Свободно-поршневые генераторы газа и компрессоры.

И в этой схеме, перегонки из полости в полость, максимум толку, что можно получить - это только из разницы объёмов мертвых зон. Т.е. почти ничего. 
       Должен отметить, Георгий, что эта фраза написана совершенно непрофессионально. Эмоции с полным отсутствием достоверности. Надо внимательно изучить главы по теории процесса СПГГ. Я не вижу понимания основных положений даже после подробных разъяснений. Фрагментарное знание дает только некоторое представление о предмете. Творить позволяет только системное восприятие в  закономерностях и в деталях.

Степень сжатия в камере сгорания СПГГ мало зависит от степени наддува, меняется только степень избытка воздуха на выхлопе. Проблемы здесь нет.
     А кто указывал на существование проблемы здесь?

"Оперативность" сторонников эволюции впечатляет. И самое смешное - опять как вкопанные встали - еволюция, понимашь
        Прорывы, т.е. качественные скачки нужны всем направлениям развития, но между ними нельзя обойтись без эволюционных участков. Иначе ничего нельзя будет улучшить, усовершенствовать, доработать под массовое производство, удешевить.  В создании СПГГ сейчас прорывы не требуются. Все решения существуют, кроме пожалуй подходящей управляющей электроники, но она очень близка к той, которая уже применяется в моторостроении. 
     Вывод - нужно финансировать конкретные проекты, такие как СПГГ 1МП120, налаживать производство, совершеннствовать и удешевлять технологию, снижать себестоимость производства и поставлять потребителю хорошую продукцию.

Прежде всего надо понять, что принцип СПГГ позволяет делать ДЕШЁВЫЕ двигатели, а не только экономичные т.е. то, что и ждёт потребитель.
      Согласен и обеими руками "За". Далее прямо на примере СПГГ 1МП120 покажем, что установку можно сделать еще проще и технологичнее. И даже в представленном виде СПГГ 1МП120, выполненная в авиационном исполнении, сбрасывает не меньше 120кг и может быть с успехом  установлена на скоростной бизнес-самолет в блоке с турбиной, непосредственно вращающей тяговый вентилятор.
 



 
 
georgii-2 писал(а) Сегодня :: 19:16:17:
И в этой схеме, перегонки из полости в полость, максимум толку, что можно получить - это только из разницы объёмов мертвых зон. Т.е. почти ничего.
================================
Должен отметить, Георгий, что эта фраза написана совершенно непрофессионально. Эмоции с полным отсутствием достоверности. Надо внимательно изучить главы по теории процесса СПГГ. Я не вижу понимания основных положений даже после подробных разъяснений...
Вы утверждаете, что при перегонке воздуха из одного объёма в точно такой же другой происходит повышение давления воздуха (ну, если только за счёт нагрева).

Извините, но могу возражать только эмоционально.
Из Вашего утверждения следует, что перегоняя воздух туда-сюда (к примеру) мы будем повышать давление сильнее и сильнее.
Вы упоминали о диаграммах, которые не можете вставить.
Шлите мне на имэйл, вставлю. Посмотрим без эмоций.
Считаю, что авторы пошли на такой шаг только для того, чтобы сжатие компрессора пришлось на рабочий ход и при этом уменьшилась нагрузка на буфер. При простой перегонке из полости К1 в полость К2 требуемая нагрузка на буфер возможно меньше, чем если бы К1 сразу гнала бы воздух в ресивер. На мой взгляд, не самое лучшее решение.
=====================================

А кто указывал на существование проблемы здесь?
Я писал:
Здесь, по хорошему, стоит использовать путь пройденный турбиностроителями - делать блок газогенератора (СПГГ с турбонаддувом), работающий сам на себя, т.е. как бы первый контур, а остальное на пользу дела должна брать многоступенчатая турбина.
Вы писали:
Как человек, делавший расчеты конкретных конструкций СПГГ, сразу скажу, что такой цикл в СПГГ не проходит.
Я писал:
Смотря что считать, схема с СПГГ ничуть не хуже обычного двухконтурного двигателя, даже стабильнее, помпажа-то тю-тю.
Вы писали:
Помпаж ГТД вызывается недопустимым изменением расхода воздуха по ступеням, когда изменение углов атаки векторов скоростей обтекания лопаток выходят на закритические срывные углы. Перепуском воздуха со средних ступеней автоматика изменяет производительность по ступеням и помпаж устраняется.
На переменных режимах в СПГГ тоже требуется регулирование производительности компрессорных полостей. Если этого не делать, баланс работ по полостям нарушится и СПГГ остановится. Т.е. стабильность работы на каждом режиме тоже надо обеспечивать автоматикой.
Я ответил:
Степень сжатия в камере сгорания СПГГ мало зависит от степени наддува, меняется только степень избытка воздуха на выхлопе. Проблемы здесь нет. Об этом и у Кошкина говорится, да и так понятно.
Для "двухконтурности" СПГГ это тем более не помеха.
Вы спросили:
А кто указывал
на существование проблемы здесь?

============================

georgii-2 писал(а) Сегодня :: 19:16:17:
Прежде всего надо понять, что принцип СПГГ позволяет делать ДЕШЁВЫЕ двигатели, а не только экономичные т.е. то, что и ждёт потребитель.
==============================
Согласен и обеими руками "За". Далее прямо на примере СПГГ 1МП120 покажем, что установку можно сделать еще проще и технологичнее. И даже в представленном виде СПГГ 1МП120, выполненная в авиационном исполнении, сбрасывает не меньше 120кг и может быть с успехомустановлена на скоростной бизнес-самолет в блоке с турбиной, непосредственно вращающей тяговый вентилятор. 
Где ж она дешёвая-то? По сути - конструкция начала двадцатого века. Надо кардинально менять схему!
Какая там авиация с таким-то весом и это ещё без турбины и винта?
 
Вы утверждаете, что при перегонке воздуха из одного объёма в точно такой же другой происходит сжатие воздуха.
Процесс сжатия происходит не при перегонке воздухе из одного объема в другой, а во время уменьшения объема в исходной компрессорной полости. Перегоняется уже сжатый воздух  на линию всасывания следующей ступени.  Посмотрите как выглядит совмещенная индикаторная диаграмма двухступенчатого компрессора и какое взаимодействие между полостями при этом происходит.

Из Вашего утверждения следует, что перегоняя воздух туда-сюда (к примеру) мы будем сжимать его сильнее и сильнее.
      Вовсе нет. Каждая ступень исполняет свою часть работы сжатия.

Вы упоминали о диаграммах, которые не можете вставить. Шлите мне на имэйл, вставлю. Посмотрим без эмоций.
Мне надо нарисовать, сохранить в нужном формате как картинку и потом вставить. Сейчас пока некогда.

Считаю, что авторы пошли на такой шаг только для того, чтобы сжатие компрессора пришлось на рабочий ход и при этом уменьшилась нагрузка на буфер. 
     Это не обязательно. Реализуется очень большое давление наддува (до 25атм), а я упоминал, что в одной ступени компрессора степень повышения давления не превышает 7. При более высоких значениях возникает опасность воспламенения паров масла.

Где ж она дешёвая-то? По сути - конструкция начала двадцатого века.  Какая там авиация с таким-то весом и это ещё без турбины и винта? 
     В начале двадцатого века родилась только сама идея СПГГ. Воплотилась за несколько лет до начала второй мировой в виде французской модели GS-34 с внутренними компрессорными и наружными буферными полостями.
      Про модель СПГГ 1МП120 есть все основания говорить о ее современности, особенно в части значений наддува и удельных показателей. Только сделана она по нормам общего машиностроения и поэтому перетяжелена. Авиационное исполнение узлов и агрегатов кардинально снижает массу, даже с учетом турбинно-вентиляторного узла. Некоторые дополнительные резервы мы обсудим позже, как обещал.
    



   
 
Процесс сжатия происходит не при перегонке воздухе из одного объема в другой, а во время уменьшения объема в исходной компрессорной полости. Перегоняется уже сжатый воздухна линию всасывания следующей ступени.Посмотрите как выглядит совмещенная индикаторная диаграмма двухступенчатого компрессора и какое взаимодействие между полостями при этом происходит.

Не надо диаграмм. Зафиксируем Ваше мнение, что при перемещении воздуха из одной полости в другую, такого же объёма, давление воздуха увеличивается.
 
Не надо диаграмм. Зафиксируем Ваше мнение, что при перемещении воздуха из одной полости в другую, такого же объёма, давление воздуха увеличивается. 
        Георгий, Вы опять не уловили технической сути вопроса. Сжатый в первой ступени воздух нагнетается примерно с половины рабочего хода не в пустой рабочий объем второй ступени без давления, а в заполненный с давлением, при котором началось нагнетание из первой ступени. Дальнейшее расширение и снижение давления во второй ступени по рабочему ходу будет пологим и замедленным, т.к. до ВМТ будет продолжаться нагнетание в нее сжатого воздуха из первой ступени. Сжатие же во второй ступени начнется на обратном ходе от ВМТ и политропа сжатия будет проходить выше той, которая была бы в отсутствии нагнетания порции сжатого воздуха из первой ступени.
       Когда давление сжатия во второй ступени превысит давление в ресивере, поршень начнет вытеснять в него сжатый воздух по линии нагнетания. В НМТ СПГГ будет достигнута крайняя точка нагнетания и далее пойдет обратный ход по политропе расширения сжатого в мертвом пространстве воздуха по буферной характеристике. Эта характеристика снова сойдется с точкой нагнетания из первой ступени компрессорной полости. Процесс, описанный выше, повторится.
        Вот это мое мнение можете фиксировать и я его раскладываю уже третий раз.
       
 
Зафиксировали.
То, что Вы описывали, может происходить при значительном давлении турбонаддува (по схеме), открывающем клапана в начале хода к ВМТ, до некоторой точки, что вообще ставит под сомнение необходимость применения ТАКИХ компрессионных поршней.
Моё мнение - "хотели как лучше, получилось как всегда",
будущего для схем такого типа не вижу, как и десятки лет назад.
 
То, что Вы описывали, может происходить при значительном давлении турбонаддува (по схеме), открывающем клапана в начале хода к ВМТ, до некоторой точки, что вообще ставит под сомнение необходимость применения ТАКИХ компрессионных поршней.
    В установке СПГГ+турбина все взаимосвязано. Если Вы говорите об использовании значительного давления турбонаддува, то должны объяснить откуда оно взято.Если от приводной турбины, значит это снижение полезной работы установки и ее эффективного КПД. В установке 1МП120 отдельная наддувная турбина турбокомпрессора использует поток, отводимый от турбины потребителя. Это единственный реальный случай и он возможен только при наличии двухступенчатого сжатия с теми компрессорными поршнями, которые Вам так не нравятся. Поэтому фраза составленная Вами лишена практического смысла. В автономной силовой установке с СПГГ она не реализуема изначально.

Моё мнение - "хотели как лучше, получилось как всегда", будущего для схем такого типа не вижу, как и десятки лет назад. 
Я уверен, что при более глубоком изучении теории компрессорных машин и теории СПГГ Ваше мнение кардинально изменится, потому-что оно будет основано на фактах и действительных закономерностях. Все предположения требуют доказательств не только в логике, которая кажется правдивой, но и в формулах, цифрах и графических зависимостях.
      Без этого крики "Эврика" никто не будет воспринимать всерьез.
 
...Все предположения требуют доказательств не только в логике, которая кажется правдивой, но и в формулах, цифрах и графических зависимостях...
Как будет время, покажете как К1 накачивает К2 без турбика, на диаграмме.
 
Как будет время, покажете как К1 накачивает К2 без турбика, на диаграмме. 
Для разъяснения совместной работы двух ступеней компрессора СПГГ нарисованы два рисунка.
Первый для случая установившегося режима.
Второй для переменного режима.
На Рис.1:
При движении блока поршней СПГГ к ВМТ в ступени I идет сжатие по политропе АВ, одновременно в ступени II – расширение по политропе  ЕВ. В точке В открываются перепускные клапаны К1 и К2 и из ступени I  идет нагнетание сжатого воздуха в ступень II по линии ВС.
Достигли ВМТ. Начался обратный ход блоков поршней в сторону НМТ. Клапаны К1 и К2 закрылись.
В ступени I пошло расширение по политропе BD и всасывание новой порции воздуха по линии DА.
В ступени II идет процесс сжатия по политропе BF и нагретание  сжатого воздуха в ресивер по линии FE, которое заканчивается в положении блоков поршней в НМТ.
Смена направления движения после НМТ повторяет описанный процесс.
Площадь АВСD представляет собой работу, поглощаемую I-й ступенью компрессора.
Площадь СFEB представляет собой работу, поглощаемую II-й ступенью компрессора.
Площадь ОEСL соответствует  работе буфера, совмещенного с II-й ступенью компрессора.

На Рис.2:
Диаграммы компрессорных полостей I-й и II-й ступени, аналогичные Рис.1 показаны для случаев роста от 1-1’ до 3-3’или снижения от 3-3’ до 1-1’ режимов работы СПГГ.
Видно, что с ростом режима работа буфера возрастает (полость «накачивается» - среднее давление буфера растет) и со снижением – уменьшается (полость стравливается – среднее давление буфера уменьшается).
Иными словами происходит автоматическая подстройка мощности буфера под мощность цилиндра сгорания, соответствующую данному режиму.  Это особенность данной схемы СПГГ.
В СПГГ типа GS-34 с фнутренними компрессорными полостями и наружными буферами для регулирования и подпитки буфера требовался специальный агрегат - стабилизатор степени сжатия.
 

Вложения

  • Diagramma_K1_SPGG.png
    Diagramma_K1_SPGG.png
    59,4 КБ · Просмотры: 118
Вопрос по линии ЕВ.
НМТ, мёртвый объём К2 минимален, как у любого приличного компрессора, давление Е. При почти половине хода объём расширения во много раз превзойдёт мёртвый объём и соответственно упадёт давление, чего не видно на диаграмме.
Точки В и С. "Откуда дровишки?"
 

Вложения

  • K_K1_SPGG.png
    K_K1_SPGG.png
    60,1 КБ · Просмотры: 119
Давйте-ка оставим обсуждение этого вопроса.
Компрессор с К1 и К2 - точно такая же хрень, как ручной насос, которым на заре своей трудовой деятельности качал шины своего Газона.
Ход вверх, почти никакого сопротивления (без всяких политроп), представьте себе. В ВМТ, ну никакого давления - точка С на рисунке. Чтоб его создать, увы, надо упереться и давить вниз, а то фиг что накачаешь.

Классический пример спецов в колее.
 
НМТ, мёртвый объём К2 минимален, как у любого приличного компрессора, давление Е. При почти половине хода объём расширения во много раз превзойдёт мёртвый объём и соответственно упадёт давление, чего не видно на диаграмме.
     У СПГГ 1МП120 в НМТ мертвый объем составляет 12-15% по ходу поршня. Это видно и на разрезе СПГГ. Он рассчитан на большие давления наддува цилиндра сгорания 17-25атм. Поэтому, чтобы достигнуть точки В давления нагнетания из компрессора К1, воздуху из мертвого пространства надо расширится в 5-6 раз. Политропа ЕВ приблизительно это и показывает.
      Приведенные графики соответствуют также и авторскому варианту схемы, которую я приводил ранее. Повторяю ее еще раз. Разница в том, что у меня давление наддува не превышает 6 атм, а объем мертвого пространства взят значительно больше, чтобы обеспечить необходимую энергию возвратного движения поршней и не вводить дополнительно еще отдельный буфер, как в СПГГ 1МП120.

Точки В и С. "Откуда дровишки?"
    Здесь не понял вопроса. Непонятно, что за линия?
 

Вложения

  • SPGG_prjamotochnyi__774_.jpg
    SPGG_prjamotochnyi__774_.jpg
    47,5 КБ · Просмотры: 107
Ход вверх, почти никакого сопротивления (без всяких политроп), представьте себе. В ВМТ, ну никакого давления - точка С на рисунке. Чтоб его создать, увы, надо упереться и давить вниз, а то фиг что накачаешь.
    Ничего удивительного. Вы описали момент пуска СПГГ с двухступенчатым сжатием. А дальше все по диаграмме переменных режимов с выходом на уравновешенный режим.
    На диаграмме переменных режимов можно увидеть еще одну важную деталь полезности двухступенчатого сжатия - чем ниже степень сжатия в первой ступени, тем больший участок всасывания по ходу поршня. Это значит что при одинаковых габаритах производительность двухступенчатого компрессора будет выше одноступенчатого.   
 
У СПГГ 1МП120 в НМТ мертвый объем составляет 12-15% по ходу поршня. Это видно и на разрезе СПГГ. Он рассчитан на большие давления наддува цилиндра сгорания 17-25атм.
Откуда бы им там взяться?
Если их с самого начала не было?
Нет там двухступенчатого сжатия.
Поставьте на ручной насос (бывают такие, кстати, у волейболистов) впускной клапан на шток, ничего не изменится.
Единственный маловероятный плюс в этой системе, лучшее наполнение К2, но при параллельной работе К1 и К2 производительность была бы выше.
Мужикам надо было получить патент, они его получили, на этом всё.
 
Нет там двухступенчатого сжатия.   Поставьте на ручной насос (бывают такие, кстати, у волейболистов) впускной клапан на шток, ничего не изменится.
   Георгий, сравнения которые Вы приводите даже отдаленно не могут считаться достоверными. Вы хотите простой импровизацией похожести зачеркнуть работу серьезных специалистов, которые не только говорят, но и считают процессы по строгим формулам состояния газа все необходимые параметры процессов, проверяют результаты экспериментально. Если Вам что-то не дается сразу, это же не значит, что у всех все неправильно?
      Почитайте хотя бы книгу Рыжова Б.М. "Авиационные поршневые компрессоры". Она у меня есть в электронном виде. Могу переслать. Объем 5,3МБт.

Мужикам надо было получить патент, они его получили, на этом всё. 
  Получить патент сегодня не очень сложно и это мало что дает без конкретных разработок, которые можно предложить к внедрению.
У них обширные наработки в разных вариантах на базе одной конструкции. Можно сказать системная разработка.
 
... Вы хотите простой импровизацией похожести зачеркнуть работу серьезных специалистов, которые не только говорят, но и считают процессы по строгим формулам состояния газа все необходимые параметры процессов, проверяют результаты экспериментально.
Серьёзных специалистов давят на корню как это делают паучки в банке, выживших давно не видел.
Насчёт строгих формул, поверьте на слово создателю прессов (в том числе и пневматических), а также мастеру воздушных и гидравлических систем, увеличив лисапедный насос до размеров 1МП120 оне останутся прежними, как и результат.
Когда мне было надо, с периодичностью где-то в пятнадцать лет, восстанавливал в памяти интегралы и решал что надо, потом вылетало опять со свистом - неуч  🙂.
Нынче они онлайн решаются, но это не тот случай.
Этот вопрос обсуждать больше не буду.

Другое дело, что новости ЭКИПа после марта не обновлялись, паучки видимо в работе.
 
Насчёт строгих формул, поверьте на слово, увеличив лисапедный насос до размеров 1МП120 оне останутся прежними, как и результат.
      С такими подходами к истине, конечно, не стоит дальше обсуждать этот вопрос. Присоединяюсь.
   
 
Владимир Александрович!
Приношу свои глубочайшие извинения!
Вы абсолютно правы, а я увы, неуч, тупой и тугодум, ничего не поделаешь, на улучшение положения надеяться не
приходится, но пожизненно имею нахальство что-то творить в технике.
В случае остаточного давления в точке Е на Вашем рисунке и соответственно в ресивере, действительно имеет место ДВУХСТУПЕНЧАТОЕ сжатие.
Если остынете после нервотрёпки, которую я устроил,
хотелось бы надеяться на дальнейшее общение.
Меня интересует как сохраняется это самое давление Е (17-25атм)в ресивере.
Ведь при при открытии впускных окон рабочего цилиндра и его продувке уйдёт значительное количество воздуха. Это означает, что объём воздуха в ресивере должен быть во много раз больше чем объём рабочего цилиндра, чтобы данное давление сохранилось. Достаточен ли объём ресивера для такого запаса?
 
Приношу свои глубочайшие извинения!
    Георгий, Вы меня ничем не оскорбили. Было резкое несогласие с моими пояснениями. Но ведь навязать здесь по предмету обсуждения ничего нельзя. И хорошо, что мысль работает, а сознание ищет. Продолжим обмен мнениями.

В случае остаточного давления в точке Е на Вашем рисунке и соответственно в ресивере, действительно имеет место ДВУХСТУПЕНЧАТОЕ сжатие.
    Отлично, значит станут понятны и другие вопросы, которых мы коснемся.

Меня интересует как сохраняется это самое давление Е (17-25атм)в ресивере. Ведь при при открытии впускных окон рабочего цилиндра и его продувке уйдёт значительное количество воздуха. Это означает, что объём ресивера должен быть во много раз больше чем объём рабочего цилиндра, чтобы данное давление сохранилось. Но этого не видно на рисунке этого двигателя. 
    Для полного ответа надо выделить три случая работы установки СПГГ+турбина, чтобы было четкое понимание происходящих процессов.
1. Установившийся режим, например, номинальный. СПГГ совершает определенное постоянное число циклов в минуту, скажем 2800, как у СПГГ 1МП120. Турбина преодолевает нагрузку от потребителя и держит при этом какие-то постоянные обороты.
     Для чего нужен объем ресивера? Он нужен, чтобы сгладить пульсации давления от циклического характера работы цилиндра сгорания СПГГ (или их группы). Но какое давление установится в ресивере при номинальном режиме работы установки? Оно установится таким, каким его задаст пропускная способность входной ступени турбины на ее постоянных оборотах. Расход газа в единицу времени через цилиндр сгорания (с учетом продувки) на входе в ресивер будет равен расходу газа в единицу времени через турбину и для номинального режима 1МП120 давление в ресивере будут сохраняться 17атм с определенной температурой (где-то около 800[sup]0[/sup]С).
2.  Увеличилась нагрузка на валу турбины. Уменьшение оборотов турбины превысило предел чувствительности центробежного регулятора, грузики стали сходится к оси вращения и топливный насос СПГГ увеличил подачу топлива, возросла частота циклов СПГГ, температура и давление подаваемого газа и все ровно настолько, чтобы обороты турбины под новой более высокой нагрузкой восстановились до прежнего постоянного значения, заданного программой регулирования и положением РУД, выбранного оператором. Обратный случай в обратной последовательности.
3. Перевел оператор РУД в положение "малый газ" - уменьшилось обжатие возвратной пружины центробежного регулятора и он уменьшил подачу топлива в СПГГ до значения предусмотренного для этого режима. Число циклов СПГГ упало - снизилось давление и температура газов за СПГГ, снизились обороты турбины. Равновесие установилось при новых значениях расхода газа через СПГГ и турбину, при минимальном давлении газа в ресивере. С выводом РУД на высокие режимы процесс пойдет в обратной последовательности.

      Из сказанного, думаю, понятно, что каждому режиму соответствует свое давление в ресивере, которое будет преодолевать двухступенчатый компрессор СПГГ, чтобы соответствовать балансу совместной работы с турбиной при определенном положении РУД и точке на характеристике регулирования, заложенной в установке. 
       А объем ресивера после СПГГ подбирается только из условия его достаточности для гашения пульсаций  давления выхлопных газов. Так как ресивер для газового потока - это внезапное расширение, то в нем присутствуют потери.
       Когда турбинный узел и несколько СПГГ, работающие на нее, стоят рядом, выгоднее обходится вообще без ресивера. Зауженные выхлопные патрубки от каждого СПГГ сводят в одну трубу, по которой газ с высокой скоростью устремляется к сопловому аппарату турбины. При этом динамический довесок восстановленной мощности превышает потери от трения о стенки каналов.

       Все сказанное достаточно сложно полностью уловить без рассмотрения формул и описываемых ими зависимостей. В таких случаях обращение к специальной литературе будет очень полезным, даже если не все там будет понятно сразу. 
        Оперировать формулами здесь не удобно и слишком хлопотно. Да и читатели с разной подготовкой быстро устают от этого.
 
Спасибо.
Как я понял, двухступенчатость сжатия реализуется
благодаря сопротивлению впускного-выпускного трактов,
турбины и определённому объёму мёртвой зоны К2. При этом желательно, чтобы мёртвая зона К1 была как можно меньше.
Интересно знать, рассматривался ли авторами вариант с цельным компрессорным цилиндром, клапанами в торцах и перепускными в поршнях? Для более лучших условий компрессионных уплотнений.
Здесь, возможно, возникнет проблема с пропускной способностью клапанов, а с другой, появится возможность уменьшить толщину поршней и длину цилиндров для уменьшения веса, допустим, в авиационном варианте.
Хотя, честно говоря, мне больше нравится для авиационного применения их (ЭКИПа) СПД ПТД92.
 

Вложения

  • spgglight.png
    spgglight.png
    41,6 КБ · Просмотры: 125
Назад
Вверх