мотор-насос для байдарки с питанием от газа 220 грамм
 

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..

"пока основная мысль - использовать газоструйный насос"
Никоим образом. Двигатель внутреннего сгорания + вал + винт. Известен с незапамятных времен как мотор - весло.

2-05772 >обоснуйте как предложенное вами будет проще и надёжней?

КПД ДВС - 0.2
КПД лодочного винта - 0.5
итого 0.5х0.2 = 0.1

а вот КПД струйного насоса может достигать до 0.3..

Осталось только изобрести, сконструировать,изготовить и испытать описанный движитель (а не дешевле будет купить небольшую ЯХТУ)?

(4)
_Может_ достигать и реально достигает - это две большие разницы

Я не моторист, но отлично понимаю, что проектирование и отработка конструкции до уровня пригодной для использования по силам тока солидным западным фирмам
Хотя... ведь переводят обычные моторы на газ... может попробовать моторчик от мопедика на газ аналогично приспособить?

В Н.Тагиле (Тагил рулит!) вроде делали ракетные микродвигатели с электроклапанами (типа инжектора). Ещё нужен клапан, отделяющий камеру сгорания (выхлоп в воду), и быстродействующий обратный клапан - на входе
(можно лабиринт типа глушителя).Как-то так. Ну, там микровзрывы, гидроудары, кавитация...

+7) Выхлоп в трубу с водой, вода рабочее тело...

5-saurus > купитт всегда проще, а вот сделать что-то самому - всегда приятнее.. :)

6-Викинг_ > моторчик от мопеда весит прилично.. и трещить как припадочный.. а водомёт-насос практически бесшумный..


7-saurus > ракетный двигатель сожрт весь газ на первых трёх метрах.. а вот вытеснение воды (лабиринт типа глушителя) идея куда как с лучшим КПД.. осталось придумать систему впрыска газовоздушной смеси, систему зажигания, клапана
и главное - систему формирования устойчивого цилиндра из воды - чтобы разширяющийся газ не пробивал воду в трубке, а вытеснял её всю как поршень насоса..

8-saurus >для этого надо чтобы в трубу непрырывно поступала вода - проточная труба - нанос.. и чтобы выхлоп проталкивал по ней воду - т.е. вы пришли к идее газоструйного насоса..
а у него КПД не шибко большой если рабочее тело газ, а урабатываемое - вода..

Основные варианты:
Двигатели: поршневой или роторный ДВС (паровая машина), турбина газовая или парогазовая, реактивный двигатель (пульсирующий).
Движители: винт, винт в трубе (водомет) и варианты,сопло,водяные колеса (вроде самый высокий кпд на низкой скорости).

10-saurus > спасибо..
уже есть некие наброски как эффективно заставить течь воду по трубе - буду делать модель и проверять..

3: "обоснуйте как предложенное вами будет проще и надёжней?"
НЕ БУДУ. Потому как вот это
"КПД ДВС - 0.2
КПД лодочного винта - 0.5
итого 0.5х0.2 = 0.1"
говорит о необходимости обучения. Как школного, так и общетехнического.

6: "Хотя... ведь переводят обычные моторы на газ... может попробовать моторчик от мопедика на газ аналогично приспособить?"
В катерах и яхтах примерно в 29 номере описана переделка моторчика от мотовелосипеда в бортовой насос.

12-05772 > вам тоже спасибо..
а все же КПД системы мной посчитанно совершенно верно..
и если вы не согласны - то с удовольствием посмотрел бы на ваше неверное решение.. :)

Опечатался. бортовой двигатель.

[url]http://www.youtube.com/watch?v=flVTAovTCPg[/url] - во!!!Это оно!!!

(9)
> моторчик от мопеда весит прилично..

Ну не так уж и много... это я про старый савецкий

> и трещить как припадочный

Ага - вся река будет знать, что ты едешь
Особенно в тумане полезно

можно конечно попробовать моторчик самолета на радио управлении , на газу тоже варианты есть ... Но встает проблема ресурса этого устройства . простой мотор можно не дорого взять .

временно оставим в покое экзотические аппараты и возмём обычный двигатель внутреннего сгорания ДВС - его КПД составляет примерно 20% и гребной винт - с КПД 50%
это значит что из каждых 100 джоулей энергии попавших с топливом в мотор собственно в движение лодки уходят только 10 джоулей.. остальные 90 джоулей так или иначе обогревают атмосферу Земли..

так же примем тот факт что мощность спортсмена махающего веслами на байдарке по спокойной воде со скоростью 5 км\час составляет всего 50-60 ватт - данные спортивных физиологов - т.е. каждую секунду спортмсмен расходует на движение лодки от 50 до 60 джоулей.. -это важно знать чтобы прикинуть сколько энергии необходимо затратить на движение байдарки со скоростью 5 км\час..

и так - зная КПД системы ДВС+винт равной 10%
и зная мощность необходимую для движения байдарки со скоростью 5 км\час - 60 ватт
мы спокойно находим необходиное количество энергии поступающее с топливом в мотор каждую секунду - это 600 джоулей..
т.е. мощность нашего ДВС - 600 ватт..
но в баллончике с газом находиться 9.94 МегаДжоуля - таким образом баллончика должно хватить на 600 ватный моторчик на 9940000\600= 16566 секунд работы или же 16566\3600 = 4.6 часа..
и даже если не шевелить вёслами то за 4.6 часа при скорости 5 км\час байдарка должна пройти 23 км
23 км - это на одном баллоне на скорсти 5 км\час на лёгкой байдарочке..

[b]но назначение этого двигателя - вспомогательный[/b] - т.е. он должен работать не всегда, а только на сложных участках - остальное время тот кто в байдарке махает вёслами обычным образом и движется со скоростью 5км\час (это для байдарки обычная скорость- если без напряжения)
но если мотор работает только половину времени путешествия - то с учётом разного рода накладок одного баллона должно хватить как минимум километров на 30 пути.. что в общем соответствует одному дневному переходу для гребных посудин типа каное или каяка.. с той лишь разницей что человек практически не устанет на таком переходе и что при желании он сможет совершить этот переход не за 6 часов, а скажем - за 4..

18-OSland > Что-то у тебя в расчётах неправильно..

19-SIMATIC > хоть примерно укажите - что?

20-OSland > что-то мне подсказывает, что затраты спортсменом в 50-60 ватт и несопоставимы с затратами гребного винта.
И откуда взято, что именно такая мощность обеспечит скорость 5 км/час? Конфигурация лодки может быть разная, соответственно и скорость развиваемая ею будет отличаться в ОЧЕНЬ широких пределах при одной и той же мощности.

21: "с затратами гребного винта."
ТщательнЕЕ надо читать.
1:
"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.."

"И откуда взято, что именно такая мощность обеспечит скорость 5 км/час?"

гугле лодка расчет мощности

Проще всего найти книги
1) 15 проектов судов для самостоятельной постройки
2) по страницам журнала катера и яхты
"будет отличаться в ОЧЕНЬ широких пределах "
Читать про число Фруда.

21-SIMATIC > мощность в 50-60 ватт взята из трёх независимых источников..
1) из кокойт-о статьи спортивных физиологов посвящённой именно гребле на байдарках в ваттах..
именно 50-60 ватт при 5 км\час
2) из расхода энергии человеком за час той или иной деятельности в Ккал.. из какой-то статьи по физиологии питания.. 185 Ккал\час -> 210 ватт при 4 км\час на каное..
3) из большой медицинской энцеклопедии в лошадиных силах где говорится что средняя мощность человека лежит в диапазоне 0.7 - 0.1 л\с..
все три цыфры отлично между собой согласуются..
насчёт конфигурации лодки - я не в курсе..

22-05772 > все мои расчёты естественно приближенные и оценочные до первых реальных опытов..
сейчас уже делаю модельку..

1-OSland >
[em]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.. [/em]
Не взорвёшся?
))

23-OSland >
3[em]) из большой медицинской энцеклопедии в лошадиных силах [/em]

24-Vlad55 > есть шанс.. потому что пока проблему дозировки не решил.. хочется что-нибудь простое.. а в голову лезет всякая электрника.. что усложняет..

25-Vlad55 > а что ни так?
[url]http://bigmeden.ru/article/Мощность_Человека[/url]

22-05772 >
ВОт-вот внимательнее читать надо!
[b]OSland
18 - Сегодня - 13:25 временно оставим в покое экзотические аппараты[/b]

23-OSland > "3) из большой медицинской энцеклопедии в лошадиных силах где говорится что средняя мощность человека лежит в диапазоне 0.7 - 0.1 л\с.."

черт! описался --- 1\10.. 1\7.. л\с..

Возьмите схему обычного воздушного насоса для матраца и подумайте (добавляется контур (камера ) для воды. Давление 760 мм.рт. ст. Гибрид: камера сгорания ДВС и водяной насос. Выхлоп-в воду. Может роторный двигатель (всасывание при увеличении обьема, выталкивание-при уменьшении). На часте до 1о гц и поршень будет работать (или мембрана).
Или малый поршень (ДВС)-больной поршень (насос)

23: "все мои расчёты естественно приближенные"
Дело не в приближенности, а в использовании эжекторного насоса.

28-SIMATIC > там КПД ДВС+винт - около 10%
я же собираюсь струйный насос использовать как систему гидрозапора - клапана с одновременной подачей через него газовай смеси в вытеснительную камеру.. по предварительным прикидкам КПД этой штуки будет куда как выше 10%

30-saurus > я думал насчёт ДВС+поршень - но мне показалось такое решение сложнее.. да и выхлоп в атмосферу..
31-05772 > а что там с инжекторным насосом ни так? мне интересны любые мысли по теме..

ДВС можно сделать оппозитный (без коленвала).

ДВС-только камера сгорания-впрыск-зажигание-рабочий ход-выхлоп. Оппозитный-проще.

Стирлинга не рассматривали?
Охладитель для него рядом, коленвал не нужен - пусть поршень напрямую весло толкает
Работает от любой горелки ;)

[em]"Оппозитный-проще" [/em]- опозитный+ движетель - проще одного энжектора?

[em]"Стирлинга не рассматривали?" [/em]-дак там КПД в ноль уходит.. и тоже надо будет движетель городить

SIMATIC 28 --05772 > ВОт-вот внимательнее читать надо!
OSland
18 - Сегодня - 13:25 временно оставим в покое экзотические аппараты

Однако тщательнЕЕ читать нужно. Потому как
05772 2 "пока основная мысль - использовать газоструйный насос"
Никоим образом. Двигатель внутреннего сгорания + вал + винт. Известен с незапамятных времен как мотор - весло.

Китайцы продают мотор-весло от 12в гелевого аккумулятора. А нам всё равно... :
[url]http://passat-rostov.ru/forum/24-427-1[/url]
эжекционный насос от фопьксвагена
[url]http://www.kwark.ru/?section=equipment&action=show&id=20[/url]
эжекторы промышленные
[url]http://ru-patent.info/21/60-64/2162550.html[/url]
АВТОНОМНЫЙ ГАЗОСТРУЙНЫЙ НАСОС на пороховых зарядах
[url]http://ru.teplowiki.org/wiki/%D0%AD%D0%B6%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80[/url]
эжектор

+39) Правда,это больше пойдёт, как всегда, для торпеды
(парогазовой)- Газпром тебе в... (помощь)!