Газовые/керосиновые микротурбины (до 10 кВт)

[Кардановский]

e2e4: С такими оборотами Вы надеетесь уменьшить габариты генератора? Может быть,может быть... Хотя тут и можно возразить (усложнение системы смазки и охлаждения подшипников,ужесточение требований статических и динамических балансировок,ну и проч.),но,все же,допустим,Ваш высокооборотный генератор будет существенно меньше. Но зато масса редуктора (без которого видимо все же не обойтись) работающего в сопряжении с высокооборотными механизмами непременно будет больше массы обычного редуктора. Итак, очевидно ,что Вы выигрываете массу и габариты на одном,но одновременно проигрываете на другом!

[e2e4]

Цитата:

С такими оборотами Вы надеетесь уменьшить габариты генератора? Может быть,может быть... Хотя тут и можно возразить (усложнение системы смазки и охлаждения подшипников,ужесточение требований статических и динамических балансировок,ну и проч.),но,все же,допустим,Ваш высокооборотный генератор будет существенно меньше.

Эти генераторы производятся и продаются серийно. Правда в виде двигателей .

Цитата:

но,все же,допустим,Ваш высокооборотный генератор будет существенно меньше.

Это не допущение, это факт.

Цитата:

Но зато масса редуктора (без которого видимо все же не обойтись) работающего в сопряжении с высокооборотными механизмами непременно будет больше массы обычного редуктора.

Опять неверно. В случае с ГТУ редуктор не нужен. Частота вращения ТНД 40 000 об/мин. Я это уже писал опять таки n-ое число раз.

И потом насчет вашего соображения насчет высокооборотного редуктора я тоже сильно сомневаюсь. Его набариты и масса зависит в основном от входной частоты вращения, т.е. там, где крутящий момент больше.

Цитата:

Итак, очевидно ,что Вы выигрываете массу и габариты на одном,но одновременно проигрываете на другом!

Итак, очевидно, что Вам эта тема не очень интересна, Вы ее прочитали через строчку, и пока (лично мне) Вы не посоветовали ничего нового, хотя я уже не надеюсь на этом форуме найти ответ на поставленный вопрос. Может быть, после получения первых результатов испытаний будет возможно продолжение данной темы, которая изначально была о расходе топлива ГТУ.

Большая просьба к уважаемым участникам дискуссии, не отклоняться от первоначальной темы, и если Вам интересны редукторы, Стирлинги и т.п. интересные устройства, связанные с получением и преобразованием энергии - пожалуйста, открывайте новые темы - обсудим, и я с удовольствием поучаствую, если смогу. Спасибо.

[Кардановский]

e2e4:Ну,что же, пожелаю Вам успешных полезных испытаний. Любая техническая задача априори предполагает многовариантное решение,как теоретическое,так и практическое... Немалую роль тут играют и личные вкусовые предпочтения конструктора...

[TSDrive]

Да не нужно никаких редукторов, если после генератора поставить преобразователь частоты. Смотрите : 36000 об/мин на валу может соответствовать 600 Гц выходная частота. Даже ПЧ на IGBT не понадобится. Достаточно будет тиристорного НПЧ(непосредственный преобразователь частоты или циклоконвертор) с однократной модуляцией, чтобы на выходе получить приемлемую форму напряжения частоты 50 Гц. И вопросы перегрузок, к которым чувствительны транзисторные модули, отходят на второй/третий план...

[e2e4]

TSDrive, именно так система и задумывается. Герц там на входе ПЧ будет побольше, несколько тысяч, т.к. генератор - сильно многополюсный. Только, конечно, полноценный преобразователь на транзисторах по классической схеме трехфазного инвертора напряжения.

[TSDrive]

Дружище е2е4!
-как раз многополюсный генератор и не нужен, ибо чем меньше пар полюсов, тем выше выходная чатота;
-у скоростной машины с 2р=2 массо-габаритные показатели и к.п.д. намного лучше. чем у многополюсной;
А высокая выходная частота и дает возможность обойтись без любимой схемы "выпрямитель-инвертор" на IGBT и применить обычнейшие тиристоры для получения 50 Гц. "Все новое -это хорошо забытое старое".
Если не оф-кос, что такое НПЧ с однократной модуляцией, поскольку эти вещи разрабатывались еще во времена развитого сорциализма -скажи, попробую найти какие-то материалы, ибо мы в свое время возились уже с транзисторными схемами матричных преобразователей, но 50 Гц пром.сети в регулируемую вых.частоту.
Тут стразу отпадают некоторые проблемы -циркуляция реактивной мощности, влияние перекоса фаз нагрузки на генератор, проблемы перенапряжений на IGBT транзисторах. Я уж не говорю о надежности и стоимости тиристорной схемы по сравнению со схемой инвертора на IGBT.

[Ross]

Настолько интересная тема,что вынужден здесь зарегестрироваться.
У меня задача похожая...есть дом за городом,перебои с электроэнергией,провалы напряжения.А необходимость отопления всё равно есть.Думаю поставить газогенераторный котёл,самодельный.И как-то получать от него электроэнергию на аварийный случай да и вообще всю зиму,так дешевле будет.
Сейчас перед выбором-как на этом топливе (дрова,опилки) получать электроэнергию,порядка 7,5 кВт и выше.
Генератор-асинхронный,3...6 тыс оборотов в минуту.КПД около 20%-уже хорошо.Габариты и масса не очень критичны.Сравниваю по сложности изготовления и стоимости эксплуатации ГТУ и ГПД.
Буду следить в общем за темой,попутно проектировать и сооружать что-нибудь.

[e2e4]

TSDrive, спасибо за совет - прочитал еще давно, но... вопрос генератора и преобразователя пока не стоит. Важно преобразовать хим. энергию газа в механическую - вращение вала. А что делать потом, в общем-то, довольно ясно.

Ross, Вам то же могу сказать. Полноценные ГТУ на 7,5 кВт пока никто массово (на момент 2010 г.), кроме авиамоделистов, не использует (насколько мне известно, а я в общем-то не очень далек по своей работе от этой темы). КПД авиамодельных двигателей отвратительное из-за низких степеней сжатия. Ресурс пока довольно низкий (но сравнимый в эксплуатации с бензогенераторами, если сделать грамотную схему с аккумуляторными батареями). Едиснтвенные плюсы - "всеядность" и массагабариты. Но никак пока эти двигатели не подходят для использования в быту - может, лет через 10-20. Нет пока еще нормальных технических решений. Я-то интересовался с целью сделать опытный образец.

Так что Вам прямой путь к отработанным дизель- и газо- генераторным установкам. По газогенераторам знаю, что они распространены в Китае на авто(!) транспорте. Есть фотки - авто с печной трубой едет по автостраде в Пекине . Попробуйте поискать там. Ну или технику 40-х времен СССР возьмите.

А вообще, конечно, купите дизельгенератор и не мучайтесь - наиболее дешевый и быстрый способ. Отбор тепла - через теплообменник от выхлопа. Только я бы прикрутил к нему преобразователь, АКБ и автоматический пуск по разрядке АКБ - но и такие решения уже предлагаются на рынке в виде готовых "под ключ".
Удачи!

[barga44]

прочел бы книгу Курта и другие 3 книга по теме, если бы дали ссылку.Низкий в разы КПД у микротурбин для авиамоделистов объясняется 4 факторами.
1.Низкая Т в камере сгорания.
В промышленных газотурбинах она 1500К и выше.Конструкцию охлаждают водой и т.д.У вас она не достигает и 800 градусов.Следовательно низкое кпд.
2.Не утилизируют тепло нагретых газов.Нет теплообменников на выходе.Главное для вас полегче вес.В пром турбинах вес не играет такой важной роли.
3.Очень низкое p в камере сгорания.Чем она выше, тем выше кпд турбины.
В пром турьинах стоит 14! ступеней сжатия воздуха на входе компрессорами и скажем 4 ступеней турбины на выходе.У вас нет компрессора вообще,cтупень турбины 1.
Низкое давление принято из-за низкого качества материалов.Так выбрано из-за дешевизны и она может взорваться.У промышленных турбин ресурс 100000 часов. годы.У авиамодели наверное часов 50-100.
4.Большое отклонение размеров при изготовлении и большие зазоры.
Проблема КПД ГТД настолько сложна, что не решена такой фирмой как ПНО Сатурн в России.Именно поэтому они купили турбину для авиадвигателя для самолета суперджета.Сравните праметры их газотурбинных пром установок с Сименсом или Японскими фирмами.Они намного ниже.
Начните с простой, дешевой паровой турбины.Она даст вам 7 киловатт.
Тепло дадут сгоревшие дрова.Пар(для испытаний) могут дать даже 7 кипяших электрочайников по 1 киловатту.
КПД у нее будет ниже, чем у той турбины, которую вы хотите сделать.Зато цена на порядки дешевле.
Если она зарабатает и вам будет не хватать этого тепла и электрожнергии, начните более сложный вариант Курта.
Сначала вы пар создаете в котле.Затем он вертит турбинку.Она электрогенератор или скорее всего старый электродвигатель.Он при вращении также вырабатывает ток.
Токарного станка не надо.Пайка и металлические листы.
Нужен аккумулятор, для запасания электроэнергии при отключенной турбине.

[e2e4]

Отвечать прекращаю в связи с решенностью (для меня) вопроса. Прошу никого не обижаться. Паровую турбину (равно как Стирлинга, Дизеля и т.п.) строить не хочу. КПД микротурбин Курта низок из-за ничкой степени сжатия (подтверждено компетентыми людьми, с которыми я разговаривал), низкая степень сжатия связана со сложностью изготовления многоступенчатого компрессора в домашних условиях.

barga44, книги Курта находятся в инете на файлообменниках довольно легко. Если не хотите искать - напишите в личку Ваш e-mail, скину.

За сим откланяюсь, в теме больше не участвую. Всем спасибо.

[Кардановский]

Ross: Газ от вашего самодельного стационарного газогенератора можно напрямую (после фильтрации,разумеется) использовать в ДВС. Ну,например,в стареньком двигателе жигуленка. От него на таком генераторном газе вполне возможно получать 35-40 квт механической мощности.Ну а далее, пусть такой ДВС крутит соответствующий генератор. Конечно, 35-40 квт для вашего одного коттеджа ни к чему,поэтому можно этот агрегат использовать на 3-4 коттеджа. Так вскладчину на 3-4 хозяина автономный энергоагрегат выйдет для вас совсем недорого.

[okulski]

задумку поддерживаю.

хотя и возлагаю на данное устройство немного другие задачи.

а точнее
1 интересует оно меня по причине низкого шума (думаю свист от турбины заглушить проще чем тарахтение ДВС да и вибрацию от ДВС низкочастотную сгладить тоже нужно умудриться)

2 интересует выхлоп направить для нагрева жидкости - тоесть для обогрева. уж тепла как мне кажется выделяется просто жуть сколько

3 ну и электричесто это как само собой.....

вот вам и увеличение кпд.

[Ajabsandal]

okulski в сообщении #289547 писал(а):

задумку поддерживаю.

хотя и возлагаю на данное устройство немного другие задачи.

а точнее
1 интересует оно меня по причине низкого шума (думаю свист от турбины заглушить проще чем тарахтение ДВС да и вибрацию от ДВС низкочастотную сгладить тоже нужно умудриться)

2 интересует выхлоп направить для нагрева жидкости - тоесть для обогрева. уж тепла как мне кажется выделяется просто жуть сколько

3 ну и электричесто это как само собой.....

вот вам и увеличение кпд.

После ГТ ставьте котелок-утилизатор, потом паровую турбинку вот Вам и ПГУ с КПД 60%!

[e2e4]

okulski писал(а):

уж тепла как мне кажется выделяется просто жуть сколько

Эмпирическое соотношение (для оценки): на один джоуль произведенной механической энергии на валу турбины выделяется примерно 3 джоуля тепла.

Ajabsandal писал(а):

После ГТ ставьте котелок-утилизатор, потом паровую турбинку вот Вам и ПГУ с КПД 60%!

И даже выше. Только это уже не КПД принято называть, а коэффициентом использования топлива. Ибо "полезных действий" тут несколько - и электрическая мощность, и тепеловая, и механическая.

[Кардановский]

Хотел бы сказать и еще об одном очень существенном обстоятельстве,касающемся возможного применения ГТД в широком бытовом обиходе - ремонтопригодность. При отсутствии сервиса, любой пользователь этот ГТД не отрегулирует и не починит,как ,например,обычный ДВС. Мое мнение:ГТД - дорогая экзотика для обычной то бытовухи!