Кардановский писал(а):
Далее,Вы начали свои поиски и конструкторские проработки с некоторой зарубежной книги-пособия. А ведь есть,например, и прекрасные отечественные ВУЗовские учебники по конструированию газотурбинных двигателей. Их можно найти ,например,в том же МАИ...
Кардановский писал(а):
e2e4: Вот нашел на своих полках классику: Г.С.Скубачевский, Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. Рекомендую весьма...
Конечно, у нас немало отличных школ по газотурбостроению, но... по микротурбинам не нашел ничего. Был бы признателен за ссылку на книгу именно по микротурбинам на русском языке. Меня больше интересуют качественные характеристики и конструкция подобных турбин, чем расчет, коим не занимался никогда и соответствующих специальных знаний не имею, поэтому смасштабировать большую турбину в маленькую самостоятельно не могу.
----------------------------------------
Пожалуй, не стану выкладывать "выжимку" из книг Курта, по нескольким причинам: во-первых, я все равно лучше него не напишу, во-вторых, любой желающий может ознакомиться с оригиналом, это не проблема, в-третьих книга все-таки защищена копирайтом.
Отвечу на конкретные вопросы:
Ajabsandal писал(а):
Турбины рассчитываются на использование в номинальном режиме работы (на 100% мощности). Именно в этом случае имеется максимальный КПД. При работе на пониженной мощности КПД быстро падает (именно в переходе от оптимального расчетного режима к неоптимальным и ухудшаются ТЭПы турбин).
А в Вашем случае как определялся оптимальный (расчетный) режим работы микротурбины? Поняв, насколько текущий режим работы отличается от расчетного, можно говорить уже о других причинах плохого КПД.
Расчет сделан на режим 100% от номинального отбора мощности.
Ajabsandal писал(а):
Простой вопрос: с каким допуском изготовляются лопатки турбины? Предположим, что допуск в обоих случаях составляет 0.01 % от размера лопатки (вроде хорошая точность изготовления?). Для турбины 270 Мвт это ~ 0.1 мм, а теперь посчитайте допуск для микротурбины!? Это уже субмикронный уровень! Следовательно и все оборудование для изготовления микротурбин должно ориентироваться на субмикронный уровень! А это уже хайтек! Очень сомневаюсь, что высокие технологии там присутствуют - ведь это не космос и не оборонка. а ширпотреб. Отсюда вывод: нет хайтека - нет высокого КПД!
В чертежах допуски не обозначены, но все размеры проставлены не точнее 0.1 мм, при размере лопаток: 9.8х2 мм, диаметр турбинного колеса 56 мм. Т.е. относительную погрешность получаем не менее 5%, а то и больше, т.к. лопатка имеет сложный профиль.
Qx15(RUS) писал(а):
То есть вы хотите сказать, что их КПД= 3.9% Можно узнать, какая у них сила тяги?
Сила тяги в режиме турбореактивного двигателя (т.е. если у нее снять ТНД и приделать сопло): 75 Н
Дополнительные данные:
Расход воздуха: 0,24 кг/сек
Давление за компрессором (избыточное): 1.2 бар (коэффициент сжатия 2.2)
Температура газа на входе ТВД: 700 С
Частота вращения ТВД: 130 000 об/мин
Частота вращения ТНД: 40 000 об/мин
Расчетная выходная мощность: 8.88 кВт
Температура окружающего воздуха: 15 С
Топливо: авиационный керосин
Qx15(RUS) писал(а):
Не холодильник, а турбина с доп. холодильником. Расход топлива увеличиться, но с ним возрастет и КПД. Просто все "в трубу" вылетает, а то, что вы там с одной пары лопаток забираете, сущие проценты. Ставьте дополнительные. Те же "импортные" имеют не одну и не десять.
Турбина двухвальная, т.е. колеса два. Остаточная тяга (с ТНД) - около 5...15Н, если я правильно понял, дополнительные ступени могут дать нам прирост мощности только около 20% макс.
Ajabsandal писал(а):
Давайте посчитаем!
...
Вопрос: Либо - ошибка в данных по расходу топлива, либо - "На хрена такой движок нужен!".
Данные по расходу топлива:
Вот что пишет автор о расходе топлива:
Kurt Schreckling писал(а):
How much fuel does the engine consume?
It is relatively easy to calculate a turbine's fuel consumption based on its air throughput and exhaust gas temperature. These engines' thermal efficiency is not particularly high due to the relatively low pressure ratios employed. On the other hand the burn efficiency in the combustor is high, i.e. very little unburned fuel escapes in the exhaust gas. The relationship between specific fuel consumption and compressor pressure is shown in diagram 9. Specific consumption means fuel consumption per unit of work performed. In normal model flying applications flight times are generally stated in minutes, so the fuel consumption is stated here in ml/min at a power of 1 kW. A typical example will clarify the matter:
Shaft power = 3 kW
Compressor pressure = 1.2 bar
Turbine inlet temperature = 700°C
Actual consumption = 3 kW x 34 ml/(kW*min) = 102 ml/min
Differences in fuel consumption between a diesel-petrol mixture and kerosene are negligible. One surprising fact is that the turbine intake temperature has no great mfluence on the specific fuel consumption. if we assume that the maximum compressor pressure is 2 bar (max. pressure ratio 3), which is a typical figure for our turbine applications. In theory it can be proved that specific fuel consumption can be reduced if the turbine intake temperature is raised. but this only applies where pressure ratios are much higher. That is why full-size turbine engines work at high pressure ratios and at the same time high running temperatures. This high level of efficiency is only achieved by the use of much more complex, multi-stage compressor and turbine stages.
Now let us return to our diagram, and examine the working range of our turbine engines. We can see immediately that specific fuel consumption rises very significantly at low pressure. That is why a large shaft turbine uses more fuel when throttled back (low compressor pressure) than a smaller engine running at higher pressure to achieve the same power. The terms "large" and "small" here refer to high and low air mass flows.
Перевожу:
Цитата:
Довольно просто рассчитать потребление топлива турбиной задавшись расходом воздуха и температурой выходных газов. Термическая эффективность этих двигателей не высока из-за относительно низких степеней сжатия. С другой стороны, эффективность сгорания топлива в камере сгорания высока...
Соотношение между приведенным потреблением топлива и давлением за компрессором приведено на рис. выше. Расход топлива приведен на единицу мощности в мл/мин.
Далее идет пример расчета потребления топлива.
...
Теоретически, можно показать, что расход топлива уменьшится при увеличении температуры воздуха на входе в турбину. Однако, это имеет место только при гораздо более высоких степенях сжатия. Поэтому полноразмерные турбины работают на более высоких степенях сжатия и в то же время при более высоких рабочих температурах. Такой высокий уровень эффективности может быть достигнут только при использовании гораздо более сложного, многоступеневого компрессора и турбины.
...
Далее говорится о том, что дефорсировать большую турбину на малую мощность менее выгодно, чем использовать малую турбину, работающую при более высоком давлении за компрессором. "Большая" и "малая" относятся к расходу воздуха.
В общем-то Курт сам понимает, что все плохо, но у меня все равно остаются сомнения - все слишком плохо. Считаем:
![$\cfrac{8.88[kW] \cdot 34 [\frac{ml}{kW \cdot min}] \cdot 60[\frac{min}{hour}]} {1000 [\frac{ml}{l}]} = 18,1$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/5/4/25464d49af447902129e9fdc4707b6da82.png "$\cfrac{8.88[kW] \cdot 34 [\frac{ml}{kW \cdot min}] \cdot 60[\frac{min}{hour}]} {1000 [\frac{ml}{l}]} = 18,1$")
л/час!
Есть какие-нибудь идеи?
Да и все только начнется, когда она сломается. Дизелисты-жестянщики есть везде, а вот с поломкой турбины будешь к этим ребятам обращаться? И вообще: 7КВт мне бы в 42руб\час обходились бы (если бы 2 литра соляры ело), альтернативы никакой нет по дешевле (воздух\вода\солнце)? Или все так туго?