Turbina gazowa na paliwo stałe

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 22 sty 2010, 09:20

Turbo jest tylko do wyduszenia wiekszej mocy z danej pojemności.
W benzyniakach, to i owszem. Tam zwiększa stopień napełnienia, bez zwiększenia maksymalnego ciśnienia w cylindrze (silnik uturbiony się odpręża, żeby nie było spalania stukowego).
W dieslach z kolei turbo podnosi niemal za darmo maksymalne ciśnienie w komorze spalania, czyli też temperaturę, co po pierwsze nieco poprawia spalanie, a po drugie przede wszystkim podnosi sprawność termodynamiczną.
Interesują Cię alternatywne paliwa i odnawialne źródła energii? Na pewno zaciekawią Cię też przygotowania na trudne czasy (tzw. nowoczesny survival) :!:

stolec
Doświadczony
Posty: 546
Rejestracja: 02 maja 2008, 21:24
Lokalizacja: Rzeszów

Postautor: stolec » 22 sty 2010, 09:56

W dieslach z kolei turbo podnosi niemal za darmo maksymalne ciśnienie w komorze spalania, czyli też temperaturę, co po pierwsze nieco poprawia spalanie, a po drugie przede wszystkim podnosi sprawność termodynamiczną.
powiem tak, sprawa jest śliska i niejednoznaczna tak piszą w książkach jednak nie podając konkretów, przede wszystkim trudno porównywać diesla z turbo do tego bez, bo te silniki są trochę inaczej budowane współczesne konstrukcje np z common railem posiadają stopnie sprężania rzędu 1:18 a nawet panuje tendencja zniżkowa i pojawiają się (bodajże Toyota) diesle ze stopniem około 1:15, konstrukcje wolnossące miały stopnie rzędu 1:20 (chyba 1:22 w mercedesie 124). Do tego współczesne diesle z bezposrednim wtryskiem budowane są jako bardziej szybkoobrotowe (np stosunek średnicy i skoku tłoka). Prawda jest taka że w samochodowych dieslach największa sprawność wynosząca około 200g/kWh czyli około 40% utrzymuje się od lat 70-tych i współczesne silniki jej nie pobiły w zauważalny sposób.

Inna sprawa że średnie spalanie samochodu nie jest do końca tożsame ze sprawnością termodynamiczną, tzn mówiąc inaczej jak we spółczesnym "kryzysie i zubożeniu społeczeństwa" samochód musi mieć <10s do setki i Vmax >200km/h silnik wolnossący po prostu w takich warunkach przegra z silnie doładowanym małym dieslem, niemniej jednak przy jeździe powiedzmy 100km/h na dlugich trasach współczesne samochody z silnikami np CDTi palą podobnie lub nieznacznie wiecej od ich odpowiedników z tak 80-tych o tej samej masie, nie wspominając że znacznie silniej reagują spalaniem na np przeładowanie.

stratos
Doświadczony
Posty: 508
Rejestracja: 22 lis 2009, 19:00
Lokalizacja: Mława

Postautor: stratos » 23 sty 2010, 15:37

Krótko, zwięźle i na temat

Był taki Nissan Patrol z silnikeim bodajże 4,2l bez turbiny
Silnik jako taki do cywilizowanych nie należał, ale przyjemnosc z jazdy w postaci nieokiełznanego momętu zaczynajacego się już od wolnych obrotów . . . :D
Można było z trójki ruszać
V max niestety bardzo niska - 120 z haczykiem

Spalał chyba nieco miej niż uturbiona jednostka o miejszej pojemności w tym samym pojeździe
Tak że w całości popieram stolca

A teraz że to niby z free mamy doładowanie
Należy się zastanowić nad tym co dziej się w cylindrze gdy wylot spalin zablokowany jest przez turbine
A no rośnie w nim ciśnienie a tym samym temperatura
Tym samym większa ilośc ciepła przedostaje sie poprzez cylinder do układu chłodzenia silnika
Poza tym praca jaką wykonuje turbina ze sprężarką pozwala na większe przewalanie masy powietrza i paliwa przez silnik w jednostce czasu
A to na pewno musi się negatywnie odbić na sprawności

Takie samo zjawisko wystempuje w przypadku ścigacza wirówki (motocykl)
Aby zwiększyc ilosc przeżucanej mieszanki przez silnik zwiekszono obroty silnika
Dzięki temu z małej jego masy wyciśnięto relatywnie dużą moc

Przy diżlu nie da rady iść w duże obroty bo olej za wolno się spala, więc wykożystuje się masowo turbo aby silnik mało wążył a jednoczęsnie miał sporo koników

Jest tylko chyba jedno uzasadnione spawnością, zastosowanie turbo
Mianowici do zasilania dwutakta dizla, celem napełniania cylindra powietrzem
Chodzi o skomplikowany proces opróżniania i napełniania cylidra dla którego podawnie powietrza pod cisnieniem ma zbawczy wpływ

stratos
Doświadczony
Posty: 508
Rejestracja: 22 lis 2009, 19:00
Lokalizacja: Mława

Postautor: stratos » 22 mar 2010, 08:24

Łopatki turbiny na szybciej może zniszczyć kwarc
Aby ustrzec się przed napadem pyłów wszelakich na turbine, kanał który doprowadza do niej spaliny powinien by miec odpowiednie duży przekrój i długośc
Tak aby spaliny miały w nim możliwie najmiejszą predkość
Wtedy zanieczyszczenia stałe poprostu opadną na dno kanału

W dalszym ciągu nie potrafie wyobrazić sobie cisnieniowego paleniska i obsługi takiej maszyny z 10 atmosferami w środku

Coondelboory
Doświadczony
Posty: 473
Rejestracja: 17 mar 2006, 20:16

Postautor: Coondelboory » 22 mar 2010, 11:41

@narek
Okrutnie sztorcujesz nas za powściągliwość w temacie turbiny na paliwo stałe. Jesteś przekonany o trafności swoich diagnoz i pomysłów, i dobrze. Ja rozumiem, że czujesz się nieusatysfakcjonowany - tyle gadania i żadnej realizacji. Mam więc propozycję - postaw na siebie swoje własne pieniądze i kilka, a może kilkanaście miesięcy (a może lat?) życia, zrealizuj swoje pomysły i skasuj miliony.
A przynajmniej policz tą turbinę i zaproponuj materiały do jej wykonania, żebyśmy zobaczyli, że przy średnicy pół metra będzie miała prędkość obrotową na tyle małą, że nawet jeśli będzie erodować i oblepiać się popiołem to w sensownym czasie nie na tyle, żeby stracić wyważenie czy nawet ulec zniszczeniu (warto pamiętać, że spaliny będą miały prędkość naddźwiękową). Myślę, że znajdzie się wtedy ktoś z kasą i umiejętnościami, kto pomoże ci ją zrealizować.

C.
ps. Parowozy dobrze służyły, ale już nie służą. To nie są czasy dla maszyn o sprawnościach rzędu 10%.

edit
@stratos
Aby ustrzec się przed napadem pyłów wszelakich na turbine, kanał który doprowadza do niej spaliny powinien by miec odpowiednie duży przekrój i długośc
Tak aby spaliny miały w nim możliwie najmiejszą predkość
Właśnie problem polega na tym, że spaliny w turbinie nie mogą mieć małej prędkości. One rozprężają się od ciśnienia kilku atmosfer, rozpędzając się w dyszy do prędkości naddźwiękowych i wyhamowują na łopatkach turbiny oddając jej swój pęd. Tak się dzieje w turbinie akcyjnej. Można użyć innego typy turbiny - reakcyjnej, ale to nic nie zmienia. Różnica jest taka, że spaliny rozprężają się nie w dyszach, ale na łopatkach turbiny.
Nie da się zrobić turbiny na wolno poruszający się gaz, bo takiego gazu nie będziesz miał w urządzeniu w którym dochodzi do rozprężania od atmosfer np pięciu do jednej.
Ostatnio zmieniony 22 mar 2010, 11:55 przez Coondelboory, łącznie zmieniany 1 raz.

stratos
Doświadczony
Posty: 508
Rejestracja: 22 lis 2009, 19:00
Lokalizacja: Mława

Postautor: stratos » 22 mar 2010, 19:15

Kolego C.
Miałem na mysli łącznik miedzy paleniskiem a turbino
Nie zaś same jej bebechy

Poza tym turbina już jest
Wpominana na tym forum scania 470

Wystarczy teraz wszystko poskładać
W dalszym ciągu upierał bym sie jednak przy podcisnieniu

Coondelboory
Doświadczony
Posty: 473
Rejestracja: 17 mar 2006, 20:16

Postautor: Coondelboory » 22 mar 2010, 20:51

Były robione takie próby, co prawda nie z biomasą ale z węglem i nie z długą komorą o dużym przekroju, ale z baterią cyklonów (bo takie odpylanie jest wielokrotnie skuteczniejsze) i niestety wyniki były nieciekawe. Nawet ta odrobina pyłu, która zostawała za cyklonami powodowała szybką erozję turbiny i odkładanie się depozytów.
Tego nie da się zrobić w taki prosty sposób.

C.

stolec
Doświadczony
Posty: 546
Rejestracja: 02 maja 2008, 21:24
Lokalizacja: Rzeszów

Postautor: stolec » 23 mar 2010, 07:56

Szybkośc dzwięku 340 m/s.
Dla spalin o temperaturze 700C prędkość dźwięku wynosi około 700m/s
Stąd dość prosty wniosek aby uzyskać krytyczny spadek cisnienia na stopniu, a więc około 1:2, taki jeden stopień musi wirować srednio 350m/s. A taki spadek ciśnienia, to trochę mało, dlatego w układach jednostopniowych, raczej stosuje się turbiny promieniowe nie osiowe, które lepiej pracuja w układach wielostopniowych.

Co do tych turbin Capstone, to one zupełnie sie nie nadają do HG, szkopuł w tym że to maszyny spalania wewnętrznego, o ile ON, LPG czy nawet NG, mieszane są z powietrzem w stosunkach objetosciowych 1 do kilkunastu, a w przypadku w trysku ciekłago paliwo kilku tysięcy. Wiec energia jaką trzeba dostarczyć aby wtrysnąć paliwo do strefy o wyższym ciśnienu jest znikoma. HG z powietrzem miesza sie ok 1:1, więc taki układ musiałby mieć zamiast spręzarki, 2 niezależne 2x mniejsze, takie same sprężarki, jedna do powietrza, jedna do HG, komora gdzie te gazy by się mieszały i spalały też musialaby byc za pewne inaczej zbudowana. Chyba żeby zasysać już gotową mieszanką, ale uniknięcie wycofania się płomienia do sprężarki, byłoby nie lada problemem.

Jeśli chodzi o turbiny, to widzę raczej szansę jedynie do układów z zewnetrznym spalaniam, cylk Rankine (nie koniecznie na wodzie), albo Braytona np na gazie szlachetnym, to jest już budowane, z bólem i ogromnymi nakładami ale jednak. Turbinowe silniki w dobie walki z globalnym ociepleniem, tez zyskują na sprawnosciach, z czasem może rynek tych technologi się na tyle poszerzy, że staną się dostępne dla przecietnego śmiertelnika.

Co do sprawnosci to najlepsze dostępne na rynku małe turbogeneratory, osiagaja sprawności 25-30% i to tylko dlatego że sa to układy o wewnętrzym spalaniu i regeneracją pracujące na dobrym paliwie typu ON, dla jednostopniowej turbiny o obrotach rzędu 3000rpm, obstawialbym walkę o 1%.

Awatar użytkownika
Lis
Site Admin
Posty: 1758
Rejestracja: 24 gru 2003, 23:26
Lokalizacja: Warszawa
Kontaktowanie:

Postautor: Lis » 23 mar 2010, 08:47

Pył z węgla rzeczywiście szybko zniszczy łopatki turbiny.

Pył z drewna pewnie będzie mniej śmiertelny dla łopatki, bo części niepalnych w drewnie jest znacznie mniej, niż w węglu.

Tak czy siak, można ponoć pchać na turbinę gazową spaliny ze spalania węgla, gdy jest to spalanie w ciśnieniowym kotle fluidalnym (PFBC). Dzięki temu, że tam panuje niższa temperatura spalania, nie następuje przekroczenie temperatury mięknięcia popiołu i pył ma strukturę "płatków mydlanych" i przez to jest znacznie mniej niszczący dla łopatek.

Tak przynajmniej mnie uczono kilka lat temu. ;)
Interesują Cię alternatywne paliwa i odnawialne źródła energii? Na pewno zaciekawią Cię też przygotowania na trudne czasy (tzw. nowoczesny survival) :!:

stratos
Doświadczony
Posty: 508
Rejestracja: 22 lis 2009, 19:00
Lokalizacja: Mława

Postautor: stratos » 23 mar 2010, 09:04

Były robione takie próby

C.
Możesz coś więcej na ten temat

Ważne czy było to robione na palenisku atmosferycznym, czy na ciśnieniowym
Skutecznośc cyklonu dla pracy w atmosferzeże podwyższonego ciśnienia gwałtownie spada

Przyznam jednak racje że zanieczyszczenia i tak będą się dostawać do turbiny
Jej wirnik jak przypuszczam nie wytrzyma dłużej jak miesiąc eksploatacji

(Dodam tutaj że z praktyki w gospodarstwie żadna turbina ciagnikowa którą wymieniałem nie nosiła sladów zużycia wirnika czy też obudowy. Zawsze wystempowało uszkodzenie łożyska)

W brykieciarce wymienia się tulej roboczą
W peleciarce matryce i rolki
W pługu co tydzień trzeba zmienić lemiesze
Dla czego by więc nie wymieniac wirnika turbiny

Zastosowanie wymienników spaliny/powietrze drastycznie ograniczy nam sprawność, jak też znacznie podniesie koszty
Jest jednak prawdą że niezawodność układu znacząco zostanie podniesiona

Coondelboory
Doświadczony
Posty: 473
Rejestracja: 17 mar 2006, 20:16

Postautor: Coondelboory » 23 mar 2010, 11:50

@narek
Wybornie, że to wszystko takie proste! Będę ci szczerze kibicował jak za pół roku zaczniesz składać maszynę.

@stratos
Dnia 19 czerwca 1968 donosiła o tym gazeta The Age: http://news.google.com/newspapers?nid=1 ... 33,3384082 Ale ja o tych turbinach czytałem lata temu w jakimś branżowym piśmie (nie pamiętam już którym). Było tam sumiennie rozpisane kilka takich eksperymentów razem z występującymi problemami.
Generalnie temat jest ciągle żywy, ale funkcjonuje gdzieś na marginesie, jak holcgaz. Warto zarzucić zapytanie na googla (http://www.google.pl/search?hl=pl&clien ... =&gs_rfai=) i można się dowiedzieć ciekawych rzeczy. Okazuje się, że były nawet lokomotywy napędzane pyłem węglowym (szczególnie fragment na dole "Experimental Coal Burning Turbine") http://en.wikipedia.org/wiki/Union_Pacific_GTELs

Myślę, że na pewno masz rację, że w wypadku takich maszyn trzeba po prostu pogodzić sięz erozją i projektować je tak, żeby wymiana zużywających się elementów (może nie całych wirników, ale np. wieńcy łopatkowych) była prosta i tania. Tak jak wymiana lemieszy.

C.
edit:
Przypomniał mi się jeszcze tekst o rozwiązaniu, gdzie przed podaniem węgla do komory spalania usuwano z niego popiół za pomocą kwasu, bodajże fluorowodorowego. Eksperyment był sukcesem w sensie pracy turbiny, ale koszty powalały.

Coondelboory
Doświadczony
Posty: 473
Rejestracja: 17 mar 2006, 20:16

Postautor: Coondelboory » 24 mar 2010, 10:54

Zabrakło argumentów? Ale na co? Ja się z tobą nie spieram, ani nie mam zamiaru cię przekonywać do czegokolwiek. Myślisz o temacie - doskonale, jest szansa, że pojawią sie jakieś przemyślenia, zdobędziesz wiedzę i umiejętności, które jakoś zaprocentują nawet jeżeli z dwu pił tarczowych nie zrobisz turbiny na drewno.

C.
ps. Sugerowałbym na początek do pierwszych turbinowych ćwiczeń użycie wirników od odkurzacza zamiast pił. Koszt niewielki, do kupienia w każdym sklepie ze sprzętem AGD. I poczytanie, jak te maszyny są robione i dlaczego akurat tak. Dużo czytania.

stratos
Doświadczony
Posty: 508
Rejestracja: 22 lis 2009, 19:00
Lokalizacja: Mława

Postautor: stratos » 24 mar 2010, 19:31

Tak na marginesie pragne dodać
Gdyż mnie ta sprawa bardzo ciekawi

Dla czego w stacjonarnych generatorach na silnikach tłokowych (Ankotowy HG, wysypiska śmieci, czy zwykła biogazownia) nie stosuje sie dodatkowego czegoś do zamiany ciepla w energię elektryczną

Spaliny o temperaturze 550 stopni z powodzeniem zasilą ORC Turbodena, badź lekko zmodyfikowany układ Talbottsa, gdzie w tym ostatnim to da radę też wykozystac w pewnej części ciepło z bloku silnika

Nic nie stoi też na przeszkodzie aby do silnika dodać coś małego parowego
Niech by nawet ze wspomaganiem napedu wału silnika (zdawać napęd na tem sam generator co silnik)

Jak się weźmie kalkulator do ręki i zacznie liczyć, to nic nie przynosi takiegie efektu ekonomicznego jak wzrost sprawności elektrycznej układu

Tak na zdrowy rozum
Mam za płotem sąsiada który caly czas wyżuca do atmosfery czyściutkie 550 stopni w postaci spalin
Oddaje mi to za free
Chyba tylko pozostaje stawiać elektrownie jesli nie musze kupować grama paliwa

Ciekaw jestem waszych opinii bo mi sie w głowie nie miesci że do tej pory nigdzie sie tak nie dzieje

ups :oops:
Chyba nie na temat
Niechaj nasz admin zrobi z tym pożądek

stratos
Doświadczony
Posty: 508
Rejestracja: 22 lis 2009, 19:00
Lokalizacja: Mława

Postautor: stratos » 26 mar 2010, 15:22

Trafne spostrzeżenie
120 potrzeba do spalenia
400 żeby nie przekroczyc temperatury
A pewnie koło 2000 gdy by do paleniska wtłaczał gorące powietrze nagrzane w wymienniku za turbiną

Czyli tak naprawde turbina gazowa na paliwo stałe nie pracuje na spalinach tylko na czystym powietrzu z domieszko spalin

Dla 600 stopni powinieneś w palenisku utrzymywac cisnienie na poziomie 8 atmosfer, co daje sprawność w wysokości 22%

Podawanie paliwa do paleniska widze
Ciśnienia w nim panującego już nie
Bardzo szerokim łukiem bym takie cudo omijał

Dla tego ileś postów do tyłu skłaniałem się ku rozwiązaniu podcisnieniowemu z dizelkiem na czele

stratos
Doświadczony
Posty: 508
Rejestracja: 22 lis 2009, 19:00
Lokalizacja: Mława

Postautor: stratos » 26 mar 2010, 15:38

Dodam jeszcze iż pomysł z dyszami i turbiną zbudowaną na kolanie (o zacnej średnicy) bardzo mi sie podoba

Eliminuje to problem dopasowania obrotów do generatora, a poza tym jest proste do wykonania

Niedoskonałośc konstrukcji na pewno odbije sie na sprawności
Ale czy przekładnia nie wprowadzi nam strat ?
Czy będzie w takim stopniu bezobsługowa jak wał połączany przez sprzęgło z generatorem ?

Jest to chyba jedyne rozwiązanie które w prosty sposób eliminuje problem niedopasowania obrotów turbiny


Wróć do „Inne ciekawostki”

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość

cron