Kosmonautika (úvodní strana)
Kosmonautika@kosmo.cz
  Nepřihlášen (přihlásit)
  Hledat:   
Aktuality Základy Rakety Kosmodromy Tělesa Sondy Pilotované lety V Česku Zájmy Diskuse Odkazy

Obsah > Diskuse > XForum

Fórum
Nejste přihlášen

< Předchozí téma   Další téma ><<  1    2  >>
Téma: Reálná spotřeba [kg/s] turbočerpadel (turbín) u raketových motorů
06.10.2019 - 12:18 - 
Kdesi kdysi jsem viděl srovnání úspory paliva u motorů s otevřeným a uzavřeným cyklem (myslím cca 30%).

Standardně spočítám spotřebu pro celý motor:
Spotřeba [kg] = tah [N] / Isp [Ns/kg] . cas [s]

Ač jsem prošel hodně různorodých zdrojů, tak exaktní informace, kolik který raketový motor spotřebuje paliva/okysličovadla pro pohon turbíny (turbočerpadla, či množství látky použávané pro ztrátové ochlazování, tak jsem nic nenašel a musel jsem se vrátit sem, kde je těchto informací na jednom místě nejvíce.

Takže pak se dočítám třeba pro RD-170:
Spotřeba paliva:
Generátor plynu 836 kg/s - počet 2, (celkem tedy 1672 kg/s?)
Spotřeba paliva motorem 2393 kg/s

Ale je velký rozdíl u sovětských/ruských motorů s uzavřeným cyklem a u motorů s otevřeným cyklem, takže tam se to ještě dělí na to, jestli dávají příspěvek k celkovému ISP (otázka je, jestli reálně nebo jen marketingově, což je třeba pro komerční společnosti otázkou přežití).

Část z toho tady kdysi nakousl mj. Alchymista, viz vlákno "raketové motory a efektivita raket"
https://www.kosmo.cz/modules.php?op=modload&name=XForum&file=viewthread&fid=3&tid=1589&start=0&page=1

Nemáte někdo ve svých písemných či paměťových archivech bližší podrobnosti?
 
15.10.2019 - 22:54 - 
Dva materiály o turbočerpadlech detailněji:
NASA SP-8109, “Liquid Rocket Engine Centrifugal Flow Turbopumps,” 1973
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19740020848_1974020848.pdf

“Turbopumps for Liquid Rocket Engines,” PWR Threshold, 1988
https://web.archive.org/web/20130202012630/http://www.pwrengineering.com/articles/turbopump.htm
 
16.10.2019 - 01:15 - 
odhady by sa dali začať z prostého faktu, že dokonalým spálenim 1 kilogramu RP-1 a ~2,27 kg tekutého kyslíku sa získa ~42 MJ tepelnej energie - a 3,27kg spalín.
Ďalej sú už len staty:
- účinnosť turbíny
- požiadavka nízkej teploty plynov na vstupe do turbíny - max ~1400°C, reálne <900-1000°C, pritom normálna teploty vysokotlakého horenia zmesi RP+LOX je >3200°C
- požiadavka redukčného prostredia - teda prebytok paliva voči okysličovadlu

z druhej strany:
potrebujeme za sekundu prečerpať x kg paliva a okysličovadla pri nejakom výstupnom tlaku - na to potrebujeme výkon
P = q * p
kde q je prečerpávaný objem v m3, p rozdiel tlakov vstup-výstup v Pa,
hydrostatický tlak je p=ro*g*h kde ro - hustota, g - gravitačné zrýchleniem, h - výtlačná výška
čiže P = q* ro*g*h
keďže prečerpávaná hmotnosť m = q *ro (hmotnosť v kilogramoch), takže môžeme písať aj
P = m * p/ro
kde P je hydraulický výkon vo wattoch a "výkon na hriadeli" bude P=P*n, kde n je účinnosť čerpadla (30-80%, typicky ~60%)

od týchto dvoch vecí môžeme postupovať v odhadoch ďalej
 
16.10.2019 - 04:54 - 
Koukal jsem na firmu Barber-Nichols, která navrhuje turbočerpadla pro raketové motory v USA. A nic nepoví...Asi mají svá tajemství.
Turbočerpadlo je regulátor tahu raketového motoru a ten se mění v průběhu letu tudíž i spotřeba, případně poměr spotřeby turba X vlastní spalování.

Zajímavá společnost je https://www.sobriety.cz/cs/space
Jaký je váš názor na:
ELEKTRICKÁ ČERPADLA PRO VESMÍRNÉ APLIKACE
Komplikovaná architektura raketových motorů na kapalná paliva může být značně zjednodušena použitím vysokootáčkových synchronních motorů s permanentními magnety pro pohon čerpadla místo turbíny. Nový design se skládá z vysokorychlostního synchronního motoru, fluidního dynamického ložiska a inovativního těsnění.
Tj roztočit pomocí elektřiny motor do Ex, tj i čerpadlo a pak získávat energii na pohon motoru z energie letu nebo jinak?










 
16.10.2019 - 09:48 - 
Majme motor podobný F1 - prietok 2,5 tony paliva a okysličovadla za sekundu. Stredná hustota nech je ~1130kg/m3 (RP ~800kg/m3, LOX ~1,14kg/m3 pomer 1:2,25), tak v spalovacej komore 10MPa, na rozprášenie paliva na vstrekovacej hlave potrebujeme aspoň dvojnásobný tlak - 20MPa. Účinnosť čerpadla nech je štandardných 60%.
Z vyššie uvedeného: hydraulický výkon 44,247MW, potrebný výkon na hriadeli 73,746MW - čož celkom dobre korešponduje s údajom o F1, že výkon čerpadla bol 41MW

petrpetr - elektrické čerpadlá sa dajú efektívne použiť tam, kde vystačí výkon čerpadiel do stovky kilowatt, maximálne zlomkov megawatt, alebo sa vyžaduje extrémny rozsah regulácie, alebo veľmi dlhý beh motoru nízkeho výkonu. Problém je, že s rastúcim výkonom celkom rýchlo rastie hmotnosť elektromotorov i potrebných batérií - pre vyššie "spočítané" čerpadlo by bol potrebný elektromotor s výkonom 75MW a batérie v kapacitou 2,9MWh, schopné sa uplne vybiť za dve a pol minuty

Z opačnej strany - malé turbočerpadlové agregáty s výkonom desiatok kilowatt sú málo efektívne - majú veľké tepelné straty, a sú drahé, pretože výroba malých turbín vyžaduje vysokú presnosť a je aj materiálovo náročná (náročnejšia ako výroba väčších turbín). Navyše sa nedajú použiť niektoré inak bežné technologie, napríklad technologia vkladania lopatiek do rotorového disku a disk s lopatkami sa musí vyrobiť v kuse, čo opäť zvyšuje kusovú cenu i technologickú náročnosť.

[upraveno 16.10.2019 10:16]
 
16.10.2019 - 11:26 - 
@Alchymista
A nemohlo by pri elektropohone pomôcť, zlepšenie účinnosti pomocou vylepšenia konštrukcie elektromotora?
Zdá sa že sú tam nejaké "rezervy"..
http://www.autoforum.cz/predstaveni/americka-firma-tvrdi-ze-dosahla-nejvetsiho-pokroku-v-historii-elektromotoru/
Potom je tu ešte supravodivosť..
 
16.10.2019 - 11:55 - 
neiem, ale skôr nie - musel by to byť prielom. 
16.10.2019 - 18:16 - 
Alchymista
Možná je to myšleno takto:
1. pohon LCH4/LOX
2. Každý raketový motor má 2 elektromotory-čerpadla, jedno pro LCH4, druhé pro LOX pro různé tlakové úrovně na výstupu do trysky jako u Raptoru
3. roztočí elektromotory-čerpadla na správné otáčky pomocí vnějšího kabelu+ pozemních externích frekvenčních měničů do velkých otáček a odpojí jej
4. spustí malou mikroturbínu na výrobu el. energie- palivo metan-kyslík (máme) a připojí k elektromotorům které jsou ve vysokých otáčkách, na udržování otáček je potřeba malý výkon ,
obdoba
https://www.capstoneturbine.com/products
http://www.ggcenergy.cz/produkty
5. Spustí podchlazené palivo a startují. Když se jen udržují otáčky motoru, tak by to neměl být problém pro elektromotory
Ty motory potom nemusí být extra velké.

Co vy na to?



[upraveno 16.10.2019 18:18] [upraveno 16.10.2019 18:27]
 
16.10.2019 - 20:01 - 
takto to nefunguje
2) tlak na výstupe paliva aj okysličovadla musí byť vyšší ako tlak v spalovacej komore motoru, inak nie je možné rozprášenie zložiek v tryskách vstrekovacej hlavy a vytvorenie správnej zmesy.
3+4) nezmyselná úvaha - elektromotory sú v zábere nepretržite, zaťažené čerpadlami, z rôznych dobrých dôvodov budú čerpadlá zrejme trvalo zaplavené a pri rozbehu budú tlačiť čerpané komponenty do spätnej vetvy - regulácia a ventily k vstrekovacej hlave budú vo vysokotlakej časti za čerpadlom, nie v nízkotlakej pred čerpadlom.

"na udržiavanie otáčok je potrebný malý výkon" funguje len na motoroch bez záťaže, kedy záťaž tvoria aerodynamické odpory a trenie v ložiskách

5) ak máte zbytočné eletrické čerpadlo, môžete to vyskúšať - spustite ho naprázdno, vypnite elektromotor a nalejte do čerpadla vodu
Pozor pritom na nohy, ruky a iné telné prívesky!!
[upraveno 16.10.2019 20:27]
 
16.10.2019 - 20:24 - 
Pozrel som si odkazy - buď žartuješ, alebo vôbec nechápeš, o čom ide reč.
Sú to priemyslové spalovacie turbíny (teda v podstate prúdové motory) na plynné palivá, určené ako lokálne zdroje elektriny a tepla alebo ako záložné zdroje.
Jednomegawattová (elektrický výkon 1MW) váži s celým systémom vyše 17 ton. Pre náhradu turbočerpadlového agregátu motoru F1 ich treba 41 - cca 700 ton.
Tudyma cesta nevede...
 
16.10.2019 - 20:25 - 
Jaké zatížení máte? Rozdíl tlaku? Palivo netlačíte z 0 MPa-vaše voda. Není problém 120000 otáček/minuta. Váš příklad s čerpadlem není stejný.
Uzavírací armatury se neotevřou okamžitě....:-)
Zkuste si něco načíst o mikroturbínách, co dokáží. Je to opak elektromotoru. [upraveno 16.10.2019 20:48]
 
16.10.2019 - 21:01 - 
Dodávacie čerpadlo na dne nádrže, ak je použité, dáva na výstupe maximálne tak 1MPa. Zvyšok - teda zvýšenie tlaku na hodnoty potrebné na vstrekovanie do spalovacej komory dodáva turboagregát.
Pre predstavu, takto vyzerá hriadeľ kyslíkovej vetvy turboagregátu motoru RD-170, v skutočnom motore je turbína na "hornom konci"
Vpravo je turbína, v strede dvojstupňové skrutkové a odstredivé čerpadlo (vstup je zľava), vľavo "spodné" uloženie a prepojenie na hriadeľ čerpadla paliva.
 
16.10.2019 - 23:22 - 
Čo také mimoriadne mikroturbíny dokážu? Aký výkon na hriadeli dokážu vytvoriť? V čom je turbína opak elektromotoru?
V oboch prípadoch je ich úlohou hnať čerpadlo s obrovským prietokom a vysokým výstupným tlakom.
 
16.10.2019 - 23:32 - 
quote:
...Zkuste si něco načíst o mikroturbínách, co dokáží. Je to opak elektromotoru. [upraveno 16.10.2019 20:48]


Musim ta upozornit na nepisane pravidla fora...
1/ s Alchymistom sa nehada
2/ s Alchymistom sa nehada... a ak predsa len, tak sa najprv snazim pochopit co odpise, dostudujem si temu a potom skusim, ci nahodou by som nemohol mat pravdu...
3/ uznat ze pravdu ma Alchymista nie je hanba. Je tu len malo tak erudovanych specialistov.

Ale pytaj sa ho dalej, lebo rad si citam jeho odpovede, takze aj dobry namet ma svoju cenu
 
16.10.2019 - 23:44 - 
quote:
@Alchymista
A nemohlo by pri elektropohone pomôcť, zlepšenie účinnosti pomocou vylepšenia konštrukcie elektromotora?
Zdá sa že sú tam nejaké "rezervy"..
http://www.autoforum.cz/predstaveni/americka-firma-tvrdi-ze-dosahla-nejvetsiho-pokroku-v-historii-elektromotoru/
Potom je tu ešte supravodivosť..

Zial, pri elektromotoroch sme schopny presiahnut 95% ucinnost. Supravodic narobi tolko konstrukcnych problemov, ze klesne ucinnost napr. vplyvom velkych medzier, sposobu chladenia,...

Takze pokial hovorime o profi vyladenom motore, tak tu je dalsi zasadny prielom az perpetuum mobile...

EDIT:
quote:

4. spustí malou mikroturbínu na výrobu el. energie- palivo metan-kyslík (máme) a připojí k elektromotorům které jsou ve vysokých otáčkách, na udržování otáček je potřeba malý výkon ,


ano, na udrziavanie volnobeznych otaciek je potrebny maly vykon. ale my chceme cerpat. takze E=pV . A tie megawaty E dododat musime ak chceme cerpat... [upraveno 17.10.2019 00:01]
 
17.10.2019 - 00:04 - 
Myslím že to napsal dobře Alchy. Všechno je to o tom, co z jednotky hmotnosti získáme. Tak to shrňme:
Elektromotor turbočepadla požadují výkon 70 MW.
Tesla Powerpack mají běžně kapacitu 210 kWh, rozměry 1,31×0,82×2,19 metru a každý z nich váží přes 1620 kilogramů.
Pokud bychom použili sodík-niklchloridové baterie (či podobné), kde je teoreticky možných 792 Wh/kg / 6 min (tj. prakticky počítejme cca 500 Wh/kg) a vyšší provozí teplota (cca 300°C) se dá získat třeba z ochlazování trysky.

Další možností je setrvačník (viz rotační UPS). Ale už na 2 MW to je skutečná obluda a i kdyby se používal jako přímý náhon, tak si tak velkou hmotu roztáčenou na tak vysoké otáčky v prostředí boosteru nedovedu představit (a to potřebuji 35x). Možná v beztíženém prostředí, stejně jako dnešní gyroskopy. Výhodu to má, protože se roztočí u startu a pak by jel ty dvě minuty setrvačností, ale pokles otáček vytváří další problémy, nehledě na tu velkou hmotu a její moment, který by se musel nějak kompenzovat.

Vzhledem k tomu, že Rusko zveřejnilo patenty týkající se motorů na uzavřený cyklus, tak se všichni snaží vyrobit takovou slitinu, která vydrží to co sovětské/ruské turbočerpadla z roku 1970.
Tj. materiál s čistotou na atomární úrovni, třeba vyrobený z nějaké exotické slitiny titanu vyrobené těžko představitelným způsobem.
https://www.teslarati.com/spacex-superalloys-raptor-rocket-engine-elon-musk/

Ale pořád to neřeší problém reálných parametrů spotřeby turbočerpadel, i když odhadové výpočty co tu dal Alchy je asi maximum, co je dostupné.
 
17.10.2019 - 02:35 - 
Pirocha - ja som vedel, že niekde mám PDF o motore F-1
"F-1 ENGINE FAMILIARIZATION TRAINING MANUAL"
Takže:
Thrust level (sea level) 1,522,000 pounds
Specific impulse (sea level) 265.3 seconds
Total propellant flowrate 5,736 lb/sec (40,644 gpm)
a. Fuel 1,754 lb/sec (15,606 gpm)
b. Oxidizer 3,982 lb/sec (25,038 gpm)
Mixture ratio 2.27:l
Expansion ratio 16:l
Thrust chamber pressure 1,125 psia
Thrust chamber temperature 5,970° F
Thrust chamber exit pressure (16:l) 9.6 psia
Fuel pump discharge pressure 1,870 psia
Oxidizer pump discharge pressure 1,602 psi

Gas generator flowrate 167 lb/sec (included in total)
a. Fuel 118 lb/sec
b. Oxidizer 49 lb/sec
Gas generator mixture ratio 0.416:l
Gas generator combustor pressure 980 psia
Gas generator temperature 1,453" F
Turbine speed 5,492 rpm
a. Time from turbopump initiation to rated speed 5.2 seconds
b. Time from cutoff to zero rpm 3.5 seconds
Turbine brake horsepower 53,146 hp
Nozzle extension coolant gas temperature 1,138' F
Hydraulic recirculation flowrate 11.6 +/-1.1 gpm at 1,500 psig
Engine dry weight (average) 18,619 pounds

údaje sú. len sa strašne blbo hľadajú. Aj v mojom bordelárskom archíve... [upraveno 17.10.2019 02:49]
 
17.10.2019 - 02:45 - 
Weight (average) 3,150 pounds
Length 5 feet
Diameter 4 feet
Shaft speed 5,492 rpm
Oxidizer pump inlet pressure 65 psia
Oxidizer pump discharge pressure 1,602 psia
Oxidizer pump flowrate 3,986 lb/sec (25,063 gpm)
Fuel pump inlet pressure 45 psia
Fuel pump discharge pressure 1,870 psia
Fuel pump flowrate 1,756 lb/sec (15,621 gpm)
Turbine inlet temperature 1,453' F
Turbine inlet pressure total 945 psia
Turbine exit pressure 58 psia
Turbfne brake horse power 53,146 bhp
Bearing coolant flowrate (parallel system) 5.5 gpm
Bearing coolant flowrate (series system) 3.5 gpm
Shaft breakaway and running torque 20 ft/lb maximum

Figure 1- 16. Nominal Turbopump Parameters
 
17.10.2019 - 08:25 - 
Díky Alchymistovi za informace a vysvětlení. Když to shrnu, tak u motoru F1 je spotřeba paliva pro turbočerpadla zhruba 3% z celkového průtoku motorem (167 lb/s z 5736 lb/s) [cca 75 kg/s z cca 2600 kg/s].

Protože u raketového motoru platí že: průtok = tah / Isp , tak pokud známe tah motoru a jeho Isp, můžeme určit průtok paliva (plus okysličovadla) motorem (při daném tahu) a teď už i víme, že cca 3% z této hodnoty jde navíc do turbočerpadel pro plnění motoru palivem (a okysličovadlem).

Odpověď na původní otázku tedy je, že reálná spotřeba turbočerpadel u raketových motorů je cca 3% z celkového průtoku paliva motorem.

U motorů s otevřeným cyklem (spaliny z turbočerpadel jdou mimo motor) jsou to "ztráty" (vlastní spotřeba), zatímco u motorů s uzavřeným cyklem (spaliny jdou do motoru a jsou využity pro reaktivní pohon) tyto "ztráty" odpadají. Proto by motory s uzavřeným cyklem měly mít o něco vyšší Isp (než motory s otevřeným cyklem). Rozdíl by ale měl být menší než 5%.

Potřebný výkon čerpadel je u velkých raketových motorů obrovský (v desítkách MW) a zatím zřejmě nemáme efektivnější způsob jak takového výkonu dosáhnout (při minimalizaci celkové potřebné hmotnosti na ten výkon a odvedenou práci), než jsou právě turbočerpadla (tedy vlastně Petrovy "mikroturbíny" pohánějící přímo výkonná čerpadla).

Elektrický (a bateriový) pohon čerpadel bude zatím zřejmě vždy o dost hmotnější, než odpovídající kvalitní turbočerpadlo, ale u menších raketových motorů je realizovatelný (viz raketa Electron) a zvýšenou hmotnost může vynahradit svojí jednoduchostí, dostupností a asi i nižší cenou.

P.S.: "Opakem" elektromotoru je elektrický generátor ("alternátor" nebo "dynamo").
 
17.10.2019 - 09:36 - 
Název tématu je „ Reálná spotřeba [kg/s] turbočerpadel (turbín)“. Věřím, že autor tématu myslel konkrétně turbiny, neboť u motorů s uzavřeným cyklem musí čerpadly vždy projít celé množství paliva a okysličovadla, které prochází spal. komorou.

Viz schema motoru Raptor na: https://en.wikipedia.org/wiki/Raptor_(rocket_engine_family)#/media/File:Full_flow_staged_rocket_cycle.png

Když vezmeme plno-průtokový (full flow) Raptor motor od Spx, všechno palivo i okysličovadlo prochází svými dvěma gas-generátory (preburnery) a svými turbinami do spalovací komory ve směšovacím poměru

Té spotřebě Kg/s ve výši 3% nějak nerozumím , nejde o potřebný výkon ? To by tam musela být ještě hodnota tlaku a ne jen kg/s
[upraveno 17.10.2019 14:05]
 
17.10.2019 - 09:38 - 
Alchymista a A Holub: díky za informace

Doplním že u malých výkonu muze ve prospěch elektromotorů hrát i konstrukční složitost turbín, tu nejde zmenšovat donekonečna lineárně, vždy tam musí být schopna odolat pracovním tlakům

U malé turbíny bych čekal, že poroste poměr váha vs výkon

U elektromotorů to poroste naopak při vyšších vykonech
 
17.10.2019 - 10:34 - 
Zaujímavý je aj pomer spotreby okysličovadla v oboch systemoch - 49:3933 lb - asi 1,245% - to hovorí o produkcii energie (podiele skutočne spáleného paliva).
V plynovom generátore teda zhorí len niečo cez 18% z celkovej dodávky paliva do generátoru(cca 21 zo 118 lb), zvyšok paliva slúži na schladenie spalín a zásadné zvýšenie prietočného množstva cez turbínu - samotné spaliny tvoria len 42% z celkového prietoku generátorom - 70 lb vs 167 lb - zvyšok je odparené palivo.

Turbína je dvojstupňová rôznotlaká, má dva obežné kolesá na jednom spoločnom hriadeli a dve rozvádzacie kolesá. Vstupný tlak je ~6,5MPa výstupný ~0,4MPa. Veľkosťou (skutočný priemer som nenašiel, v uvedenom manuále asi nie je) zapadá medzi vtedy (i dnes) bežné turbíny veľkých prúdových motorov - evidentne boli dosiahnuté materiálové pevnostné limity.

Za povšimnutie stoja aj údaje o rýchlosti rozbehu - 5,2 sekundy - a zastavenie - 3,5 sekundy - turbočerpadla. To bežný letecký motor napríklad vôbec nedokáže, pri rozbehu je 5-10 krát pomalší, pri dobehu "mnohonásobne" (dobeh je bežne vyše minúty).

------------------------------------------------------------
V čase, keď letel Ivan Bella, bolo publikovaných celkom dosť dosť podrobných materiálov o Sojuze, aj o motoroch RD-107/108. Tam sú tiež turbočerpadlá, ale sú poháňané plynom z rozkladu peroxidu vodíku.
Tiež by to bolo celkom dobré na porovnanie.
 
17.10.2019 - 20:30 - 
Alchymisto,nepochopil jsi.
Každý raketový motor by měl 2 menší elektromotory k čerpadlům a počet raketových motorů může být větší, tj. jejich velikost menší. Výhoda elektromotoru je, že reaguje velmi rychle-velký točivý moment. Spalovací mikroturbína s alternátorem by byla jen zdroj elektrické energie pro tyto elektromotory případně navrhněte jiný zdroj el. energie při letu a v kosmu. Na startu máme kabel, který elektromotory s čerpadly roztočí.
Mimochodem jsem se ptal, abych se dobral výsledku...odpověď byla hodna strojaře...

Mne zaujal hlavně zdroj:
https://www.sobriety.cz/cs/space a navázání na ESA
https://www.sobriety.cz/cs/ceske-firmy-jako-dodavatele-pro-esa
Cituji:
Naše dlouhodobá snaha o adaptaci technologie vysokootáčkových strojů do nových výrobků vyústila v roce 2017 dohodou s Evropskou kosmickou agenturou. Díky této iniciativě vzniknou elektrická čerpadla otevírající nové možnosti architektury motorů nosičů. Vyvíjíme elektricky regulované ventily umožňující řízení tahu raketového motoru, a to včetně řídicí elektroniky a softwaru.

Díky ESA projektům se Sobriety s.r.o. stává dodavatelem důležitých celků pro nosné rakety a přistávací moduly. Jako jediní v Evropě držíme klíčovou technologii pro řízení tahu motoru.

Nevíte někdo něco o podrobnostech? Vím, že dělají do mikroturbín, což byla doména americké armády (patenty). Také na mikroturbíny Capstone mají např. rusové embargo, třebaže je to vynikající zdroj el. energie, kde palivem je plyn a není potřeba olejový okruh, jen plyn (jakýkoli). Je to velmi spolehlivé.

A toto je od dob Nikoly Tesly hodně zajímavé:
http://www.autoforum.cz/predstaveni/americka-firma-tvrdi-ze-dosahla-nejvetsiho-pokroku-v-historii-elektromotoru/

Děkuji za pochopení a odpovědi...:-)



quote:
Pozrel som si odkazy - buď žartuješ, alebo vôbec nechápeš, o čom ide reč.
Sú to priemyslové spalovacie turbíny (teda v podstate prúdové motory) na plynné palivá, určené ako lokálne zdroje elektriny a tepla alebo ako záložné zdroje.
Jednomegawattová (elektrický výkon 1MW) váži s celým systémom vyše 17 ton. Pre náhradu turbočerpadlového agregátu motoru F1 ich treba 41 - cca 700 ton.
Tudyma cesta nevede...
[upraveno 17.10.2019 21:03]
 
17.10.2019 - 21:13 - 
Také mne zaujalo výše, teploty tekutého LCH4 a LOX umožňují chladit elektromotory se supravodivými magnety? -180C-obojí je v tekutém stavu a máme stabilní supravodivé magnety pro elektromotory...hmmm ptám se...
Nechtěli by jste postavit takovýto stroj?
Ještě: https://www.vutbr.cz/studenti/zav-prace/detail/108830?zp_id=108830&aid_redir=1 [upraveno 17.10.2019 21:57]
 
17.10.2019 - 22:10 - 
quote:
Na startu máme kabel, který elektromotory roztočí.

zrejme stále nechápeš, že elektromotor nestačí len roztočiť na nejaké vysoké otáčky, ale že pri dodávke paliva do spalovacej komory musí byť nepretržite napájaný príkonom ekvivalentným hydraulickému výkonu pripojených čerpadiel.

quote:
Výhoda elektromotoru je, že reaguje velmi rychle - velký točivý moment.
To je síce pravda, ale na "rýchlu reakciu" musí mať aj primerane dimenzovaný "tvrdý" zdroj, ktorý dokáže dodať potrebný prúd. A to v "izolovanom" systéme letiacej rakety nie je sranda.
Pokiaľ je od systému regulácie raketového motora požadované rýchla zmena výkonu, nerieši sa to zmenou výkonu čerpadiel, ale škrtiacimi ventilmi a spätnou vetvou.


Samotná idea systému spalovacia turbína - alternáto/dynamo - elektromotor - čerpadlo mi pripadá totálne nezmyselná. Nevidím jediný dôvod, načo tam má byť zaradený generátor a elektromotor, keď je roky rokúce overené, že to 100% funguje aj napriamo. A s vyššou energetickou účinnosťou.
Jedine... ak ako vymýšlanie kockatého kolesa za peniaze ESA.

Turboagregáty, ako napríklad vyššie uvedený z motoru F-1 má výkon 39,5MW - neviem si predstaviť elektromotor s porovnateľným výkonom, ktorý by bol schopný rozbehu na bezmála 5500 otáčok za minútu za 5,2 sekundy a zbrzdenia za 3,5 sekundy hoci len naprázdno bez záťaže, nie to ešte pod záťažou zaplavenými čerpadlami. A dosť pochybujem, že takéto turboagregáty je možné nahradiť rozumným počtom elektromotorov.
A nahradzovať jeden výkonnejší raketový motor veľkým množstvom malých motorov... To má zmysel jedine ak viem/dokážem vyrobiť malý motor a neviem vyrobiť väčší motor.
Alebo - čo je možno aj prípad motoru "Rutheford" - mám elektromotor, ktorý v nejakom "optimizovanom stave" veľkosť-výkon práve stačí na pohon čerpadiel pre motor takejto veľkosti.

quote:
A toto je od dob Nikoly Tesly hodně zajímavé: http://www.autoforum.cz/predstaveni/americka-firma-tvrdi-ze-dosahla-nejvetsiho-pokroku-v-historii-elektromotoru/
To rozhodne je. pretože to, čo je nakreslené na obrázku osem je buď nakreslené špatne, alebo je to fyzikálny nezmysel.

 
17.10.2019 - 22:49 - 
Myslel jsem, že ty eletromotory jsou tu už off-topic. Protože nic smyslplného, co to bude napájet pro výkon v MW v řádu minut zatím není dostupné ve vhodné velikosti a hmotnosti (kromě toho oproti palivu ta primární hmotnost zůstává něměnná).

Jinak Alchy moc díky za ty paremetry k F-1, který je asi nejtypyčtějším představitelem.

Jak si tak počítám, tak asi někdě dělám třeba u té F-1 chybu.
Pokud vezmu, že generátor plynu má 31 000 liber tahu (138 kN) a turbína produkuje 55 000 koňských sil (40,452 kW), tak dostávám 3450 N.kW-1 a jsem o dva/tři řády jinde než u běžných proudových motorů.
Pravda, ty používají pouze kyslík z atmosféry, ale pořád je to nějak moc vzhledem k účinnosti.
 
17.10.2019 - 22:51 - 
quote:
quote:
Na startu máme kabel, který elektromotory roztočí.

zrejme stále nechápeš, že elektromotor nestačí len roztočiť na nejaké vysoké otáčky, ale že pri dodávke paliva do spalovacej komory musí byť nepretržite napájaný príkonom ekvivalentným hydraulickému výkonu pripojených čerpadiel.

Ten výkon pod zátěží není tak extrémní, mikroturbíny to pokryjí- je to velmi tvrdý zdroj, který reaguje velmi rychle od 10-100 procent výkonu. Jen záleží na rychlosti rychlosti přísunu paliva/ kyslíku.

quote:
quote:
Výhoda elektromotoru je, že reaguje velmi rychle - velký točivý moment.
To je síce pravda, ale na "rýchlu reakciu" musí mať aj primerane dimenzovaný "tvrdý" zdroj, ktorý dokáže dodať potrebný prúd. A to v "izolovanom" systéme letiacej rakety nie je sranda.
Pokiaľ je od systému regulácie raketového motora požadované rýchla zmena výkonu, nerieši sa to zmenou výkonu čerpadiel, ale škrtiacimi ventilmi a spätnou vetvou.

Samozřejmě škrtit palivo do trysky tak můžeš, ale motor přestane mít zátěž.

quote:
Samotná idea systému spalovacia turbína - alternáto/dynamo - elektromotor - čerpadlo mi pripadá totálne nezmyselná. Nevidím jediný dôvod, načo tam má byť zaradený generátor a elektromotor, keď je roky rokúce overené, že to 100% funguje aj napriamo. A s vyššou energetickou účinnosťou.
Jedine... ak ako vymýšlanie kockatého kolesa za peniaze ESA.

Stejně tak je to u dieselelektrických lokomotiv. Vlak je opravdu těžký. Napřímo je to pěkné, takové strojařské, výhoda elektromotoru (možná navíc supravodivého) je nesporná a energetická účinnost je u elektromotoru vysoká, navíc se dá rychle ovládat.

quote:
Turboagregáty, ako napríklad vyššie uvedený z motoru F-1 má výkon 39,5MW - neviem si predstaviť elektromotor s porovnateľným výkonom, ktorý by bol schopný rozbehu na bezmála 5500 otáčok za minútu za 5,2 sekundy a zbrzdenia za 3,5 sekundy hoci len naprázdno bez záťaže, nie to ešte pod záťažou zaplavenými čerpadlami. A dosť pochybujem, že takéto turboagregáty je možné nahradiť rozumným počtom elektromotorov.
A nahradzovať jeden výkonnejší raketový motor veľkým množstvom malých motorov... To má zmysel jedine ak viem/dokážem vyrobiť malý motor a neviem vyrobiť väčší motor.
Alebo - čo je možno aj prípad motoru "Rutheford" - mám elektromotor, ktorý v nejakom "optimizovanom stave" veľkosť-výkon práve stačí na pohon čerpadiel pre motor takejto veľkosti.

Není problém, mikroturbíny dávají až 120 000 otáček/min-možná i více a vysoký výkon který převádí na elektřinu , tím jsou vyjímečné-vzduchová ložiska. Opakuji, 1 menší raketový motor-2 elektromotory pro čerpadla.

quote:
quote:
A toto je od dob Nikoly Tesly hodně zajímavé: http://www.autoforum.cz/predstaveni/americka-firma-tvrdi-ze-dosahla-nejvetsiho-pokroku-v-historii-elektromotoru/
To rozhodne je. pretože to, čo je nakreslené na obrázku osem je buď nakreslené špatne, alebo je to fyzikálny nezmysel.

také patent každému nevyzvoní...

Zkus nad tím přemýšlet.
https://en.wikipedia.org/wiki/Prometheus_(rocket_engine)
Raptor mi připadá hodně jiný nežli klasické raketové motory ....nemyslím tím výtokovou trysku....(jen nemám odvahu to říct nahlas)

Chtělo by to tady odborníka na elektromotory, jsou geniální...je to něco mezi elektro-strojní... Od dob Nikoly Tesly se jen kopíruje.
 
17.10.2019 - 22:56 - 
Tady je to spíše strojařská party, proto se patrně neposuneme dále. Dobrou noc...


quote:
Myslel jsem, že ty eletromotory jsou tu už off-topic. Protože nic smyslplného, co to bude napájet pro výkon v MW v řádu minut zatím není dostupné ve vhodné velikosti a hmotnosti (kromě toho oproti palivu ta primární hmotnost zůstává něměnná).

Jinak Alchy moc díky za ty paremetry k F-1, který je asi nejtypyčtějším představitelem.

Jak si tak počítám, tak asi někdě dělám třeba u té F-1 chybu.
Pokud vezmu, že generátor plynu má 31 000 liber tahu (138 kN) a turbína produkuje 55 000 koňských sil (40,452 kW), tak dostávám 3450 N.kW-1 a jsem o dva/tři řády jinde než u běžných proudových motorů.
Pravda, ty používají pouze kyslík z atmosféry, ale pořád je to nějak moc vzhledem k účinnosti.
 
17.10.2019 - 23:49 - 
quote:
Tady je to spíše strojařská party, proto se patrně neposuneme dále. Dobrou noc...
...

skus trochu fyziky
1/ E=p*V
ked si navolnobeznych otckach tak nedodavas ziadne palivo o ziadnom tlaku, takze ani nepotrebujes ziadnu energiu.
Mozes byt spokojny s prekonanim trecich odporov.
2/ V okamihu beziaceho motora potrebujes MW energie pre cerpadlo.

Obvykle tie MW ziskas z turbiny, ale priamo.
Turbina o vykone MW moze rovno tocit cerpadlo o vykone MW.
(klasicke riesenie)
nechapem, preco za MW turbinu vrazis MW generator a za nim MW motor aby tocil cerpadlo. To mas dva tazke energeticke stroje navyse.

perpetuum mobile nemame. nestaci cerpadlo roztocit na zaciatku, aby dodavalo energiu naveky... t.j. aby dodavalo vela paliva s objemom V o velkom p teda aby z neho islo vela E...

a to je zmysel turbocerpadiel: vela V s velkym p...
[upraveno 17.10.2019 23:58]
 
18.10.2019 - 00:53 - 
Pirocha - vieš, kde je chyba?
Letecké motory sú z tohoto hľadiska výlučne "nízkotlaké" maximálne stlačenie za kompresorom je maximálne 25-30, obvykle tak do 10-15 (a motor R-15 z Mig-25 údajne len nejakých 4,5 - zvyšok dorovnáva náporové stlačenie). Takže na turbíne je tlakový spád maximálne 2-2,5MPa, skôr len <1-1,5MPa - u turbočerpadlového agregátu je to nejakých 6 MPa. Podobne je to so sekundovým prietočným množstvom - cez "bežný" letecký motor tečie asi tak pol kilogramu až kilogram paliva a nejakých 30-100kg vzduchu za sekundu (cez "horúcu časť", čo naháňa ventilátor okolo - nepočítam, môžu to byť násobky), cez turboagregáty je to napodiv dosť podobné množstvo - 30-70kg palivovej zmesi.
Ale vzduch je "okysličovadlo" mizerné, obsahuje skoro 80% balastu. Je však zadarmo, tak sa ním nešetrí.
Inak turbočerpadlá raketových motorov sú, čo sa týka merného výkonu a pracovných podmienok, asi "najextrémnejšie" stroje, aké dokážeme vyrobiť.
------------------------------------------------------------------

quote:
Tady je to spíše strojařská party, proto se patrně neposuneme dále.
Náhodou...
fakt čiste náhodou mám výučný list v učebnom odbore elektromechanik pre stroje a zariadenia
a k tomu inžiniersky titul v odbore "letecký eletrotechnický a strojný"

Nechcem byť zlý, ale skutočne ako píše Martin - naučiť sa fyziku, matematiku a pochopiť terminologiu a princípy funkcie.
Programátor či "elektronik" je bez fyziky, matematiky a pochopenia "ako veci fungujú" užitočný asi ako básnik, dokonca ešte menej...
[upraveno 18.10.2019 01:48]
 
<<  1    2  >>  


Stránka byla vygenerována za 0.289359 vteřiny.