Расчет тяги
Добрый день.
Помогите рассчитать. Допустим есть электромотор с кпд 100%, копрессор с кпд 100% и есть сопло.
Сколько потребуется ватт/кг тяги.
Провел тест.
Подключил центробежный насос к соплу диаметром 22мм. Давление получилось 0,078 атм. Статическая тяга вышла 460гр.
Если считать площадь сопла 3,8кв.см на 0,078атм= должно быть 296гр
Если по отбросу массы. Расход точно не знаю, примерно 30-50 л/с
Допустим 50л/с = 43гр/с
Откуда лишняя тяга?
Откуда лишняя тяга?
Я думаю, вопрос следует читать как “где ошибка?”. В таком случае, возникают встречные вопросы:
- вы уверены в точности измерения давления и расхода?
- где и как измерялось давление? - ведь важно давление на срезе сопла.
Кроме того, по вашим цифрам:
- разница между стандартной и технической атмосферой дает различие в ~10 гс в вашей конфигурации, но это не существенно;
- по расчету через расход кто-то из нас ошибается сильнее.
Расчет через расход (с переходом к отбрасываемой массе), на сколько я понимаю, должен вестись как Циалковский завещал как здесь написано: Величина реактивной тяги,
F = v Δm/Δt,
где v - скорость истечения рабочего тела,
Δm - масса рабочего тела, отбрасываемая за промежуток времени Δt.
При расходе воздуха ΔV=50 л/с (0.05 м куб. / с) и плотности воздуха ρ=1.2 кг/м куб.,
Δm = ΔV * ρ = 0.06 кг
При сечении сопла S=3.8 см кв. (0.00038 м кв.), и заданном расходе, скорость истечения составит
v = ΔV / S = 0.05 / 0.00038 = 131.6 м/с
Тогда реактивная тяга установки равна
F = v Δm/Δt = 131.6 * 0.06 / 1 = 7.895 Н (805 гс)
Мне кажется, так.
Ваша тяга получается при расходе 38 л/с (465 гс).
Допустим есть электромотор
Раздел про турбореактивные двигатели. Вы, собственно, о чем?
По правилам форума перед тем как задавать вопрос полагается провести поиск подобных тем или погуглить
Спасибо.
Всё понял.
По импеллерам много инфы, а центробежным немного непонятно. Они же применяются в турбореактивных авиамодельных двигателях, вот и написал сюда.
Давление мерил манометром от тонометра трубкой прям на срезе сопла.
Расход значит примерно 35 л/с
А вот самое интересное какая была затрачена мощность на это в ваттах?
Давление мерил манометром от тонометра трубкой прям на срезе сопла
А какое давление вы измеряли (статическое или полное)?
Как получили цифру расхода?
Поднес конец трубки (диаметром примерно 5мм ) от манометра прям к работающему соплу. Расход знал примерно. Теперь по расчетам примерно 35-38 л/с
А вот самое интересное какая была затрачена мощность на это в ваттах?
Мощность - это изменении энергии за единицу времени. В данном случае, это изменение кинетической энергии рабочего тела за единицу времени:
P = (Δm v^2 / 2) / Δt
При расходе 38 л/с, Pвых=228 Вт.
Это мощность, переходящая в статическую тягу. Всякие утечки воздуха “не туда”, положим, рассеивают 15% мощности - тогда на выходе компрессора мощность воздушного потока составляет Pкомпр=228/0.85=268 Вт.
Допустим, КПД крыльчатки составляет 75%, тогда мощность на приводящем валу будет Pвал=268/0.75=358 Вт.
При КПД приводящего электродвигателя в 80%, потребляемая электрическая мощность составит Pвх=358/0.8=447 Вт.
Так же можно учесть КПД регулятора скорости, скажем, 90% и в итоге получим Pрег=496 Вт.
Учтите, что это довольно-таки “сферические” расчеты “в вакууме”.
Выходит низкий показатель у центробежного насоса для реактивной тяги выше 1Вт/гр.
Выходит низкий показатель у центробежного насоса для реактивной тяги выше 1Вт/гр.
Если считать по выходной мощности (переходящей в статическую тягу), то примерно пол ватта на грамм силы тяги. КПД турбины в целом я вам (по звездам) насчитал в районе 50% - если порядок верный, то да, получается где-то от 1 Вт/гс (электрической мощности).
Этот параметр можно уточнить, если вы замерите реальную электрическую мощность, потребляемую установкой (токовые клещи + вольтметр).
Я думал будет хотя бы 1Вт/1.5гр. Жаль.
Я думал будет хотя бы 1Вт/1.5гр. Жаль.
Вы, все-таки, прикиньте фактическую потребляемую мощность, вдруг… вдруг, 0.8 Вт/гс! 😃
А еще, у вас же установка, идеально (!!) подходит для afterburner’а. А? 😉
Это тоже не пойдет. Я вот думаю чисто гипотетически если делать небольшой апарат с общей тягой примерно 100кг на аккумуляторах. По расчетам центробежные насосы с реактивной тягой уже не подходят. Вес большой. )
Это тоже не пойдет. Я вот думаю чисто гипотетически если делать небольшой апарат с общей тягой примерно 100кг на аккумуляторах. По расчетам центробежные насосы с реактивной тягой уже не подходят. Вес большой. )
100 кгс тяги, думаю, уже для аппарата с человеком на борту достаточно. Но для такого аппарата я бы однозначно выбрал классический пропеллер (максимум, два).
Может быть, у вас есть какие-то требования к аппарату и проект можно каким-то образом минимизировать?
С пропеллером конечно на много эффективнее, но большого размера получается. Но вот бы что то поменьше. Если бы цетробежные компрессоры + реактивная струя были бы более эффективные, то это всё можно было бы буквально разместить в ящик размером 1000мм*500мм*500мм.
Ну, а несущие плоскости у вас планируются? Если да, то для аппарата с такой массой они будут довольно значительного размера и на их фоне пропеллер будет элементом совершенно адекватного размера.
А вот “ящик размером 1000мм*500мм*500мм” сам по себе не полетит 😃
Добавите деталей к вашей идее? Может быть, это что-то интересное и подключится “коллективный разум” 😃
P.S. Кстати, грамотно выполненные спрямители за компрессором сделают турбину несколько эффективнее.
Значит крыльев не должно быть. Размер пока не знаю какой, например 1000мм*500мм*500мм" или чуть по побольше. Взлет скорее вертикальный. Если тяга будет 1> то и ящик полетит 😃 В голову приходит только что то типо импеллеров внутри.
Я понял, это “реактивный ранец” на батарейках 😃
Ящик? Да, ящик [электроники, стабилизирующей полет] полетит, если тяга > 1.
Нет, что то больше ранца. Аккумуляторы стали сейчас энергоёмкие, бесколлекторные моторы мощные. Что то может и выйдет.
Кстати, вот занятная вариация на тему реактивного ранца: аппарат с двумя воздушными винтами малого диаметра в кольцевых каналах Martin Jetpack.
Это пример опровергающий чрезмерные размеры воздушных винтов для подобной установки.
UPD: А так же Solotrek XFV:
У него если я не ошибаюсь 200лс. Очень слабый показатель. Те же самые центробежники будут тратить меньше энергии и меньших размеров. Конечно время полета меньше будет. Кстате для моей модели можно и 4 минут полета.
Кстате для моей модели можно и 4 минут полета.
Вы бы озвучили хотя бы предполагаемую компоновку, если с ней уже определились.
Те же самые центробежники будут тратить меньше энергии и меньших размеров.
С чего бы?
Допустим представим по всем габаритам снегоход. Внутри стоят центробежники с электромоторами. Тяга за счет реактивных сопел.
С чего бы?
Может и не меньше, но вес электромоторов на много меньше бензиновых. Я сравнивал с авиадвигателями ROTAX.
Валентин! В посте 20 Вы противопоставили центробежники осевым вентиляторам в экономичности. Я Вам задал вопрос (пост 22). Снегоход с реактивной (холодной) тягой - нонсенс (мягко говоря). Аэросани - другое дело.
Валентин! В посте 20 Вы противопоставили центробежники осевым вентиляторам в экономичности. Я Вам задал вопрос (пост 22). Снегоход с реактивной (холодной) тягой - нонсенс (мягко говоря). Аэросани - другое дело.
Я новерное не понял вопроса,
Картинку я привел для примера размера модели. Оно должно летать а не ездить 😃
Что бы поднять вертикально, конечно осевые выигрывают во всём центробежным. Но вот размер у них большой.