Повышение КПД ДВС
Кто знает как можно увеличить КПД турбины добавив в камеру сгорания немного воды. ❓
Так очем речь, о турбинах или ДВС ?
В былые годы, во время второй мировой войны, применялось для форсирования и повышения высотности поршневых авиационных двигателей непосредственный впрыск в цилиндры водометанольной смеси.
Увеличивало ли это КПД ?
Конечно, можно только поблагодарить Sputnika за экскурс в историю… Но хотелось бы получить более детальный ответ… по сабжу.
Как стало известно Вашему покорному слуге, в 70-х 80-х годах была подобная разработка для отечественного самолетосторения… Но не нашла применения из-за того, что наши самолеты не могут таскать с собой огромные запасы воды… т.е. такой вариант применим только лишь в стационарных условиях… Т.е. на стационарных энергетических установках.
Потому, собственно и ищутся материалы по данной теме. ❗
С уважением RS.
Изменением состава горючей смеси путем добавления в нее воды (водяного пара) можно в некоторой степени изменить режимы работы двигателя (в т.ч. - обороты, мощность, температурный режим и т.д.), но не КПД, который определяется как отношение индикаторной мощности к мощности на валу двигателя, и зависит от внутренних потерь.
Подробнее: www.rcmaster.ru/club/glider/engines/index.shtml.
За счет добавления воды пытаются увеличить количество кислорода в цилиндре, что эквивалентно изменению качественного состава ГС, и ее лучшей окисляемости (сгораемости). Так что говорить в этом случае про КПД не совсем корректно. Да и последствия таких экспериментов (ресурс, надежность, и т.д.) - двоякие, и обычно не в лучшую сторону.
КПД можно увеличить только одним способом - уменьшая внутренние (в первую очередь - механические) потери в двигателе.
Уважаемый RS! Уточните пожайлуста о каком двигателе идет речь.
Турбина обычно входит в конструкцию газотурбинных двигателей(например турбовинтовых или турбореактивных). Если речь идет о них, то на двигателе Аи-24 применялся впрыск воды на входе в компрессор для увеличения мощности двигателя на взлетном режиме, при взлете в условиях повышенной температуры наружного воздуха.
Прошу прощения, сразу не уточнил, двигатель Аи-24 устанавливается на самолетах АН-24Б. КПД турбины таким способом изменить нельзя.
Насколько я помню теорию авиадвигателей, КПД турбины можно повышать оптимизируя газодинамику самой турбины. Но если я не прав, то пусть старшие поправят меня 😁 !
Удачных всем полетов!
Насколько я помню теорию авиадвигателей, КПД турбины можно повышать оптимизируя газодинамику самой турбины.
Абсолютно правильно. Оптимизация газодинамических процессов (уменьшенияе газодинамических потерь) в любом двигателе - это один из путей повышения его КПД.
Сорри поставил слишком общий вопрос…
Вода добавляется на выход из камеры сгорания, увеличивая тем самым массу (если быть более точным кинетическую энергию, за счет увеличения массы) рабочего тела, воздействующего на лопатки ротора, в результате чего, вырастает, КПД, повышается экологичность и т.п.
Собственно ищутся материалы по данной теме.
Всем Ответившим БаЛшОЕ спасиба… 😃
Боюсь, это тоже тупиковый путь - для разгона добавленной массы воды тоже нужно потратить энергию сгоревшего топлива, т.е. израсходовать часть ее кинетики, которая могла бы крутить лопатки…
Закон сохраниения энергии, элементарно, Ватсон! 😁
Уважаемый Glider!
При таком “разгоне” безусловно, расход топлива увеличивается, однако при этом увеличивается КПД!!! Ранее я упоминал про статью, в каком-то нучном журнале тех лет, где излагались принципы такого “разгона”, собственно их и пытаюсь найти, дабы более детально изучить сию тему.
С уваженеием RS.
К сожалению, мне не попадалась подобная статья…
Но в любом случае, тут что-то с физикой не так (или так, но мы чего-то не знаем). Если есть возможность увеличить количество сгораемого топлива, то почему это не сделать без воды? Любой неактивный реагент в такой системе, по идее, должен не увеличивать, а уменьшать КПД.
Но мир настолько непознаваем! 😃
В том-то и весь парадокс…
Весь замысел, как я понял был в том, что нужно увеличить кинетическую энергию тела. Т.к. скорость потока и температуру увеличить не получается никак, все и так по максимуму, остается увеличение массы рабочего тела.
Если учесть что кроме увеличения (незначительного, кстати потому как используется в моем варианте рекуперация) расхода топлива, повышается экологичность и еще можно поставить опреснитель, то общий КПД турбины увеличивается по любому… Это не говоря о том что мощность самой турбины увеличивается, следовательно она может “потянуть” болеее мощный генератор… отсюда и суммарный КПД.
С уважением RS.
Самое правильно-обеднять смесь-для повышения кпд и уменьшать механические потери.
Это про повышение кпд двигателя.
Но и здесь есть неразрешенные проблемы.
А добавления воды –это ( мое мнение-но переубедит ли кто) из той серии предложений что поставь турбинку в карбюратор и имей 15 процентов экономии бензина-поставь магнит –
И еще 20%. Лысенковщина все это.
А если нужно повысить кпд системы- то можно еще добавить и обогрев теплицы.
ок
Господа, см. внимательнее выше, речь идет о турбинах, где продукты горения топлива - есть рабочее тело теплового двигателя, и вода добавляется, непосредственно в рабочее тело! в подогретом состоянии…
–
С Уважением RS.
Задавая здесь теоретический вопрос, как-то само собой предполагается, что в поисковике по сети уже искалось. Попробуйте набрать “турбореактивный впрыск воды”.
Кроме того, о повышении удельной тяги (и КПД) впрыском водно-спиртовой смеси на взлетных режимах написано просто в учебниках по ТРД. 😃
Суть там в изменении режима горения топлива (стабилизация скорости распространения фронта пламени), что при большей мощности не сильно повышает теплонагруженность камеры сгорания и, особенно, лопаток турбины. Просто повысить кол-во сгораемого топлива нельзя по конструктивным ограничениям - лопатки поплавятся. Форсажная же камера сильно снижает КПД ТРДФ.
Что касается ДВС, то здесь тоже режим горения сильно зависит от влажности воздуха. Это заметно даже на метанольных моторах. На бензиновых же, эксперименты давно подтвердили возможность повышения КПД посредством впрыска воды. Об этом даже в “За рулем” писали. Вот только в широкую практику эти методы внедрения не получили. Потому как чистую воду использовать при минусовой температуре нельзя, а водно-спиртовые смеси создают лишнюю мороку в эксплуатации, терпимую только в авиации. :
Всем крайне признателен и благодарен за оставленные здесь мнения. ❗
Но прошу заметить, что при желании повысить КПД ДВС можно бесконечно улучшать уже изобретенное когда-то и кем-то, пытаясь уменьшить силы трения в существующих конструкциях, увеличить теплообмен и т.п. Однако этот путь считаю регресивным.
В предложеной теме обсуждения предлагалось обсудить вариант более кардинальный и следующий по пути замены рабочего тела - одного из важнейших элементов ДВС.
Иные радикальные пути увеличения КПД тепловых двигателей будут только приветствоваться.
С уважением RS.