Двигатель Эриксона

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ну, смотря как относится к детонации. Если использовать ТНВД, то можно обойти эту проблему. А для обычных двигателей на бензине и смесеобразовании вне цилиндра с этим ничего не поделаешь. Можно попробовать этиловый спирт в качестве топлива (октановое число 110-120), говорят, что мощность выше, так как ему нужно меньше воздуха для горения, а значит можно больше топлива добавлять.

Есть очень упрощенный закон, известный со школьной скамьи: PV = MKT,
где есть 4 параметра: давление, объем, количество вещества и температура.
Соответственно, "меньше" воздуха - значит меньше молекул. Объем цилиндра у нас не меняется, Давление впуска - атмосферное, тоже не меняется. Следовательно, произведение M*T - константа. Но вот константу эту можно получить, втягивая в цилиндр мало молекул горячего воздуха, или много молекул холодного. Работа по сжатию определяется как изменение объема умноженное на давление. Степень сжатия - одинаковая. А значит, что мы затащили мало молекул, потратили одинаковую работу по сжатию, а из малого количества молекул мы получаем мало работы. Эффективность упала, поскольку отношение затраченной работы и полученной изменилось.

Не сразу! Охлаждаем мы в процессе сжатия, а нагреваем уже после. То есть, адиабатическое сжатие заменяется на изотермическое при поддержании низкой температуры. На изотермическое сжатие мы затрачиваем меньше работы, чем на адиабатическое и получаем рабочее тело с низкой температурой. После адиабатического сжатия, которое требует больше работы на его осуществление, мы получаем рабочее тело с более высокой температурой. Изохорная передача из одного цилиндра в другой через теплообменник, не требует затрачивания работы, требует только преодоления сопротивления воздуховодов и трения. Так вот. И изотермическом процессе мы выбрасываем теплоту в атмосферу (холодильник) безвозвратно, это плата за уменьшение работы сжатия. Но как только мы сжали рабочее тело, мы тут же можем его забесплатно нагревать от выхлопа, поскольку мы получили в распоряжение дополнительную разницу температур между рабочим телом и выхлопными газами, а значит гарантию того, что мы можем компенсировать выброшенное от теплоты выхлопных газов. Такое невозможно в случае адиабатического сжатия и горячего воздуха в результате. Мы совершаем выгодный обмен. То же самое происходит и в двигателях по циклу Стирлинга.

Ну конечно, все так. Но я имел в виду: чем больше циклов (с одинаковыми параметрами) в единицу времени, тем лучше. У Эриксона примерно все так же, как и у ДВС, тот же цилиндр, почти такие же клапана, нужен и впуск, и выпуск, и 4 клапана на цилиндр. Вот только среднее индикаторное давление у Эриксона можно сделать любым, даже превышающим показатели ДВС, то есть, в теории, с литра можно снять больше мощности. Единственная проблема - это впускной клапан, открывающийся навстречу высокому давлению. Но тут можно закрывать выпускные клапана чуть раньше, и если мертвые объемы малы, то и за небольшую работу можно создать подушку повышенного давления, предваряющую открывание клапана механически. Я сейчас работаю над таким механизмом для парового двигателя.

 

Не вижу никаких причин использовать дорогой бензин в автономной генерации.
Своя теплоэлектростанция тем и хороша что может работать на топливе, не пригодном для транспортных двс, а потому дешевом.

Опять же нет причин его не использовать. Это в 19 веке ТНВД был космическими технологиями. А сейчас он дешевый.
Тем более что если не гнаться за всякими "евро-5" то и особо высокое давление впрыска не нужно. У меня например есть дизель, штатно имеющий давление впрыска всего 120 атмосфер. А в нефтяных калоризаторных двигателях оно еще меньше. И форсунки могут быть простыми штифтовыми - заодно они меньше боятся грязи так как при движении иглы самопрочищаются.

Где-нибудь на югах, где много отходов сахаросодержачей сельхоз растительности - да, это смысл имеет.
Но там и отопление нужно намного меньше так что смысла в когенерационной установке меньше.

Механической работы да, не требует. Но требует тепловой энергии. Хотя можно частично использовать энергию выхлопа.

Вот опять чисто автомобильные заморочки. Ну какая разница сколько там мощности с одного литра если литров может быть много? В стационарной установке цилиндр может быть хоть размером с бочку - лишь бы агрегат мог использовать тепловую энергию дешевого возобновляемого топлива (дрова,торф).

Надо бы найти какой-нибудь софт в котором можно было бы моделировать разные тепловые двигатели. Есть же такой софт для холодильников, а они тоже тепловые машины, можно сказать "двигатели наоборот".
Это полсотни лет назад эксперименты "на глаз" и сразу в железе были единственным способом что-то сделать.
А сейчас однозначно надо с компьютерного моделирования начинать. По трудозатратам намного меньше получится.

 

В том-то и смысл, чтобы отказаться. Поэтому обсуждаем двигатели с внешним подводом теплоты, такие как двигатель Эриксона. Просто задели тему split cycle, в которой я только-только начал разбираться.

Как вариант, когда нужна механическая энергия на возделывание земель мотоблоком. Автономная, естественно.

Ну так мы с целью регенерации теплоты выхлопа это все и делаем.

Впечатлить читателей данной темы. Как я посмотрю, только такие впечатления и могут заинтересовать прохожих. Обязательно нужна какая-то "фишка", "противоречие", "супервозможность". Унылые 5% КПД никого не задевают. Только тех, кто умеет считать и понимать, что 5% почти забесплатно - это очень и очень даже хорошо.

Я пока что ничего лучше своего тормозного мозга не придумал... И делаю это с целью отвлечься от компьютера, а то и так слишком много времени провожу за ним. Возможно, существует такой софт, в котором как по волшебству можно такое моделировать. Если найдете - сообщите.

 

Уже начал моделирование и именно в связке двигателя Эриксона с холодильным оборудованием. Потому что большие КПД можно получить только в такой связке. Тепловой насос этому очень показательный пример.
Тогда сезонный двигатель Эриксона превращается в круглогодичный, а при замене источника тепла летними излишками возможно получить утилизатор с теплоаккумулятором с практически бесплатными затратами на эксплуатацию.
Но для математического моделирования нужна конкретика: размеры, объемы, материалы, температуры. И самое главное практические цифры измерений мощности, числа оборотов конкретного двигателя Эриксона с известными размерами и материалами.
Пока нахожусь в поиске такого объекта на основе которого можно создать матмодель. Пока не нашел подходящего, но виртуальная модель постепенно начинает проясняться.

 

Чуть ОФФ,
Возможно для получения необходимого количества механической работы стоит использовать технологию "солнечного насоса Радченко"?
Идея в том, что есть теплообменник с легкокипящим фреоном (пропан), который периодически нагревается/охлаждается. Кипение фреона при нагреве приводит к увеличению обьема гибкой мембраны (в бочке) и позволяет получить сжатый воздух. Конец цикла расширения включает процедуру охлаждения теплообменника (впрыскивается вода), фреон конденсируется и система приходит к исходному состоянию.
Результат работы - сжатый воздух и подогретая вода. Давление сжатого воздуха не очень высокое, но может быть увеличено совершенствованием системы. Количество воздуха легко масштабируется - увеличивается количество бочек.

 

Да, примерно так. Только этот теплообменник встроен в оборудование двигателя Эриксона и подстроен под большое число оборотов. Тогда в отапливаемый сезон получаем быстрый двигатель Эриксона, в летний сезон медленный само-утилизатор-накопитель энергии.

 

На большей части территории России сельское хозяйство становится выгодно только при гигантских площадях и тотальной механизации работ. А так получается что купить картошку в магазине дешевле чем вырастить на огороде. Даже если просто по трудозатратам считать и вместо сажания/окучивания/выкапывания своего огорода наняться разнорабочим. Кстати, ставка разнорабочего, как не требующая никаких специальных знаний, инвестиций в обучение и покупку инструме6нта - очень удобный ориентир для разного рода экономических расчетов.

Так надо КПД иначе считать. Учитывать не только механическую работу но и вообще всю ту часть энергии сгоревшего топлива которая была применена с пользой, а не выброшена в атмосферу. Вон отопительный котел вообще никакой механической работы не совершает, однако к нему вполне применимо понятие кпд.

А это мысль интересная. Я вот тоже подумал, а что будет если от вала дизеля кроме электрогенератора крутить еще и компрессор от автомобильного кондиционера, работающий в составе теплового насоса, перекачивающего в дом тепло выхлопа. Так ведь можно сделать выхлоп весьма холодным.

Немного отвлекаясь от темы. Лет сорок назад в какой-то полудетской книжке на тему занимательной физики видел рисунок
солнечного водяного насоса из бочки. Предлагался как устройство для полива модных тогда огородов в особо жаркую погоду. Очень жалею что описание этой конструкции не сохранил. Помню что насос не мог нагнетать воду, но вполне успешно всасывал ее на пару метров, после чего она могла течь куда нужно.

 

Насос Радченко публиковался чуть ли не в Юном технике. Только у него сжатый воздух использовался в эрлифте для понятия воды из скважины, и этой же водой отрабатывался цикл охлаждения.

 

Это как? Для привода компрессора? Или по обратному циклу Эриксона? Или тепловой насос, работающий от теплоты?

В том то и проблема. Двигателей Эриксона никто не делает, по крайней мере, работ заметно меньше, чем по двигателям Стирлинга. Я, собственно, хотел бы понять, почему так, и начал работать над пониманием проблемы. В чем проблема, собственно, не могу понять. В теории все должно работать. Да, сложно, да, металлоемко. Но что такое сотня килограмм металлических трубок для котла, который можно сварить в гараже за пару выходных, по сравнению со сложнейшими теплообменниками двигателя Стирлинга? Что, компрессор что ли сложный? Да их тонны! Что, расширятор? Конверсия ДВС сгодится на эти нужды.

 

Это звучит слишком. Как бы сказать... Уныло. Надо делать паровую машину по органическому циклу Ренкина. Ничего придумывать не надо - выглядеть это будет примерно как домашний холодильник, запущенный в обратном направлении. Только надо расковырять компрессор, сделать там систему газораспределния, а электродвигатель сконвертировать в электрогенератор. Ну и теплообменную часть заменить.

 

Телпо выхлопа незачем куда-то перекачивать, там разница температур с воздухом в помещнении огромная! Делают котел утилизационный: выхлоп производят в бочку, в которой намотан змеевик из нержавеющей трубы гофрированной, такую можно в любом магазине купить. Через этот котел надо организовать циркуляцию теплоносителя из системы отопления. Бюджет проекта 5000 рублей, время реализации - два часа. И тогда, внезапно, на каждый киловатт электроэнергии мы получаем 3-4 киловатта тепловой энергии.

 

Ну не скажите. Зато реализация проста. Можно взять кожухотруб самодельный, пару электрических трехходовых, бочку и гимнастический мяч. И иметь пару атмосфер воздуха в ресивере в неограниченном количестве. Еще можно сделать две системы в противофазе - тогда ресивер будет меньше или даже без него.
Чтобы делать на органическом цикле - надо хорошую паровую машину, - интересный вариант машина Тверского-Исаева, но нужен доступ к станочному парку. Зато можно 16 рабочих ходов за 1оборот! А сделать бы такую из керамики - вообще была бы сказка!

 

Паровая машина на фреоне плоха тем что фреоны боятся температуры. Чуть перегрел и он разлагаться начинает.
Разве что бутан использовать в качестве рабочего тела.

 

В доме в СО обычно не больше 60-80 градусов. Многие фреоны нормально переваривают такую температуру.

 

Теплица это сельское хозяйство? Она выгодна и при маленьких площадях ~ 50-100м2. Для работы теплицы нужна малая автоматизация: досветка, проветривание, нагрев, охлаждение, полив - для всех этих работ нужны вентиляторы, насосы - возможно это как раз работа именно для двигателя Эриксона. Мощности электрические при этом нужны не очень большие, основное как раз отопление если теплица зимняя или ране-весенняя (8 марта). Все пока сходится тепло из дров/газа попутно механические вращения и немного электричества.

Все вместе в комплексе. И все начинается с внешних условий окружающей среды вокруг двигателя. По внешним условиям (температура, суточное влияние солнечной энергии) расчетные матмодели уже частично готовы, некоторые проверены на практике. Теперь нужно вписать в эти матмодели двигатель Эриксона который использует эту окружающую среду для своей работы. Внутри этого двигателя практически те же физические зависимости. Так что задача решаема.