Об опыте регенеративного охлаждения ДВС

[Varan]

Ничё снова не напутал?

у меня при плотности 8200 получилось 72,4 грамма

 

[TsAI]

дополнительная передача, снижающая вдвое частоту вращения вала топливного насоса, смещались кулачки вала в соответствии с восьмитакным циклом

А частота вращения кулачкового вала уменьшалась в два раза, или как? Поясните, поподробней работу ГРМ в 8 тактах...   

 

[JohnDoe]

у меня при плотности 8200 получилось 72,4 грамма

Выше я дал ссылку на таблицу конкретной марки нихромовой проволоки, где для диаметра 0,5мм указан вес 1м - 0,002кг, соответственно 45м = 90гр. Её удельная теплоемкость кДж/кг·К при 25°С - 0,44 кДж/кг*К, у воздуха пример 1 кДж/кг*К. Т.е теплоёмкость спирали раз в пятьдесят-сто превышает теплоёмкость воздушного заряда. Теплоты можно запасти вагон.
ИМХУ.

 

[kroolov]

Varan

Думать и фантазировать можно что угодно, никаких конкретных сведений автором приведено не было одни благие пожелания, ни на чем не основанные и фантазии, не сказано даже двигатель как работал то- на холостом ходу или под нагрузкой, а это все таки большая разница.

На мой взгляд эта проволока вообще никак не влияла на рабочий процесс.
И сравнивать работу двигателя  нужно было с таким же восьмитактным циклом но без навитой проволоки, результат должен быть практически одинаков.

Пропускаю мимо ушей замечания уважаемого Edg о неграмотности авторов.
В свое время в переписке с НАМИ нами был предоставлен тепловой расчет. Может быть, в их архивах что-то сохранилось. Расчетный коэффициент теплоотдачи от регенератора около 2700 ккал/(кВ.м*час*град), что очень намного превышает таковой от стенок цилиндра и поршня, поэтому регенератор является путем наименьшего сопротивления тепловому потоку, активно поглощает тепло и нагревается намного сильнее других поверхностей. В силу инерционности процесса его температура в целом постоянна (около 1000 град), за время цикла успевает изменяться лишь температура тонкого поверхностного слоя проволоки.
Возражения специалистов НАМИ в основном касались не теплового расчета и возможности охлаждения, а того, будет ли вообще двигатель работать, а если и будет, то увеличенные механические потери превысят дополнительную работу в безтопливном цикле. Может быть. Во всяком случае, работа от любого нагретого тела в цикле сжатия расширения всегда положительна. Это хорошо видно на диаграмме Т-S. При сжатии-расширении с подводом тепла точки на диаграмме не могут быть совмещены, и образуется область диаграммы, пропорциональная полученной работе. Проверьте сами.
Действительно, развитая поверхность регенератора, особенно таких металлов как никель, титан является катализатором. Более того, в объеме камеры сгорания, заполненной такой развитой поверхностью не сможет возникнуть детонация.
Кроме того для некоторых машин и двигателей (военная техника), где затруднено охлаждение (в танках на охлаждение идет до 30 процентов мощности), избавление от внешней системы охлаждения было бы наилучшим решением пусть даже за счет некоторого увеличения диаметра цилиндров для достижения номинальной мощности.
Конечно, подобные задачи требует не любительского подхода. Могу еще припомнить, что испытания проводились при слабоплюсовой температуре, двигатель от трактора «сорокан» работал на средних оборотах, температуру газов замеряли ртутным термометром (шкала до 300 град С), температуру головки цилиндров – термопарой. Цилиндры предварительно грели паяльной лампой. Двигатель заводился легко, работал без нагрузки, но масло разогреваться не успевало, и вращался он тяжело (заводили от двух аккумуляторов).

 

[kroolov]

TsAI

А частота вращения кулачкового вала уменьшалась в два раза, или как? Поясните,

Замедляли вдвое частоту вращения вала топливного насоса (ставили дополнительные шестерни). Резали этот вал поперек оси пополам, поворачивали половинки осей с парой кулачков на угол (не помню...) и сваривали заново.

 

[Андрей Миллер]

Возможно, кто-то из читателей заинтересуется и захочет повторить этот опыт.

Где то на просторах данного сайта одним из "великих двигателистов" помещалась ссылка на американский 5 тактный мотор (если я правильно помню), где 5 тактом шел впрыск воды в цилиндр. Дизель неплохо работал и экономил топливо. Чудес никаких тут нет - можно делать, но дорого и ненадежно. Экономика не оправдывается и тд..

 

[Андрей Миллер]

А частота вращения кулачкового вала уменьшалась в два раза, или как? Поясните,

Замедляли вдвое частоту вращения вала топливного насоса (ставили дополнительные шестерни).

Дизель 40 лс - это Д37Е от липецкого  трактора Т40 с воздушным охлаждением.
У него распределенный ТНВД, то есть плунжер работает несколько раз за один оборот кулачкового вала....

 

[Андрей Миллер]

Может попробовать переместить теплоаккум. на/в головку цилиндра?

Лет 10 назад в ЗР была статья об изобретении одного поляка. Он поместил в КС керамическую губку с платиновым покрытием.
Потом с немцами провели большие исследования. По статье все шло хорошо... ;D
Видимо все хорошо до сих пор... 🙁

 

[Varan]

В силу инерционности процесса его температура в целом постоянна (около 1000 град), за время цикла успевает изменяться лишь температура тонкого поверхностного слоя проволоки.

ну так об этом и речь работает то не вообще запасенное тепло а то тепло которое умудряется передаваться от газов проволоке и от проволоки воздуху за сотые доли секунды , и сколько в тонком поверхностном слое тепла запасено 

так же из описания следует что двигатель работал на холостом ходу на средних оборотах, что будет под нагрузкой совершенно неизвестно,  совсе не факт что не потребуется система охлаждения

 

[ЖоржФеникс]

Лет 10 назад в ЗР была статья об изобретении одного поляка. Он поместил в КС керамическую губку с платиновым покрытием.

Это не о регенераторе, а о другом. О катализаторе.
Полвека назад (и более)  http://chemistry-chemists.com/N6_2009/106-114.pdf или вложение (до сих пор служит!)...
Но всевозможные присадки к бензину, соляре и спирту действуют на катализатор, как крысиный яд на человека - убивают быстро и надежно.

 

[JohnDoe]

ссылка на американский 5 тактный мотор (если я правильно помню), где 5 тактом шел впрыск воды в цилиндр. Дизель неплохо работал и экономил топливо.

Это вот про этот наверное: http://www.popmech.ru/technologies/7664-parovoy-fantom-topliva-6-taktnyy-dvigatel-krouera/#full. Тока не 5-и, а 6-тактный. 🙂

Чудес никаких тут нет - можно делать, но дорого и ненадежно. Экономика не оправдывается и тд..

Вот именно, а тут предлагается юзать воздух вместо воды.

Дизель 40 лс - это Д37Е от липецкого  трактора Т40 с воздушным охлаждением. 

Есть по нему данные? А то нашёл, что вроде у него 1500 об/мин и объем 1880 см3. Просто для интереса.

 

[TsAI]

@JohnDoe
Дизельный двигатель Д-37 выпускается ОАО "ВМТЗ" под маркой Д-144. Общий вид ниже.

Двигатель Д-144 / Двигатель Д-37 – дизельный четырехцилиндровый мотор со свободным впуском и воздушным охлаждением. Выпускается в комплектациях с эксплуатационной мощностью 27,23 квт (37 л.с.), 36,8 кВт (50 л.с.) и 44,1 (60 л.с.).Номинальная частота вращения соответственно: 2000, 1800 и 1500 мин-1. Диаметр цилиндра и ход поршня, мм.-105/120. Рабочий объем цилиндров, л.-4,15. Сухая масса, кг-375-390 (в зависимости от комплектации)

 

[TsAI]

TsAI

А частота вращения кулачкового вала уменьшалась в два раза, или как? Поясните,

Замедляли вдвое частоту вращения вала топливного насоса (ставили дополнительные шестерни). Резали этот вал поперек оси пополам, поворачивали половинки осей с парой кулачков на угол (не помню...) и сваривали заново. 

Так и не понял работу ГРМ по 8 тактам: начало, наверно, как обычно-первые 4 такта: впуск (вп-откр.), сжатие (вп-вып закрыты), рабочий ход (вп-вып закрыты), выпуск (вып открыт), 4*180=720[sup]0[/sup] пкв.; что происходит далее, как работает ГРМ в следующих 4-х тактах -на протяжении 720[sup]0[/sup] пкв -опишите...

 

[KV1237542]

Выше я дал ссылку на таблицу конкретной марки нихромовой проволоки, где для диаметра 0,5мм указан вес 1м - 0,002кг, соответственно 45м = 90гр. Её удельная теплоемкость кДж/кг·К при 25°С - 0,44 кДж/кг*К, у воздуха пример 1 кДж/кг*К. Т.е теплоёмкость спирали раз в пятьдесят-сто превышает теплоёмкость воздушного заряда. Теплоты можно запасти вагон.
ИМХУ. 

Даже теплоемкость слоя камеры сгорания толщиной 0,1 мм много превысит теплоемкость воздушного заряда.
И теплообмен при большой степени сжатия будет.

     Еще 1 пример в мембранных компрессорах с металлической мембраной, как утверждает средняя политропа сжатия принимается 1,05-1,1 и допускается степень сжатия в 1 ступени 10-15.
Это значит что в конце такта сжатия газ сильно охлаждается, точно также может и нагреваться.

 

[ЖоржФеникс]

как утверждает средняя политропа сжатия принимается 1,05-1,1 и допускается степень сжатия в 1 ступени 10-15. Это значит что в конце такта сжатия газ сильно охлаждается, 

Как это? Если показатель политропы n=1, то процесс изотермический (Тн = Тк). Если n>1, то Тк>Тн. Усегда.
Тн - начальная, Тк - конечная температура РТ в процессе сжатия.

 

[KV1237542]

Как это? Если показатель политропы n=1, то процесс изотермический (Тн = Тк). Если n>1, то Тк>Тн. Усегда.
Тн - начальная, Тк - конечная температура РТ в процессе сжатия.

В литературе по мембранным компрессорам принимают политропу сжатия 1,05-1,1
т.е. да процесс почти изотермический, но показатель политропы средний и меняется в процессе сжатия, в начале теплообмен незначительный газ слегка нагревается потом теплообмен интенсифицируется и газ при сжатии в конце хода поршня еще и охлаждается.

 

[KV1237542]

А вот и мембранный

 

[KV1237542]

   Т.е. хоть процесс в среднем изотермический, на практике 90% теплообмена происходит вблизи ВМТ, то же пытался делать кое какие проверочные расчеты, т.е. можно сделать двигатель даже с внешним подводом тепла при высокой степени сжатия, но не о том речь.

 

[ЖоржФеникс]

Это значит что в конце такта сжатия газ сильно охлаждается, точно также может и нагреваться.

Сударь, Вы уж определитесь: РГ нагревается или охлаждается к концу такта сжатия. Ибо далее Вы пишете

В литературе по мембранным компрессорам принимают политропу сжатия 1,05-1,1  т.е. да процесс почти изотермический, но показатель политропы средний и меняется в процессе сжатия, в начале теплообмен незначительный газ слегка нагревается потом теплообмен интенсифицируется и газ при сжатии в конце хода поршня еще и охлаждается. 

При этом, говоря о мембранном насосе, вы приводите часть ИД дизеля; упоминая о среднем показателе политропы процесса сжатия, показываете диаграмму мгновенных значений этого показателя.
Приведенная диаграмма показывает то, что, в начале процесса сжатия при большой площади зеркала цилиндра, к адиабатическому подогреву воздуха от механического сжатия, добавляется подогрев от стенок, доля которого уменьшается по мере перемещения поршня к ВМТ. В какой-то момент - отмечен красной точкой - процесс теплообмена меняется на противоположный и тепло от воздуха начинает отводиться в стенки ЦПГ - температура воздуха несколько снизится относительно своего максимума в процессе сжатия. А может быть и не снизится: нужно совместное решение уравнений термодинамики и теплообмена (теплопроводности). Учитывая кратковременность процесса, погрешность оценки температуры воздуха и стенок может быть колоссальной.
Повышение температуры воздуха в конце процессе сжатия есть хорошо теоретически, но получить практический плюс от предложенного регенератора - вот в чем вопрос. И стоит ли ответ на него требуемых затрат.

 

[ЖоржФеникс]

можно сделать двигатель даже с внешним подводом тепла при высокой степени сжатия, но не о том речь.

Это уже сделал двести лет назад шотландский пастор Стирлинг...