Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Эксэрготрансформаторный универсальный двигатель.
Эксэрготрансформаторные двигатели в 21-м веке, заменят
существующие низко...
Существующие способы преобразования тепловой энергии в
механическую работу, открытые в 19 веке, достигли совершенства, и
д...
3
Расчет первой ступени двигателя - эксэрготрансформаторной камеры
сгорания.
Начальные условия примем.
Теплота сгорания усло...
Процесс энергообмена состоит в следующем: Рабочий газ, выходя из
«потенциальной ямы в процессе 3– 3 изотермического сжатия...
Горение.
Найдем повышение температуры газа при сгорании оставшихся паров
топлива. 42000 – 9000 = 33000КДж.
Общая масса газ...
7
Расчет второй ступени эксэрготрансформаторного
универсального двигателя.
Начальные условия.
С первой ступени двигателя пос...
Процесс энергообмена состоит в следующем: Рабочий газ в процессе
изотермического сжатия процесс – 3 - 3, отдает тепло холо...
Процесс энергообмена состоит в следующем: Рабочий газ в процессе
изотермического сжатия процесс – 3 - 3, отдает тепло холо...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×
Upcoming SlideShare
призентация эксэрготрансформаторного двигателя.
Next
Download to read offline and view in fullscreen.

0

Share

Download to read offline

призентация универсального двигателя. (дополнена)

Download to read offline

htt://askcap.ru

Related Books

Free with a 30 day trial from Scribd

See all

Related Audiobooks

Free with a 30 day trial from Scribd

See all
  • Be the first to like this

призентация универсального двигателя. (дополнена)

  1. 1. Эксэрготрансформаторный универсальный двигатель. Эксэрготрансформаторные двигатели в 21-м веке, заменят существующие низкоэффективные тепловые двигатели, как на земле, так и в воздушном пространстве. Преимущество эксэрготрансформаторных двигателей в том, что они могут развивать любые мощности и скорости как на земле, так и на высотах от нуля и до 40км. КПД их в 1.5 ÷2 раза выше существующих типов двигателей. 1
  2. 2. Существующие способы преобразования тепловой энергии в механическую работу, открытые в 19 веке, достигли совершенства, и дальнейшее их усовершенствование становится экономически не оправдано. Существующие тепловые двигатели сложные в ремонте, дорогостоящие при изготовлении, не надежные в работе и экономически неэффективные. Существующие способы преобразования тепловой энергии в механическую энергию, естественным образом устарели, поэтому нуждаются в замене. Рассмотрим проект универсального эксэрготрансформаторного двигателя в специальном канале, которого происходит преобразуются в работу (эксэргию) сверхвысоких температур рабочего газа и одновременно с горением топлива при V = Const происходит увеличение давления в движущемся потоке. Выполнение этих условий возможно только при безударном способе сложения потоков газа. Открыт способ безударного сложения потоков газов и изготовлено устройство, в котором он реализуется. Данное устройство названо нами эксэрготрансформатором. Цель разработки – создание универсального двигателя, в котором значительна часть тепла сгорания топлива преобразуется в эксэргию. Эксэргия, в виде кинетической энергии потока газовоздушной смеси, выходящая с диффузора универсального двигателя, может быть в дальнейшем преобразованная в работу. Универсальный двигатель состоит из двух ступеней: эксэрготрансформаторной камеры сгорания топлива, являющейся его первой ступенью и вторая ступень, представляющая собой эксэрготрансформатор. В камере сгорания около половины тепла преобразуется в кинетическую энергию продуктов сгорания, обладающих высокой температурой. Для доработки остаточного тепла первой ступени газ направляются в эксэрготрансформатор (вторая ступень), где он выполняет работу по всасыванию и сжатию наружного воздуха. Далее потоки продуктов сгорания топлива и воздуха складываются в один поток, который со сверхзвуковой скоростью поступает в диффузор, где его скоростной напор преобразуется в давление. Результат преобразования таков: Масса газовоздушной смеси на один килограмм топлива - М=118 кг, давление Р. =0.834Мпа, температура торможения Т.=649°К. КПД универсального двигателя 81,3%. Расчеты прилагаются. 2
  3. 3. 3
  4. 4. Расчет первой ступени двигателя - эксэрготрансформаторной камеры сгорания. Начальные условия примем. Теплота сгорания условного жидкого топлива 42000 КДж/кг. Для сгорания 1кг. топлива необходимо 14 кг. воздуха. При сгорании 1кг воздуха в парах топлива выделяется 3000 КДж. тепла. Удельную теплоемкость для воздуха и продуктов сгорания примем постоянную: Ср. = 1КДж/кг. град. Камера сгорания имеет запальное устройство, в которое подается 1кг. топлива с наружной температурой 288.°К. и 3кг. воздуха с давлением 0.68МПа и температурой 498°К. При сгорании воздуха в парах топлива в запальном устройстве выделяется тепло: 3000 ×3=9000 КДж. Температура смеси в запальном устройстве: (288×1 +498×3 +9000)/4 = 2695°К. Иллюстрация расчета происходящих процессов изменения состояния газа, показана в T-S диаграмме. Энергия паров топлива и продуктов его сгорания (рабочей газ) выполняет в эксэрготрансформаторной камере сгорания работу, по всасыванию и сжатию атмосферного воздуха. Работа адиабатного процесса 1-2 создает в камере критическое разряжение процесс 2-3. Ар. = 1560 – 1300 = 260КДж. × 4 = 1040КДж. Назовем это разряжение «потенциальной ямой». Работа всасывания процесс 4-5 одного килограмма воздуха. Авсас. = Ср×(Т4 – Т5) = 1×(288 – 240) × = 48 КДж. Масса всасываемого атмосферного воздуха. Мв. = 1040 : 48 = 21.66кг. 1 кг. рабочего газа выполняет работу по всасыванию и сжатию m = 5.417кг. наружного воздуха. Наружный воздух, реализуя разряжение «потенциальной ямы», со звуковой скоростью поступает в неё - процесс 4-5, где происходит его встреча с рабочим газом. 4
  5. 5. Процесс энергообмена состоит в следующем: Рабочий газ, выходя из «потенциальной ямы в процессе 3– 3 изотермического сжатия, отдает тепло холодному воздуху и выходит из потенциальной ямы. Холодный воздух, получив тепло в процессе 5-4, также выходит из потенциальной ямы и возвращается в исходное состояние, т.е. его давление, удельный объём соответствуют первоначальному состоянию т.4. Пройдя «потенциальную яму», в канале эксэрготрансформатора продолжается изотермическое сжатие рабочего газа и передача его тепла холодному воздуху, который в процессе 4 – 7 изохорного сжатия получает его. Сумма изохорных процессов 4-7 должна быть равна 2-7, отсутствие равенства компенсируется эксэргией. Аизох. = (545 – 288)×5.417 = 1392. Аизоб. = 1560 – 545 = 1015. Недостача – 377КДж. Расчет по изобаре: 1015 : 5.417 = 187.4. Сложим и найдем температуру точку 6 на изохоре 4-7. 288 + 187.4 = 475.4 Расчет параметров точки 9. Р. = (Т×R): V, Р = (475.4×290): 0.8352 = 165070 Па. Адиабатное расширение газа процесс 7-9 определит параметры точки 9 Т=449,5°К. Для достижения изохоры Т. = 545°К, необходимо использовать кинетическую энергию газа. (1392 – 1015) = 377. 377 : 5.417 = 69.6, 475.4 + 69.4 = 545. Определим остатки кинетической энергии: 1560 +377 = 1937. 2695 – 1937 = 758КДж. Оставшаяся кинетическая энергия рабочего газа распределяется по общей массе взаимодействующего вещества. Процесс 7 – 8. ( 2695 – 1937) : (5.417 + 1) =118.1 Параметры точки т 8. Т9. = 545 +118.1 = 663°К, Р. = 528640Па. Произошло сложение двух потоков. Начинается процесс горения паров топлива в избытке кислорода. Горение топлива происходит в постоянном объеме камеры сгорания: её канал имеет цилиндрическое строение постоянного сечения, огражденного на входе и выходе сверхзвуковой скоростью. Геометрия канала эксэрготрансформатора, определяет показатель политропных процессов, которые может быть от 1 до ∞. 5
  6. 6. Горение. Найдем повышение температуры газа при сгорании оставшихся паров топлива. 42000 – 9000 = 33000КДж. Общая масса газа на 1кг. топлива: М = 6.417×4 = 25.668. Повышение температуры будет равно: 33000: 25.668 :1= 1285.6 градуса. Температурой движущего потока является т.6, параметры которой: температура Т. = 475,4°К. и удельный объем V = 0.8352. Температура сгорания топлива точка 11. Тv. = 475.4 +1285.6 = 1731°К. Далее газ, пройдя канал камеры сгорания, поступает в её диффузор, где скоростной напор суммируется с давлением в движущемся потоке. Энтальпия движущего потока 9-8 Ад = (663 – 449,5) ×1= 216,5КДж/кг. Процесс 11 – 10 сложим энтальпии горения топлива и движущего потока: 1731 + 216,5 = 1948. Давление торможения в точки 10 будет 0,9МПа. 6
  7. 7. 7
  8. 8. Расчет второй ступени эксэрготрансформаторного универсального двигателя. Начальные условия. С первой ступени двигателя поступают продукты горения топлива со следующими параметрами: массой 25.66 кг/сек, температурой. Т=1948°К, Р=0.9085МПа. Иллюстрация расчета происходящих процессов изменения состояния газа, показаны в T-S диаграмме. Остаточная тепловая энергия продуктов сгорания топлива (рабочий газ) реализуется во второй ступени двигателя в работу сжатого холодного атмосферного воздуха. Процессы изменения состояния двух воздушных потоков аналогичны первой ступени, за исключением горения топлива. Работа адиабатного процесса 1-2 создает в камере критическое разряжение процесс 2-3. Назовем это разряжение «потенциальной ямой». Рассчитаем коэффициент всасывания, представляющий собой отношение работу всасывания рабочего воздуха к работе холодного воздуха при срабатывании им критическом разряжения. Работа рабочего газа на создания «потенциальной ямы». Ар. = Ср×(Т2- Т3) = 1×(1037 – 864) =173 КДж. Работа всасывания процесс 4-5 одного килограмма воздуха. Авсас. = Ср×(Т4 – Т5) = 1×(288 – 240) = 48 КДж. Масса всасываемого воздуха на один кг. рабочего газа. Ар /Ав = 173 : 48= 3,6 Масса всего всасываемого атмосферного воздуха. Мв. = 25,66 ×3,6 = 92,4кг. Общая масса газа на один кг топлива, проходящая через двигатель. Моб. = 25,66 + 92,6 = 118кг. Наружный воздух, реализуя разряжение «потенциальной ямы», со звуковой скоростью поступает в канал эксэрготрансформатора, где происходит его встреча с горячим рабочим газом. 8
  9. 9. Процесс энергообмена состоит в следующем: Рабочий газ в процессе изотермического сжатия процесс – 3 - 3, отдает тепло холодному воздуху и выходит из потенциальной ямы. Холодный воздух, получив тепло в процессе 5-4, возвращается в исходное состояние, т.е. его давление, удельный объём соответствуют первоначальному состоянию т.4. Далее рабочий газ, отдавая тепло в процесс 2-2изотермического сжатия, а холодный воздух в процессе 4-2 изохорного сжатия получает тепло. Равенство: Сумма тепловой энергии изохорных процессов 4-8 должна быть равна сумме тепловой энергии изобарному процессу 2-8, отсутствие равенства компенсируется эксэргией. Процесс 4-8: Эизох. = 1× (545 – 288)×3,6 = 925 Процесс 8-10: Эизоб. =545 + 925 = 1470°К. Расчет тепла, изобарный процесс 8-2: 1037 – 545 = 492. Найдем точку 7 на изохоре 4-8. 492/3.6 = 137. 288 + 137 = 425 Для достижения изотермы Т. = 545°К, необходимо использовать кинетическую энергию газа, процесс 10-2. (1470 – 1037) : 3.6 = 120, 425 + 120 = 545. Оставшаяся кинетическая энергия рабочего газа 1948 – 1470 =478КДж распределяется по общей массе взаимодействующего вещества. Процесс 8 – 9. ( 1948 – 1470) : (3.6 + 1) =104КДж. Параметры точки т 9. Т9. = 545 +104 = 649°К, Р. = 0,934МПа. Адиабатное расширение газа процесс 7-6 определит параметры точки 6 Т=354°К. Полезная работа двигателя: Ап = (649 – 354) × 118 = 34810КДж. Затраты работы на привод компрессора. Ак = Ср ×(498 – 288) × 3 = 640КДж. Расчет КПД эксэрготрансформаторного универсального двигателя. КПД = (34810 – 640) : 42000 = 0,813 или 81,3%. 9
  10. 10. Процесс энергообмена состоит в следующем: Рабочий газ в процессе изотермического сжатия процесс – 3 - 3, отдает тепло холодному воздуху и выходит из потенциальной ямы. Холодный воздух, получив тепло в процессе 5-4, возвращается в исходное состояние, т.е. его давление, удельный объём соответствуют первоначальному состоянию т.4. Далее рабочий газ, отдавая тепло в процесс 2-2изотермического сжатия, а холодный воздух в процессе 4-2 изохорного сжатия получает тепло. Равенство: Сумма тепловой энергии изохорных процессов 4-8 должна быть равна сумме тепловой энергии изобарному процессу 2-8, отсутствие равенства компенсируется эксэргией. Процесс 4-8: Эизох. = 1× (545 – 288)×3,6 = 925 Процесс 8-10: Эизоб. =545 + 925 = 1470°К. Расчет тепла, изобарный процесс 8-2: 1037 – 545 = 492. Найдем точку 7 на изохоре 4-8. 492/3.6 = 137. 288 + 137 = 425 Для достижения изотермы Т. = 545°К, необходимо использовать кинетическую энергию газа, процесс 10-2. (1470 – 1037) : 3.6 = 120, 425 + 120 = 545. Оставшаяся кинетическая энергия рабочего газа 1948 – 1470 =478КДж распределяется по общей массе взаимодействующего вещества. Процесс 8 – 9. ( 1948 – 1470) : (3.6 + 1) =104КДж. Параметры точки т 9. Т9. = 545 +104 = 649°К, Р. = 0,934МПа. Адиабатное расширение газа процесс 7-6 определит параметры точки 6 Т=354°К. Полезная работа двигателя: Ап = (649 – 354) × 118 = 34810КДж. Затраты работы на привод компрессора. Ак = Ср ×(498 – 288) × 3 = 640КДж. Расчет КПД эксэрготрансформаторного универсального двигателя. КПД = (34810 – 640) : 42000 = 0,813 или 81,3%. 9

htt://askcap.ru

Views

Total views

424

On Slideshare

0

From embeds

0

Number of embeds

126

Actions

Downloads

3

Shares

0

Comments

0

Likes

0

×