Самоделки и всё что с ними связано • Просмотр темы - Прямоточная паровая машина

Прямоточная паровая машина

Прямоточная паровая машина

Сообщение romka10.06 » 27 фев 2018, 23:09

Для тех кто не в теме, попытаюсь объяснить суть: Впуск пара в цилиндр происходит вблизи верхней мёртвой точки, и продолжается как и у любой поршневой паровой машины (далее ПМ) при рабочем ходе поршня, в зависимости от конструкции машины, до момента называемого отсечкой, которая может быть как при частичном ходе поршня вниз ( ради экономии пара), так и у самой нижней мёртвой точки ( максимальная мощность, низкий КПД).
В обычной ПМ выпуск отработанного пара начинается вместе с движением поршня вверх, и продолжается весь ход поршня вверх, в результате чего остаточное давление пара минимально возможное. Пар при этом проходит обратно тем же путём до золотника, охлаждая верх цилиндра и паропровод, что плохо.
В цилиндре прямоточной ПМ, вблизи нижней мёртвой точки имеются отверстия, или как их ещё называют, окна, которые открываются после того, как поршень пройдёт 90% хода в низ, и в этот момент происходит выпуск пара, затем при обратном ходе поршня к ВМТ, окна им перекрываются, и начинается сжатие оставшегося пара. Прямоточная ПМ имеет степень сжатия ( отношение объема над поршнем в НМТ, к объёму над поршнем в ВМТ), на сжатие остатков пара конечно расходуется мощность, но она возвращается обратно при рабочем ходе, так как сжатый пар не пропадает, а снова совершит полезную работу. Теоретически плюсы у этой машины есть - пар выходит в низу цилиндра, и не охлаждает верхнюю его часть и паропроводы. Также давление пара при сжатии примерно равно давлению свежего пара, что немного разгружает клапанный механизм.

Вот картинка из сети которая поясняет работу , правда это машина двойного действия, а я делаю простого, но суть та же

Вот так выглядит мой вариант

Клапан приводится в действие от кулачка на коленвалу

Сам коленвал на двух подшипниках, между подшипниками зажата та самая втулка с кулачком
phpBB [youtube]

Правда на видео отсечка большая, я потом её уменьшил до 50%
Изготовил гильзу с окнами и запрессовал в цилиндр

Так как пар входит над тарелкой клапана, а выходит в цилиндр из под тарелки, седло выполнил широкое, и канал из под него подвел к цилиндру

phpBB [youtube]

Клапан прижимается пружиной сверху, так проще, и стержнем упирается прямо в толкатель.

Заготовка шатуна отлита из бронзы, просто взял немного песка, перемешал с жидким стеклом и слепил формочку, после продувки углекислотой наложил бронзовый лом прямо в форму, и расплавил газовым резаком

Продолжение следует!
romka10.06
Мастер
Мастер
 
Сообщения: 817
Зарегистрирован: 26 сен 2012, 19:54
Откуда: Тверь
Возраст: 41
Баллы репутации: 160

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение Admin » 28 фев 2018, 06:19

Что то наполнение цилиндра какое то уж совсем большое на мой взгляд, я бы отсечку сделал на 1/3 хода поршня, тем более что там мёртвый объём не маленький ещё.
Как создать тему и вставить изображение в сообщение viewtopic.php?p=228#p228
Правила форума viewtopic.php?p=10373#p10373
Мой канал на Youtube https://www.youtube.com/user/motorist828
Наш Telegram чат https://t.me/sam0delki_ru
Аватара пользователя
Admin
Администратор
 
Сообщения: 3505
Зарегистрирован: 20 июл 2011, 13:33
Откуда: Смоленская обл.
Возраст: 26
Баллы репутации: 136

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение romka10.06 » 28 фев 2018, 21:03

Admin писал(а):Что то наполнение цилиндра какое то уж совсем большое на мой взгляд, я бы отсечку сделал на 1/3 хода поршня, тем более что там мёртвый объём не маленький ещё.

Конечно же ты прав, иначе и не бывает :) Из отливки выпилил шатун, поршень как обычно от холодильника.

Отлил головку, сделал в ней каналы для пара ( на картинке синий )

Собрал воедино,
,
Запускал на сжатом воздухе. Первая попытка запуска вышла неудачная, вал только раскачивался вблизи НМТ как маятник со страшной скоростью. Повернул распределительную втулку попозже, чтобы клапан начинал открываться после ВМТ, опять без толку.
Потом дал давление 10 бар, и оно завертелось! Шум выхлопа страшный, как у мопеда без глушителя. При падении давления ниже 5 двигатель резко глохнет и опять начинает качаться как маятник, запустить можно только поддав воздуха больше 6 бар. Пи малейшей не герметичности клапана ( попала соринка под фаску) двигатель провернуть руками из НМТ практически невозможно, так как поршень оказывается под давлением рабочего тела. куда ни крути.
Расход воздуха при работе огромный.
Оказалась велика степень сжатия, около 6, поршень ведь при ходе вверх сжимает газ в цилиндре, и к тому же широкая отсечка мешает, отработанный воздух имеет большое остаточное давление после выпуска...
Распилил каналы в головке до СЖ 4, заузил фазу впуска до 90 градусов, и всё заработало замечательно.

Далее притащил из металлолома теплообменники от холодильников

Взял кусок из трубки Ф6 и припаял к нему кусок трубки Ф8мм, оба куска примерно 2,5-3 метра, связял всё это дело проволокой, получился типа прямоточный котёл

Продолжение следует...
romka10.06
Мастер
Мастер
 
Сообщения: 817
Зарегистрирован: 26 сен 2012, 19:54
Откуда: Тверь
Возраст: 41
Баллы репутации: 160

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение romka10.06 » 01 мар 2018, 22:03

Итак, для того чтобы машина смогла заработать на небольшом давлении пришлось понижать СЖ.
В идеале, СЖ должна быть такова, чтобы давление остатков пара в конце сжатия точно равнялось давлению питающего пара, в этом случае разгружается клапан, и не нужно опережение впуска.
Я ожидал что машина не сможет держать небольшие обороты в принципе, будет очень шумной, и вообще неэффективной, но я ошибся....
Сделал игольчатый кран ( регулируемый жиклёр) для регулирования подачи воды в мой прямоточный котёл

Для питания водой взял баллон из под фреона, налил туда 3 литра воды, и надул сжатым воздухом 5 кг/см. Баллон перевернул, чтобы воздух вытеснял воду, и подключил к жиклёру котла.
Запихал эту хрень в печку

Ну и подключил двигатель. Двигатель меня сильно удивил мягкостью работы, и почти полной тишиной, слышно только как клапан тикает, не громче настенных кварцевых часов, гораздо громче хрюкает и щёлкает конденсат в выпускном патрубке.
phpBB [youtube]

Отработал он в таком режиме 40 минут без перерыва, вот видео, где я поддал побольше парку
phpBB [youtube]

На этом видео шума побольше, и видно как пар дует вниз из цилиндра, но это не прорыв через поршень, нет! Просто поршень очень короткий, и при ходе вверх открываются выпускные окна в цилиндре, открываются вниз, под поршень, и отработанный пар выходит обратно из выпускного патрубка, так как на него надет длинный шланг, и возникает противодавление.
Вот как то так!
romka10.06
Мастер
Мастер
 
Сообщения: 817
Зарегистрирован: 26 сен 2012, 19:54
Откуда: Тверь
Возраст: 41
Баллы репутации: 160

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение Admin » 01 мар 2018, 22:20

Годно работает, но я бы мёртвый объём уменьшил и давление поднял по больше, хотя бы до 10 бар.
Как создать тему и вставить изображение в сообщение viewtopic.php?p=228#p228
Правила форума viewtopic.php?p=10373#p10373
Мой канал на Youtube https://www.youtube.com/user/motorist828
Наш Telegram чат https://t.me/sam0delki_ru
Аватара пользователя
Admin
Администратор
 
Сообщения: 3505
Зарегистрирован: 20 июл 2011, 13:33
Откуда: Смоленская обл.
Возраст: 26
Баллы репутации: 136

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение Sergei3090 » 02 мар 2018, 14:33

Превосходно! С каждым проектом технология всё дальше от рядового самодельщика!
По принципу работы отдалённо напоминает углекислотный движок: http://www.animatedengines.com/co2.html Который, кстати, на пару тоже работает куда мягче, тут температура играет роль думаю.
Что-то планируешь им крутить?
Аватара пользователя
Sergei3090
Профессор самоделок
Профессор самоделок
 
Сообщения: 1039
Зарегистрирован: 20 мар 2012, 18:48
Откуда: Самарская область, Дальние Колдыря
Возраст: 21
Баллы репутации: 128

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение romka10.06 » 03 мар 2018, 00:13

Далее хочу приделать к нему плунжерный насос, чтобы питать от этого насоса мой монотрубный котёл, возможно конденсатор. Хочется иметь машинку простую в использовании, типа в костёр сунул, воды налил, и оно крутится без особых хлопот.
romka10.06
Мастер
Мастер
 
Сообщения: 817
Зарегистрирован: 26 сен 2012, 19:54
Откуда: Тверь
Возраст: 41
Баллы репутации: 160

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение romka10.06 » 03 мар 2018, 21:14

Начал делать питательный насос для прямоточного котла этой машинки, вот эскиз

Привод насоса эксцентриковый, эксцентрик давит прямо на шток насоса, в этот момент происходит всасывание воды и взведение рабочей пружины.
После того как эксцентрик освободит шток, поршень под действием усилия сжатой пружины будет создавать давление воды, и подниматься по мере её расходования.
Таким образом происходит не только перекачка воды, но и саморегулирование расхода, и поддержание стабильного давления. Давление задано усилием пружины и площадью поршня.
На штоке и поршне для герметизации установлены резиновые манжеты. Вот так это выглядит в металле

Клапана в штуцерах. Ход штока будет порядка 5мм, максимальный объём воды за 1 цикл 0,5мл. Привод эксцентрика будет через понижающую передачу, потребность воды для машины примерно 0,015мл на один рабочий ход, так что производительности насоса должно хватить с 30 кратным запасом. Пробный запуск всё прояснит!
romka10.06
Мастер
Мастер
 
Сообщения: 817
Зарегистрирован: 26 сен 2012, 19:54
Откуда: Тверь
Возраст: 41
Баллы репутации: 160

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение romka10.06 » 08 мар 2018, 22:03

Изготовил клапана, приделал рабочую пружину

Качает нормально, создаёт давление 6 кг/см в начале хода взведённой пружины, 4 кг/см в конце. Приводной эксцентрик

Ход штока 3,5мм, подача воды за полный цикл около0,3сс
romka10.06
Мастер
Мастер
 
Сообщения: 817
Зарегистрирован: 26 сен 2012, 19:54
Откуда: Тверь
Возраст: 41
Баллы репутации: 160

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение romka10.06 » 10 мар 2018, 19:49

Приделал насос к машине

Собрал всё в кучу и запустил
phpBB [youtube]

Заработало всё без осложнений, двигатель даже не заметил дополнительной нагрузки.
Конечно можно всю эту канитель сделать раза в три меньше, отлить весь двигатель вместе с насосом в едином блоке, и эксцентрик посадить между подшипниками коленвала. Но я же эксперементирую, отсюда неуклюжие решения!
romka10.06
Мастер
Мастер
 
Сообщения: 817
Зарегистрирован: 26 сен 2012, 19:54
Откуда: Тверь
Возраст: 41
Баллы репутации: 160

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение romka10.06 » 18 мар 2018, 10:18

пытался вертеть генератор, но нагрузка несогласованна пока
phpBB [youtube]

Захотелось сделать систему смазки, чтобы машина была в использовании не сложнее ДВС, типа залил воды и масла, сунул в костёр змеевик, и пользуйся!
В один блок с питательным насосом легко поместился и маслонасос. Привод штока непосредственный от эксцентрика расположенного между подшипниками эксцентрикового вала
Ход плунжера 1,7мм, его диаметр 5,5мм, уплотнение резиновой манжетой зажатой в отверстии между направляющей плунжера и блоком

Рабочий ход плунжера обеспечивает эксцентрик, ход всасывания происходит за счёт пружины помещённой между дном цилиндра и торцом плунжера
Клапана шариковые, взял готовые из автомобильных гидрокомпенсаторов

Вся эта канитель россыпью и в сборе

phpBB [youtube]

Вышло не очень удачно, насос легко завоздушивается, так как выход масла в низу цилиндра, придётся этот выход глушить, и переносить его в самый верх, сразу под манжетой, на эскизе (верхняя картинка) линия с отметкой 0
А вообще я доволен, машинка запускается за пару минут без особых забот, и крутится стабильно пока вода не закончиться, если не доливать. А если сделать конденсатор пара, и возвращать воду обратно, то и доливать почти не надо будет!
romka10.06
Мастер
Мастер
 
Сообщения: 817
Зарегистрирован: 26 сен 2012, 19:54
Откуда: Тверь
Возраст: 41
Баллы репутации: 160

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение vishkari » 18 мар 2018, 12:29

Супер. Скоро и шеститактный двигатель сделаешь наверное
vishkari
Самодельщик
Самодельщик
 
Сообщения: 95
Зарегистрирован: 22 окт 2014, 18:07
Откуда: Казань
Возраст: 41
Баллы репутации: 6

Re: Прямоточная паровая машина

Сообщение weed » 19 мар 2018, 20:58

очень интересная штукенция выходит о_О ,впринцепи можно помечцать о неком подобии генератора для глухой местности где нет ископаемого топлева или оно дороже дров или угля,еще можно добавить к этой всей телеге конденатор чтоб воду меньше расходовал и на кикстартер можно пойти попробовать собрать денег на мелкосерийное производство. :001:
Аватара пользователя
weed
Начинающий самодельщик
Начинающий самодельщик
 
Сообщения: 41
Зарегистрирован: 11 окт 2012, 01:11
Возраст: 22
Баллы репутации: 3


Вернуться в Паровые и стирлинги

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1



Яндекс.Метрика