Комментарии 11
Как технически подводить сжатый воздух и газ во вращающийся с большой скоростью ротор? Не потеряем ли мы на этом столько давления и кинетической энергии ротора, что КПД упадёт ниже ГТУ?
Здравствуйте. Если вы посмотрите в списке литературы и в самой статье есть ссылки на научные работы Милмана О.О. где он рассматривает гидропаровые турбины подобной конструкции и их эффективность. В своих работах он отмечает, что за счёт сильного вращения каналы по которым подавался пар на периферию стали работать как ступень центробежного компрессора, что отвечает на ваш вопрос, так же он описал проблемы с которыми он столкнулся при работе турбин такой конструкции. Я как представитель коллектива авторов данной стати (я и брат) думаем что одной из главных проблем данной конструкции будет выхлопное устройство, которое как может увеличить КПД за счёт разряжения а следовательно и увеличения скорости истечения, так и снизить его. Но это уже темы следующих статей.
Так же могу добавит что мы уже проводили эксперимент на простой установке на сжатом воздухе результат был отличным и показал работоспособность установки.
Это интересно, если у вас была установка для эксперимента - если бы вы описали ее в следующей статье.
Та установка не тянет на статью к сожалению. По идеи мы ее собрали для проверки теории, посмотреть обороты и будет ли разница в скорости вращения и крутящем моменте при подаче газа и жидкости.
Следующая статья будет о том какие максимальные характеристики мы сможем выдать из данной схемы (в зависимости от различных факторов так как в этой статье мы старались подстроимся под характеристики ГТУ что бы была возможность их сравнить) частично будет рассчитана и проработана конструкция турбины что бы понимать ограничения (данная конструкция ляжет в основу следующих статей), скорее всего будет проработан вопрос с качеством продуктов сгорания так как борьба за экологию стоит не менее остро чем за КПД.
Мы обеими руками за эксперимент но пока хотим понять теоретические ограничения. Возможно через несколько статей мы придем к реализации установки.
Думал что сделал что то никак и написал второй комментарий и не смог удалить первый теперь здесь такой текст (☺️ извините ещё учусь пользоваться приложением )
КПД модифицированной турбины Герона стремится к величине 60%, что
сопоставимо со значением для установок, работающих по комбинированному
циклу
Почему авторский вариант нельзя использовать по комбинированному циклу? И если можно, то зачем некорректно сравнивать разные КПД?
Ну и с другой стороны - почему выбранная схема была отвергнута вот уже в течении 2000 лет? Наверно что-то мешало? Как минимум, последние 100 лет. Что же мешало?
Мы не сравниваем нашу установку с ГТУ работающими по комбинированному циклу а всего лишь приводим их для примера, так как современная тенденция развития ГТУ направлена на увеличение КПД и основное направление для развития это использование ПГУ (комбинированных установок или парогазовых). Эту тенденцию вы можете увидеть в современных статьях по этой тематике.
Есть альтернатива комбинированным циклам, это система stig, когда пар подаётся в камеру сгорания двигателя.(Про это то же есть отдельные статьи и реализованные установки под названием водолей)
Установку рассмотренную в статье так же можно использовать для комбинированного цикла и так же для цикла stig. (Но это так же возможно будет рассмотрено в следующих статьях где мы покажем максимально возможные характеристики данной схемы)
Мы так же как и вы задались этим вопросом почему подобная установка не была реализована в России или СССР и почему, так как схема простая и лежит на поверхности. И задали подобный вопрос Ольховскому Г.Г. на что получили ответ "так никто не делает значит это не работает"
Если посмотрите то статья оформлена под IMRAT(это международный стандарт научных статей). Мы пытались опубликоваться в научном журнале который занимается подобной тематикой и называется "Проблемы энергетики". Ниже я приведу рецензию на нашу статью после которой мы решили разместить нашу статью на Хабре (так как считаем его лучшим в отечественном сегменте). Рецензию выкладываю как нам ее прислала редакция журнала ничего не меняя.
"Поиск эффективных схем преобразования тепловой энергии в механическую до сих пор сохраняет свою актуальность.
В данной работе показан еще один поход на преобразование энергии с помощью модифицированной турбины Герона. Общеизвестно, что турбина Герона была прародительницей как паровой, так и газовой турбин, и не исключено, что на каком-то витке развития энергетики она займет достойное место.
Однако, необходимо отметить, что в настоящее время нет серьезных конструкторских решений модифицированной турбины Герона, для ее использования, как альтернативу газовой турбины.
Приведённые в статье исследования показывают, что газовая турбина и турбина Герона достигают своих оптимальных показателей при абсолютно разных значениях параметров в камерах сгорания. Компрессор не создаст оптимального давления для турбины Герона, а эксплуатировать ее при степени сжатия 50 довольно не эффективно.
Газовая турбина и турбина Герона, это две совершенно разные по своей природе машины и сравнивать их между собой нет смысла, тем более при помощи таких примитивных методик расчета, отсутствии реального работающей турбины Герона ,где в качестве рабочего тела используется воздух при больших температурах и она вращается с огромной скоростью на колесе.
Данные исследования преждевременные, не актуальны, так как нет достаточной информации для их проведения, а следовательно оно не адекватны.
Исходя из выше сказанного, я не рекомендую к публикации данную статью в журнале «Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ» "
Так как мы не получили ответа мы пытаемся его найти сами возможно это заведет нас в тупик и мы найдем причину того почему данные установки не возможно реализовать, а возможно мы нашли альтернативный вариант преобразования энергии более эффективный.
Рецензия, очевидно, дана лишь для отписки. Для нашей реальности это ожидаемо. Но тем не менее - вопрос об отказе от данной схемы наверняка рассматривался не только ленивыми рецензентами. И скорее всего были обнаружены какие-то существенные недостатки схемы. Какие? На этот вопрос следует доказательно ответить. Либо доказать, что недостатки можно обойти, либо признать своё поражение.
Вызывает подозрение КПД установки. Первый же ответ на тему КПД показывает нам ничтожное соотношение потраченной химической энергии и полученной кинетической.
Для внесения ясности необходимо кратко описать этапы преобразования энергии в системе и сравнить суммарные потери энергии с обычной турбиной. Вы в статье попытались сделать что-то подобное, но собственно энергетический баланс вами показан не был. Возможно, это и послужило поводом для отрицательной рецензии в проблемах энергетики.
Сделайте же главное - покажите, откуда возьмётся экономия энергии в сравнении с ГТУ. Сделать это нужно именно коротко - энергия на входе равна, этап I - энергия понизилась на столько, этап II - энергия понизилась на столько, завершающий этап - энергия равна тому-то. Это простейшую схему поймёт любой школьник, но её-то у вас и нет. Пока её не будет - рецензии будут отрицательными. Ну а при наличии, возможно, вы сами убедитесь в бесперспективности идеи.
Давайте тогда по порядку.
Основной показатель КПД по циклу Карно это разница температур
Где Т1 - температура на входе в компрессор Т3 -температура на входе в турбину. Для Т3 в ГТУ есть ограничения связанные с жаростойкостью материалов рабочих лопаток турбин, чего нет в нашей схеме.Скорость истечения в представленной нами схеме значительно выше, если вы посмотрите таблицы то она выше 1000 м/с в ГТУ эта цифра не такая большая и составляет около 300 м/с (могу ошибаться но не сильно)
Если вы посмотрите формулу подъемной силы действующие на крыло самолёта такая же сила будет действовать и на рабочие лопатки турбины. А формула
Где с- 0.033 p -плотность v -скорость S -площадь. Подъемная сила в Ньютонах. В случае нашей установки тяга запишется 
Где m - секундномассовый расход продуктов сгорания, v - скорость истечения из сопла. Как вы видите при расчете основных величин при такой конструкции как используется в ГТУ мы много теряем так как превращаем вектор скорости в силу с вектором перпендикулярным направлению потока. В нашей же схеме тяга направлена в направлении вращения и таких потерь нет. В представленной нами схеме могут возникать скачки уплотнения так как скорость выше скорости звука что очень плохо для конструкции и оказалось бы большой проблемой которую тяжело решить. Но основные элементы будут двигаться в выхлопном устройстве в среде со значительно меньшей плотностью чем окружающий воздух из за высокой температуры, так же из за вращения будут создаваться зоны разряжения в которых будут двигаться реактивные двигатели что так же будет препятствовать образованию скачков Маха. Но это так же исследования для целой статьи и мы просто пока не дошли до этого.
Какая температура продуктов сгорания на выходе из вашей установки?
Температура будет разной в зависимости от выбранного соотношения компонентов в камере сгорания. В нашей статье она колебалась от 500 К до 900 К. В данной статье мы были сильно привязаны к характеристикам ГТУ из-за чего некоторые параметры такие как температура на выходе из сопла мы не отразили посчитав эту информацию лишней. Она была бы отражена если бы мы показывали установку не как отдельную единицу а как часть установки работающей по комбинированному циклу, тогда да нам было необходимо показать какая температура пойдет на образование пара.
Перспективы развития современных ГТУ установок и альтернативный путь их развития