Расчет тяги

Жорж
Валентин:

конечно осевые выигрывают во всём

Не во всем…
Учитесь формулировать вопрос/задачу. Не пытайтесь перенести результаты эксперимента с бытовым пылесосом на Ваш проект. Для этого необходимо выполнить хотя бы тепловой (исходный) расчет МВУ или МКУ под Ваши требования по тяге и габаритам для оценки возможности реализации проекта и оптимизации параметров всей силовой установки (расход воздуха, степень повышения давления, потребная мощность привода и т.д.). В том числе о отношение R/Nпр.

Валентин
Жорж:

Не во всем…
Учитесь формулировать вопрос/задачу. Не пытайтесь перенести результаты эксперимента с бытовым пылесосом на Ваш проект. Для этого необходимо выполнить хотя бы тепловой (исходный) расчет МВУ или МКУ под Ваши требования по тяге и габаритам для оценки возможности реализации проекта и оптимизации параметров всей силовой установки (расход воздуха, степень повышения давления, потребная мощность привода и т.д.). В том числе о отношение R/Nпр.

Как раз я на проект не переношу. Попробывал, посчитали. Не подходит.
Центробежные насосы я привел для примерного представления проекта.

Валентин

Пашеч, неплохо 😃 Только вот что то поменьше бы и полегче.

diver_Роман
Валентин:

Пашеч, неплохо 😃 Только вот что то поменьше бы и полегче.

По-меньше, по-легче и (в определенном смысле) по-проще - СВП, судно на воздушной подушке. Думаю, можно обойтись без ссылок, концепт известный, при желании найдете кучу материала на форуме и вне форума. Требования к ВМГ будут заметно послаблены, я думаю.

Валентин
diver_Роман:

По-меньше, по-легче и (в определенном смысле) по-проще - СВП, судно на воздушной подушке. Думаю, можно обойтись без ссылок, концепт известный, при желании найдете кучу материала на форуме и вне форума. Требования к ВМГ будут заметно послаблены, я думаю.

Это всё не то 😃 Я вот посчитал, вроде как можно попробывать сделать компрессор с хорошим кпд. Если взять колесо с улиткой от турбокомпрессора ткр-12 (КПД не менее: 0,8) 45000 об/мин. + бесколлекторник. И попробывать замерить тягу. Только вот с выбором электромотора проблема.

diver_Роман
Валентин:

вес электромоторов на много меньше бензиновых

Теплотворная способность бензина - примерно 10200 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр).
Плотность энергии в LiPo аккумуляторах достигает 200 Вт ч / кг (300 Вт ч / л).

Приводя к общим единицам измерения, получим 12780 Вт ч / кг (9580 Вт ч / л) у бензина против 200 Вт ч / кг (300 Вт ч / л). Теперь вы видите преимущество двигателя внутреннего сгорания? 😉

Даже если у ДВС будет КПД 20%, а у электродвигателя 90%, бензин все равно обеспечит многократное преимущество по энерговооруженности.

Валентин
diver_Роман:

Теплотворная способность бензина - примерно 10200 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр).
Плотность энергии в LiPo аккумуляторах достигает 200 Вт ч / кг (300 Вт ч / л).

Приводя к общим единицам измерения, получим 12780 Вт ч / кг (9580 Вт ч / л) у бензина против 200 Вт ч / кг (300 Вт ч / л). Теперь вы видите преимущество двигателя внутреннего сгорания? 😉

Даже если у ДВС будет КПД 20%, а у электродвигателя 90%, бензин все равно обеспечит многократное преимущество по энерговооруженности.

Бензиновый двигатель выигрывает если модель будет летать больше 15 минут при тяге примерно 1Вт/1.8гр. И ещё которые сейчас выпускают боятся отрицательной перегрузки (только кратковременно)
Мне для пробы хватит 4-5 минут полета. Вот в этом выигрывает электромотор. Кратковременно отдаёт большую мощность при малом весе.

diver_Роман
Валентин:

Это всё не то 😃

Это, по крайней мере, реализуемо 😃

Валентин:

Я вот посчитал, вроде как можно попробывать сделать компрессор с хорошим кпд. Если взять колесо с улиткой от турбокомпрессора ткр-12 (КПД не менее: 0,8) 45000 об/мин. + бесколлекторник. И попробывать замерить тягу. Только вот с выбором электромотора проблема.

КПД турбины - 0.8+, КПД бесколлекторного электродвигателя - 0.9. Минус потери от возможных утечек и неидеального сопла.

k мку = 0.8 x 0.9 x k сопла = 0.72 x k сопла

То есть максимальный КПД такой МКУ не превысит 70%. Выше мы уже подсчитали, что при КПД МКУ с электроприводом 50% она вас не устраивает. Новая цифра радикально меняет дело?

UPD:

Валентин:

Бензиновый двигатель выигрывает если модель…

На сколько я понял, речь идет о транспортном средстве с человеком на борту. В таком контексте, я полагаю, понятие “модель” неприменимо, а модельные технологии и оборудование могут быть применены лишь весьма ограничено. В частности, я не вижу применения модельным ДВС в вашем аппарате. Моторам от бензокос, бензопил, болгарок, газонокосилок - да, модельным - э… 😉

Валентин
diver_Роман:

Это, по крайней мере, реализуемо 😃

КПД турбины - 0.8+, КПД бесколлекторного электродвигателя - 0.9. Минус потери от возможных утечек и неидеального сопла.

k мку = 0.8 x 0.9 x k сопла = 0.72 x k сопла

То есть максимальный КПД такой МКУ не превысит 70%. Выше мы уже подсчитали, что при КПД МКУ 50% она вас не устраивает. Новая цифра радикально меняет дело?

На много лучше 😃 Теперь надо заняться поиском запчастей турбины. Самое трудное будет с подбором электромотора.

diver_Роман
Валентин:

боятся отрицательной перегрузки

Если, речь о транспорте вида типа турбо-снего ход-лет, то о каких отрицательных перегрузках может идти речь?

Валентин
diver_Роман:

Если, речь о транспорте вида типа турбо-снего ход-лет, то о каких отрицательных перегрузках может идти речь?

Ну это я привел один из минусов. Отрицательных не должно быть. Вид конечно будет не снегохода )

diver_Роман
Валентин:

Ну это я привел один из минусов. Отрицательных не должно быть. Вид конечно будет не снегохода )

Раз “отрицательных не должно быть”, значит для данного аппарата указанная особенность модельных ДВС не является недостатком.

Но ваши оппоненты здесь выступают в роли экстрасенсов, что не всегда интересно… Я думаю, если вы хотите обсудить свой концепт, то этот концепт нужно сначала сформулировать 😦

Валентин:

Вид конечно будет не снегохода )

Эскиз в студию!

Стоит ли говорить, что у вас потенциальные проблемы с устойчивостью (ведь центр тяжести опускать вы, предположительно, не собираетесь)? Планируется ли электронная стабилизация? Другие меры? Дублирование систем?

Валентин
diver_Роман:

Раз “отрицательных не должно быть”, значит для данного аппарата указанная особенность модельных ДВС не является недостатком.

Да, но например это большой недостаток: вес двигателя ROTAX 912 60квт 60кг. расход 22л/ч цена 230т.р
Вес электромоторов на 60 квт 11 кг цена 40тр + регуляторы =примерно 80-90т.р+акб

diver_Роман:

Но ваши оппоненты здесь выступают в роли экстрасенсов, что не всегда интересно… Я думаю, если вы хотите обсудить свой концепт, то этот концепт нужно сначала сформулировать

Я ещё точно сам не знаю. Размер снегохода, вертикального взлета. )

diver_Роман:

Стоит ли говорить, что у вас потенциальные проблемы с устойчивостью (ведь центр тяжести опускать вы, предположительно, не собираетесь)? Планируется ли электронная стабилизация? Другие меры? Дублирование систем?

Если будут 4 сопла, то управление ими. Применить гироскоп. Поставить акб на минуту работы для дублирования(если такие есть) на посадку модели. Так как будет несколько компрессоров, при аварийном отключение одного, электроника должна поднять мощность остальных для посадки. Поставить на все моторы датчики температуры и раздельное отключение каждого.

Рама из алюминия. Обтекатели из проклееного углеволокна.

diver_Роман
Валентин:

Да, но например это большой недостаток: вес двигателя ROTAX 912 60квт 60кг. расход 22л/ч цена 230т.р
Вес электромоторов на 60 квт 11 кг цена 40тр + регуляторы =примерно 80-90т.р+акб

Ну вот, это аргумент. Причем как вес, так и цена 😃
Электромотор и 40 кг аккумуляторов будут весить как один ДВС.

Подумайте над компоновкой. Силовая установка - не все. Да и, все же, спорное вы выбрали решение с компрессорами. Будет интересно увидеть наброски аппарата.

А покрутить свою задумку в модельной плоскости вы не хотите? Собрать модель в масштабе, скажем, 1:5, отработать компоновку и управление, посмотреть, на что это вообще похоже - польза будет (и экономическая в том числе!).

Валентин
diver_Роман:

Ну вот, это аргумент. Причем как вес, так и цена
Электромотор и 40 кг аккумуляторов будут весить как один ДВС.

Подумайте над компоновкой. Силовая установка - не все. Да и, все же, спорное вы выбрали решение с компрессорами. Будет интересно увидеть наброски аппарата.

А покрутить свою задумку в модельной плоскости вы не хотите? Собрать модель в масштабе, скажем, 1:5, отработать компоновку и управление, посмотреть, на что это вообще похоже - польза будет (и экономическая в том числе!).

Меня терзает смутное сомнение сомнение на счет тяги. Скорее бы собрать и проверить. ) На счет эскиза еще не думал, надо продумать всё. Тип компрессоров сильно повлияет на вид модели.
Если тяга будет меньше задуманной на центробежных, то можно перейти на провернные импеллерные, где тяга уже точно известна какая будет.

(Мощность - это изменении энергии за единицу времени. В данном случае, это изменение кинетической энергии рабочего тела за единицу времени:)

P = (Δm v^2 / 2) / Δt

При расходе 38 л/с, Pвых=228 Вт.

А как у вас получилось 228Вт ? Δt - разница в температуре?

diver_Роман
Валентин:

А как у вас получилось 228Вт ? Δt - разница в температуре?

Формула и текст вторят друг-другу.
Мощность - это изменении энергии за единицу времени. В данном случае, это изменение кинетической энергии рабочего тела за единицу времени:

P = (Δm v^2 / 2) / Δt,
где Δm - масса рабочего тела, отбрасываемая за промежуток времени Δt,
v - скорость отбрасываемого рабочего тела.

Жирным выделено выражение кинетической энергии отбрасываемого рабочего тела.
Повторю другими словами: Δt - контрольный отрезок времени (1 с).

Повторите мои расчеты, я старался расписать их достаточно подробно в исходном посте и так же пересчитывал в электронной таблице. Тем не менее, не гарантирую отсутствие ошибок.

Жорж

Дорогой - понятие относительное. Особенно в авиации. Кажется, что по ссылке есть адрес изготовителя. Уверен (на 200%), что продаже не подлежит, хотя и поставляется на экспорт.

diver_Роман
Валентин:

Вот есть уже готовый образец для подсчета: www.phantomsuperchargers.com/fts-tq25024v.html
Непонятно в чем они измеряют Pressure ratio. Что то вышло у меня 4,3кг тяги при 3500квт примерно .

Про compression ratio можно прочитать сдесь: Compression ratio versus overall pressure ratio. Краткая выдержка:

…pressure ratio is defined as the ratio of the stagnation pressure (перевод) as measured at the front and rear of the compressor… (степень сжатия определяется как отношение давления торможения /давления в критической точке/, измеренного на входе и на выходе компрессора)

Pressure ratio is defined as the pressure increase

PR = P2 / P1

На счет мощности вы, конечно, опечатались: 3.5 кВт или 3500 Вт.

Общая эффективность установки (без дополнительного сопла): motor efficiency ~90-94% x compressor efficiency 72-74% = ~64.8%-69.56%. Добавить потери, связанные с дополнительным соплом.
В итоге, приближаемся к общей эффективности установки ~50% 😃 (при потерях, связанных с дополнительным соплом не более 22.84-28.12%)

Валентин

Ну вроде выходит 4,3-4,7 кг примерно, если я правильно подсчитал. Странно, чем выше давление, тем производительность падает.

diver_Роман
Валентин:

Ну вроде выходит 4,3-4,7 кг примерно, если я правильно подсчитал. Странно, чем выше давление, тем производительность падает.

А какю методику расчета вы использовали? Для методики, которую я использую в посте №2, не достает скорости потока на выходе.
Хотя, да… можно получить из производительности и сечения патрубка. Сейчас проверю…