163-OSland > камер сгорания две?
Гость
165 - 15.09.2012 - 18:40
163-OSland > просто если камер сгорания одна, то инжекционным подсосом провентилировать её не удастся.
Слишком велика разность в плотностях воды и воздуха, три порядка однако.
Гость
166 - 15.09.2012 - 19:45
Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
Слишком велика разность в плотностях воды и воздуха, три порядка однако.
даже воздух в стационарных ПУВРД отсасывает из камеры весьма неплохо.. а уж вода которая тяжелее воздуха в 700 раз.. вообще просто - пестня..
прочитай о зависимости КПД струйных насосов от соотношения плотностей рабочих и обрабатываемых сред..

именно поэтому движение воды в трубе этого насос-мотора будет просто таки до форвакуума отсасывать всё из камеры сгорания..

если не понял - то зайди в любой школьный кабинет химии и посмотри как отсасывает воздух водоструйный насос с помошью воды из под крана..

проблема сейчас аккурат в другом - толкнуть с хорошим КПД воду газом куда как сложнее чем газ толкнуть водой..


это примерно как КПД выстрела из ружья в воду с целью эту воду разогнать..

т.е. в тонкой трубке особых проблем нет - там на время рабочего хода образуется сплошной газовый поршень который и эффективно пихает из трубки воду..
а вот при диаметрах более 20 мм получается не поршень, а струя газа в воде - что резко снижает КПД
а мне рабочее сечение надо как минимум раза в 4 большее - и.е. миллиметров 40.. иначе я свои ватты не выжму.. при расчётных оборотах 50 и при работе на каждом такте в 200 грамм - т.е. 10 кг*1 метр\сек

уже в голову лезут совершенно нелепые мысли поставить кассету с одноразовыми пробками-цилиндрами -которыми бы газ выталкивал воду.. хотябы для проверки расхода газа при расчётной тяге..
останавливает только то что сделать подачу 50 пробок в секунду - сама по себе задача нелёгкая..поэтому сейчас думаю над тем чтобы такая "пробка" образовывалась динамически за счёт потери части энергии газа..
теория говорит что такими свойствами обладает газовый тороид вращения - проще говоря бублик имеющий момент вращения по осевой навстречу движению..
вот.. ищю форму образующего сопла..пока не выходит..
вся надежда только на тебя, Ломм..!!
Гость
167 - 15.09.2012 - 20:30
Цитата:
Сообщение от OSland Посмотреть сообщение
даже воздух в стационарных ПУВРД отсасывает из камеры весьма неплохо..
Воздух, именно воздух, Осланд. За счёт высокой энергии и низкой плотности, в следствии чего - высокой скорости истечения газов из сопла.
Цитата:
Сообщение от OSland Посмотреть сообщение
а уж вода которая тяжелее воздуха в 700 раз.. вообще просто - пестня..
А вот вода-то как раз нет. У неё плотность в 700 раз выше, в следствии чего скорость истечения из сопла - в 26 с половиной раз ниже будет (а это принципиальный порог) в следствии чего эффект инжекционного подсоса будет ниже.
Тут же всё очень просто, смотри. В камере сгорания газ, так? И этим газом ты собираешься инжектировать воду, которая, как уже было сказано в 700 раз плотнее. Единственное приемлемое решение - выталкивать воду из камеры сгорания не инжекцией, но прямым давлением на зеркало воды - как в насосе Гемфри. В следствии чего камера сгорания должна находится выше уровня воды, что бы её элементарно не затапливало.
Вторая жизненно важная задача - провентилировать воздухом камеру сгорания.
Гость
168 - 15.09.2012 - 20:36
Подожди, я думаю.
Гость
169 - 15.09.2012 - 20:36
Засранец... Зацепило...
И это добро в чистом виде.
Гость
170 - 15.09.2012 - 21:15
Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
Засранец.
я за самокритику, но право-дело не к месту..
Гость
171 - 15.09.2012 - 21:25
+170 вот если бы вместо газовоздушной смеси сжигать обычный порох..
газообразование пороха существенно выше чем у газа..
то - ИМХО - порох бы вышибал воду поршнем даже бы из 60 мм трубки..
Гость
172 - 15.09.2012 - 22:35
Применить "гидротрансформатор"?
По принципу гидравлического пресса: взрывать в малом сечении, воду выбрасывать в большое.
Коэффициент трансформации подобрать экспериментально :)
Гость
173 - 15.09.2012 - 23:00
172-mkl >поясните пожалуйста вашу мысль..

"гидротрансформатор" - это вероятно гидрдомкрат в вашем произношении?

как вы тут, спомощью вытеснения жидкости газом в малом цилиндре, собираетесь вытеснять её в большем?
Гость
174 - 15.09.2012 - 23:23
173
Вода из мелкого цилиндра перетекает в цилиндр большего диаметра. Конструктивно - или просто расширяющаяся труба или нечто вроде отдельного контура: маленький диаметр, где не возникает эффекта прорыва газов, из которого вода проходит в трубу большего диаметра.
PS: произношение вторично. Важно, что мы должны поменять высокое давление(взрыва) при относительно большом перемещении на меньшее давление на небольшом.
(В идеале мы должны отталкиваться от воды как от твердого тела, не сообщая ей скорости).
Так что физически - трансформатор...
Гость
175 - 15.09.2012 - 23:34
+174
Вот, посмотрел сейчас на бутылку :)
Весьма перспективно :) :)
Ждем, когда заполнится водой полностью. Впрыскиваем газовоздушную смесь в горлышко. Получившийся пузырь взрываем. Цикл.
Гость
176 - 16.09.2012 - 00:38
174-mkl > понятно.. мне кажется что для данной задачи вы путаете давление и перемещение массы.

зачем нам дополнительная труба большого диаметра - если масса воды М1 выдавливаемая газом из первой трубы однозначно будет соответствовать массе M2 кторое M1 сможет выдавить из трубы большего сечения? не проще ли тогда сразу использовать выдавливаемую воду из трубы небоьшого диаметра для создания движения?

всё дело в массе воды которое насос-мотор должен перекачать в секунду - если она будет менее 10 кг -
то практически тяга будет недостаточна для движения байдарки или каяка..

поскольку максимальный теоретический перепад давления засасывающий воду в насос-мотор находится в пределах 1 атм - то диаметр водовода - для получения необходимой тяговой мощности не может быть слишком маленький..
Гость
177 - 16.09.2012 - 06:49
170-OSland > как ты собираешься вентилировать камеру сгорания? Принудительно от компрессора?
Это первое, второе - в твоей схеме потока воды не будет ))))))) Как только откроется клапан в водовод, то газы из камеры сгорания вытекут по верхней поверхности трубы.
Гость
178 - 16.09.2012 - 06:52
Цитата:
Сообщение от OSland Посмотреть сообщение
вот если бы вместо газовоздушной смеси сжигать обычный порох..
Пороху для сгорания атмосферный кислород не нужен.
Неправильная аналогия.
Гость
179 - 16.09.2012 - 07:02
И ещё, осланд, газоструйные насосы работают непрерывно, твой - импульсно.
По условию задачи мы должны насосом прокачивать не менее 10 кг воды в секунду, так? Какова будет скорость потока? И ты рассчитываешь получить "форвакуум"?
Гость
180 - 16.09.2012 - 07:22
чиста имперически с помощью безмена познанно что сила ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО МОТОРА необходимая для придания байдарке скорсти 5 км\час(1.4 м\сек) по спокойной воде составляет примерно 10 кгс или примерно 100Н на крюке..

сила реактивного движения пропорциональна вылетающей из сопла массе и скорости её вылета..
таким образом чтобы получить необходимые нам 100Н нам надо ежесекундно выбрасывать 10 литров воды со скоростью 10 м\сек.. (что теоретически даже может разогнать нашу байдарку до скорости 36 км\час (конечно без учёта сопротивления!))

всё бы хорошо, но того обеспечить приток 10 литров\сек при максимально возможном перепаде давления в 1 атм необходимо иметь сечение засасывающего патрубка более.. 80 мм..

а при диаметре в 40 мм насос обеспечит всос всего-лишь около 3 литров\сек..
следовательно для задания той же силы "на крюке" скорость вылета воды должна возрасти в три раза и составить 30 м\сек.. т.е около 100 км\час (что теоретически способно вывести байдарку на глиссер:)

30 м\сек для выстрела из газового ружья совершенно обыденная цифра..

другое дело энергия..и мощность соответственно..
500 дж (500 ватт) в первом случе и 4.5 кВт во втором что снижает время работы мотора от баллона 220 грамм до 5 часов и 1 часа соответственно..

следовательно -либо необходимо отказаться от баллонов в 220 грамм или необходимо увеличивать массовый расход выхлопа за счёт снежения скорости выхлопа..

скорость выхлопа ниже 5 к\час (1.4 м\сек) неактуальна следовательно расход воды должен быть около 70 литров в секунду.. что увеличит диаметр водовода до страшной цифры в 200 мм но и соответственно уменшит расход топлива до 130 ватт что позволит проработать мотору от баллона 220 грамм около суток

но как продавливать воду газом в трубе диаметром 20 см ?? ведь всякого рода водяные лифты тут совершенно не подходят..

возможно тут надо пойти на компромисс и снизить время работы от одного баллона до реалистичных - ну скажем 4-х часов что позволит работать при расходе воды 7-8 литров в секунду и при "нормальных" диаметрах миллиметров в 60..?


тут даже Ломм не знает что надо делать -зато знаю я - но Ломму не скажу потому что верю в его разум и верю что он придумает как это сделать сам.. :))
Гость
181 - 16.09.2012 - 07:31
Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
как ты собираешься вентилировать камеру сгорания? Принудительно от компрессора?
тебе кол на голове чесать? камрад, блин - я же тебе говорил уже камеру будет вентелировать поток воды протекающий мимо камеры - так называемый "струйный эффект!
Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
Как только откроется клапан в водовод, то газы из камеры сгорания вытекут по верхней поверхности трубы.
всмысле? а поршень?

Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
газоструйные насосы работают непрерывно, твой - импульсно
что значит непрырывно и что значит импульсно? главное же чтобы не было выхода за интегральную составляющую процесса - а тут этого нет.. тут речь идёт о десятках импульсах в секунду..
Гость
182 - 16.09.2012 - 07:39
Цитата:
Сообщение от OSland Посмотреть сообщение
амрад, блин - я же тебе говорил уже камеру будет вентелировать поток воды протекающий мимо камеры - так называемый "струйный эффект!
НЕ БУДЕТ!!!!
По тому, что скорость потока будет крайне МАЛА.
Плюс вода, чрезвычайно сложно сжимаемая жидкость - это не воздух.Следовательно, необходимо принимать меры для принудительной вентиляции камеры сгорания.
Цитата:
Сообщение от OSland Посмотреть сообщение
в смысле? а поршень?
А в конструкции поршня НЕТ.
Если на иллюстрации труба водовода расположена правильно, то давления на зеркало воды не будет.
PS Меня Михаил зовут, а тебя? А то на НиТ-е как-то никами не комильфо.
Гость
183 - 16.09.2012 - 07:42
Кстати, Осланд, даже в 2Т двигателях с их "флейтами" цилиндры продуваются принудительно, из подпоршневого пространства.
Гость
184 - 16.09.2012 - 08:04
182-Lomm > ты представляешь себе как устроен подсос краскопульта - а ведь там воздух подсасывает воду!! вода же подсасывает воздух в 700 раз лучше..

Миш, меня Ося зовут.. Остап т.е..

по поршню..
Гость
185 - 16.09.2012 - 08:35
Цитата:
Сообщение от OSland Посмотреть сообщение
вода же подсасывает воздух в 700 раз лучше..
В 700 раз хуже, в следствии разницы в плотности.
Впрочем, точку в споре поставит эксперимент, так?
Гость
186 - 16.09.2012 - 08:39
Стати, Остап, каким образом исчезнет газовая пробка в водоводе?
Гость
187 - 16.09.2012 - 08:56
186-Lomm > ана не исчезает, она просто вытесняется вместе с водой.. у классического Гемфри собственно камеры то и не было - поэтому там и продувать было нечего.. но это сильно завязано на гравитацию..
Гость
188 - 16.09.2012 - 08:57
Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
Впрочем, точку в споре поставит эксперимент, так?
угу.. если жена из дома не выгонит из-за выстрелов в ванной..
Гость
189 - 16.09.2012 - 09:00
187-OSland > видишь, как конструкция изменилась?
Это уже лучше.
Гость
190 - 16.09.2012 - 09:12
189-Lomm > как раз наоборот, конструкция началась с последнего рисунка и продрейфовала к рисунку на странице №2 этой темы:



классический вытеснитель Гемфри не лучший вариант для решения задачи.. у него низкий напор.. поэтому решение должно быть между струйником и вытеснителем..
Гость
191 - 17.09.2012 - 14:16
Цитата:
Сообщение от НЕБОЛЬШАЯ СТАТЬЯ В ТЕМУ Посмотреть сообщение
В начале 1980-х годов советский инженер Г.П. Примов раскрыл причину низкого КПД насосов Гемфри. Она заключалась в очень низкой степени сжатия горючей смеси. Из-за этого она при расширении отдавала в форме механической работы лишь незначительную часть своего тепла. Изобретатель понял, что повысить степень сжатия насоса Гемфри невозможно, и пошел иным путем. К прочному стальному баллону объемом около кубометра он присоеди*нил необходимую арматуру и примерно на 6/7 наполнил его водой. В оставшуюся седьмую часть он закачал от обычного компрессора смесь воздуха и топлива под давлением 7 атм. После этого он при помощи свечи зажигания воспламенил эту смесь. Когда она сгорела, давление в баллоне поднялось до 30 атм, изобретатель открыл кран брандспойта, и из него вырвалась струя длиною около 1 км. Мощность ее примерно в 10 раз превышала мощность компрессора и составляла около 500 л.с.

Для того чтобы получить такую струю при помощи насосов, работающих от дизеля, понадобилась бы установка весом около 20 т. Бак Примова можно было увезти на небольшом грузовичке. Компрессор же был самый обыкновенный, который мы часто видим при ремонте дорог. Вот так завершилась более чем трехсотлетняя эпопея создания водяного насоса без подвижных частей.
http://vpl54.narod.ru/UT_nasosy.html
192 - 17.09.2012 - 16:37
А вот нечитая всего из Юного Техника паровая моделька не пойдёт?
Трубка в корму выведенаиз чечевицеобразного котла так,что в неё и немного в котёл вода забортная заходит. Всё! Под котлом - таблетка сухого горючего. Пыхтит как настоящий пароход и плывёт довольно быстро.
Гость
193 - 17.09.2012 - 18:08
Цитата:
вырвалась струя длиною около 1 км.
мда..
Цитата:
Сообщение от кифир Посмотреть сообщение
из Юного Техника паровая моделька не пойдёт?
не знаю - дайте, пожалуйста, ссылку на чертёж ли на статью
Гость
194 - 17.09.2012 - 19:27
190-OSland > струйник не получится, плотность воды в 700 раз выше воздуха, хотя у тебя, там были результаты экспериментов?
Гость
195 - 17.09.2012 - 20:48
Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
струйник не получится, плотность воды в 700 раз выше воздуха
Миш, возми любой учебник по струйным насосам и посмотри туда хоть одним глазком

принцип действия струйных насосов заключается в том что молекулы рабочего тела - в данном случае горячего газа - пролетая в среде обрабатываемого тела - в данном случае воды просто механически заставляют воду двигаться в заданном газом направлении.. увлекая её в своё движение..
таким образом вылетающий из камеры сгорания газ в любом случае протискиваясь через воду увлечёт за собой часть воды - т.е. тут струйник будет работать вне зависимости от отношения плотностей в 700 раз!

другое дело что КПД такого струйника будет невелико ..

в сравнительно тонких трубках больших проблем нет - там даже небольшого количества газа хватает чтобы - единым выстрелом как поршнем хлопком выбить всю воду из трубки к чертям собачим! но ситуация меняется при трубках большего диаметра - при большем диаметре трубы заданного к-ва газа уже не хватает - вылетающий газ собирается в "стрелу" по оси трубы и пробивает воду насквозь главным оббразом только по центру - т.е как раз из режима поршня переходит в режим струйника
КПД резко падает.. конечно стреляй мы водой по воздуху - таких бы проблем не возникло.. но увы..

решений тут я нашел несколько - сейчас проверяю что лучше..

для опытов использую сжатый воздух..поскольку он куда как более управляемый чем взрыв газа..

конструкция получается чертовски оригинальная (кто же меня ещё похвалит нсли не сам?:), но озвучивать суть решения пока не хочу - надо вначале сделать..
196 - 17.09.2012 - 20:49
Тануна, в70-х журналах ковыряться...
Вот как то так [img][/img]
197 - 17.09.2012 - 22:33
196+
...
198 - 17.09.2012 - 22:46
Ну, в байдарочно- катамаранном масштабе,наверное, надо подбирать материалы, теплоизоляцию, ну и, конечно, длину с диаметром))
Работает,видимо,так: нагрелось - выплюнулось - засосалось - нагрелось и т.д. в ускоряющемся темпе.
Чем регулировать -хз,чиста наводку даю,еслинадо,могу найти журнал,но там намногоне больше,чиста размеры выкройки , кажется.Я делал примерно по памяти - пыхтел нормально,сантиметров 20 длиной из консервных банок лодочка.
199 - 17.09.2012 - 22:55
Можно регулировать подьёмом-опусканием котла,т.е. наклоном трубы,наверное. Форму сопла подобрать под номинал устоявшегося режима... Да и чисто горелкой примуса, от блин, конечно ж.
Гость
200 - 17.09.2012 - 23:23
кифир, спасибо
это называется Паровой реактивный катер
впервые было опубликованно в ЮТ за 1941 год
на стр. 118 (64)
http://www.kodges.ru/124291-yunyj-texnik.html
77 Мб

КПД тут в ноль уходит


К списку вопросов
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск




Copyright ©, Все права защищены