Czemu turbowentylator nie podbił światka motoryzacji? Opcje

[Maxim555]

Koledze pewnie chodzi o silnik turbowałowy, taki jak na przykład jest w śmigłowcach, w Abramsie z resztą jest to samo, jak już zostało napisane. Silnik turbowałowy rzeczywiście mógłby napędzać generator prądu, tylko że już na pierwszy rzut oka widać że te silniki mają duże straty. Gazy po spaleniu paliwa napędzają turbinę i wylatują z ogromną energią, sądzę że o wiele większą niż to co idzie w wydech w silniku spalinowym.
Edit:
Zapomniałem dodać na silnikach turbowałowych lata wiele maszyn na kołach:

[Wspieraj forum]

[Nanab]

Nanab turbowentylator jest na ogniwa paliwowe a jedynie generuje prąd

Zaznacz w którym miejscu te ogniwa paliwowe, skąd wychodzi prąd i po co ten wielki wentylator z przodu?

I w jaki sposób pasażerski samolot się napędza skoro jego silniki generują tylko prąd?

[Murphy]

Tu nie ma zaznaczonego płomienia w żółtej sekcji - myślałem że działanie takiej turbiny jako tako to oczywistość, same powietrze się nie nagrzewa do temperatur rzędu 1000 stopni, to ten gorący gaz ze spalanych ogniw paliwowych jest kołem zamachowym sekcji czerwonej turbin a ta z kolei napędza wentylator z przodu ciągiem gazu wygenerowanego przez turbiny czerwone (fizyka), z kolei do kompresora z przodu można by doczepić "pasek klinowy" jako koło zamachowe przenoszące energię kinetyczną do silnika elektrycznego, a ten z kolei do napędzania kół.

Nie, silniki samolotów pasażerskich nie generują prądu, tam jest odrzut a ja wyraźnie zaznaczyłem że chodzi mi wyłącznie w tym silniku o generowanie prądu jeśli mówimy o motoryzacji.


Poniżej jest to lepiej zobrazowane (oczywiście to nie jest turbowentylator a schemat turbiny gazowej, turbowentylator posiada dodatkowo sekcje wypychanego gazu przez wentylator która nie wpada wprost do turbiny a przepływa dookoła niej, także w sumie nie musi to być koncepcja turbowentylatora, głównie chodzi o to że te powietrze nieco chłodzi turbinę, ale można to inaczej obejść):




Teraz mi chodzi o to aby ten pas przenosił energię kinetyczną podczepiony do sprężarki z przodu turbiny, z kolei następną technologią powinno być opracowanie elektronicznej regulacji wielkości płomienia poprzez pedały kierowcy, tak aby wentylator nie chodził stale z tą samą mocą obrotową przy różnych prędkościach auta czy nawet jego postoju, bo to sprawia że na dzień dzisiejszy taka turbina jest nieefektywna, niewydolna i nieekonomiczna (spalanie paliwa)

[Tommo]

Słowo klucz silnik turbośmigłowy, stosowany w samolotach od dawna. Ty chcesz śmigło zastąpić generatorem. Nic to nie zmienia że sprawność takiego układu jest nieakceptowalna w twoim przypadku. I nigdy nie znajdzie zastosowania na skalę masową.
https://pl.m.wikipedia.org/wiki/Silnik_turb...peration-en.svg

[done4]

Nie, silniki samolotów pasażerskich nie generują prądu, tam jest odrzut a ja wyraźnie zaznaczyłem że chodzi mi wyłącznie w tym silniku o generowanie prądu jeśli mówimy o motoryzacji.

Generują

Tu nie ma zaznaczonego płomienia w żółtej sekcji - myślałem że działanie takiej turbiny jako tako to oczywistość, same powietrze się nie nagrzewa do temperatur rzędu 1000 stopni, to ten gorący gaz ze spalanych ogniw paliwowych jest kołem zamachowym sekcji czerwonej turbin a ta z kolei napędza wentylator z przodu ciągiem gazu wygenerowanego przez turbiny czerwone (fizyka), z kolei do kompresora z przodu można by doczepić "pasek klinowy" jako koło zamachowe przenoszące energię kinetyczną do silnika elektrycznego, a ten z kolei do napędzania kół.

Teraz mi chodzi o to aby ten pas przenosił energię kinetyczną podczepiony do sprężarki z przodu turbiny, z kolei następną technologią powinno być opracowanie elektronicznej regulacji wielkości płomienia poprzez pedały kierowcy, tak aby wentylator nie chodził stale z tą samą mocą obrotową przy różnych prędkościach auta czy nawet jego postoju, bo to sprawia że na dzień dzisiejszy taka turbina jest nieefektywna, niewydolna i nieekonomiczna (spalanie paliwa)

Twoja wiedza na temat budowy silników jest zerowa, bazujesz na schemacie przeznaczonym dla uczniów szkół podstawowych.
Jeśli tak wygląda budowa takiego silnika to wyjaśnij mi w jaki sposób jest on uruchamiany?

[Nanab]

to ten gorący gaz ze spalanych ogniw paliwowych jest kołem zamachowym sekcji

[gicy]

dodaj do tego ogniwa z tesli, a temat się rozbuja....

[Murphy]

Jeśli tak wygląda budowa takiego silnika to wyjaśnij mi w jaki sposób jest on uruchamiany?

A w jaki sposób przekształcane jest paliwo ze zbiornika w płomień... iskra elektryczna po uprzednim otwarciu zaworów.

@Tommo

Właśnie tak, bo mi nie zależy na wygenerowaniu napędu odrzutowego a napędu elektrycznego do kół.

Z kolei gorący gaz z turbiny zostałoby użyte do ochłodzenia powietrza w intercoolerze a następnie chłodzenia samej mikro-turbiny.

Właściwie technologia przeniesienia energii kinetycznej ze sprężarki turbiny do generatora była planowana w Jaguarze CX75. Moje dodatkowa luźna koncepcja udoskonalająca mikro-turbinę polega na elektronicznej regulacji wielkości płomienia z poziomu pedału gazu kierowcy, bo w tym aspekcie należy popracować. Zatem pedał gazu sprzężony byłby elektronicznie z zaworem płomienia a przez to jego regulacja byłaby dużo precyzyjniejsza - oszczędność spalania paliwa.

[Rezor]

Trąci trollem. Jeszcze to chłodzenie IC gorącym powietrzem

[Murphy]

IC ma przekształcać gorące powietrze w chłodne (ochładzać).

[Bio]

Teraz mi chodzi o to aby ten pas przenosił energię kinetyczną podczepiony do sprężarki z przodu turbiny, z kolei następną technologią powinno być opracowanie elektronicznej regulacji wielkości płomienia poprzez pedały kierowcy, tak aby wentylator nie chodził stale z tą samą mocą obrotową przy różnych prędkościach auta czy nawet jego postoju, bo to sprawia że na dzień dzisiejszy taka turbina jest nieefektywna, niewydolna i nieekonomiczna (spalanie paliwa)

Od strony inżynieryjnej jestem debilem i ogólnie mam małą wiedzę - ale czy wszytkie te turbo silniki nie mają jednego małego, malutkiego problemu, przez który nie ma szans na taką regulację? Bezwładnośc i tym samym opóźnienie pomiędzy chęcią otrzymania mocy/obrotów a faktycznym otrzymaniem?

A w jaki sposób przekształcane jest paliwo ze zbiornika w płomień... iskra elektryczna po uprzednim otwarciu zaworów.

I tak jak wyżej. Wiedzy mi nie przybyło aaaale. Czy taki silnik najpierw nie potrzebuje kawałka energii do "rozkręcenia"? I ta ilość energii musi być olbrzymia, żeby ten silnik mógł wytworzyć ciśnienie w komorze spalania?

[Tommo]

Te silniki mają dużą wydajność są lekkie i dość kompaktowe. Sprawność cieplna leży i kwiczy.
Abrams M1 pędzony taką turbiną gazową kotłuje niewyobrażalne ilości wachy. Świat idzie w zupełnie innym kierunku rozwoju. Przyszłość takich silników jest w eksponatach muzealnych.

[Rezor]

Te silniki mają dużą wydajność są lekkie i dość kompaktowe. Sprawność cieplna leży i kwiczy.
Abrams M1 pędzony taką turbiną gazową kotłuje niewyobrażalne ilości wachy. Świat idzie w zupełnie innym kierunku rozwoju. Przyszłość takich silników jest w eksponatach muzealnych.

Szczególnie ważne jeżeli mówimy o alternatywnym źródle energii dla silnika elektrycznego. Co z tego że układ z takim silnikiem będzie 2x mniejszy i lżejszy od generatora diesla jak będzie potrzebował 3x więcej energii do wygenerowania tej samej mocy. Albo wiesz coś więcej niż my ale nie potrafisz tego sprzedać i ni cholery nie wiemy o co Ci chodzi albo właśnie doświadzcasz efektu Krugera-Dunninga

[Skiba]

Nie przesadzajmy też w drugą strone.
Aktualnie silniki przepływowe nie są już aż tak zacofane jak 60 lat temu i generatory bazujące na nich są obecnie produkowane.
Przykładowo
https://aerospace.honeywell.com/us/en/produ...-turbogenerator

GE testuje dokładnie to o czym pisze Murphy
https://blog.geaerospace.com/farnborough-ai...ude-conditions/

Raytheon również coś takiego zaprezentował teraz w Paryżu generator 1MW.
https://www.asdnews.com/news/paris-air-show...-milestone-test

[Murphy]

Od strony inżynieryjnej jestem debilem i ogólnie mam małą wiedzę - ale czy wszytkie te turbo silniki nie mają jednego małego, malutkiego problemu, przez który nie ma szans na taką regulację? Bezwładnośc i tym samym opóźnienie pomiędzy chęcią otrzymania mocy/obrotów a faktycznym otrzymaniem?

Rozwiązaniem są bardzo małe mikroturbiny, minimalna odległość między płomieniem a turbinami napędu, oraz sam układ wykonany z lekkich stopów ceramicznych, tytanu lub włókna węglowego żeby momentalnie można było rozkręcić obroty (najlepiej wszystko wykonane w jednym odlewie). Skoro i tak turbiny są nam potrzebne wyłącznie do wygenerowania prądu aniżeli odrzutu to w takim układzie może być więcej takich mikroturbin o wymiarach 10mm x 20mm

]I tak jak wyżej. Wiedzy mi nie przybyło aaaale. Czy taki silnik najpierw nie potrzebuje kawałka energii do "rozkręcenia"? I ta ilość energii musi być olbrzymia, żeby ten silnik mógł wytworzyć ciśnienie w komorze spalania?

Tyle co płomień, tu turbina musi być mała i wykonana w lekkich materiałów, patrz powyżej.





Bardziej mnie martwi jakim ogniwem będą zasilane nie tyle turbiny gazowe co ogólnie wszystkie silniki spalinowe w przyszłości.

Najbardziej wydajny jest wodór, z tym iż problem wodoru polega na tym że jest raz, na dzień dzisiejszy drogi w pozyskaniu (chyba że postawią ogromne farmy fotowoltaiczne nad oceanem), dwa, co z tego że posiada bezkonkurencyjną wartość energetyczną skoro potrzeba nie wiadomo jak bardzo ogromnego ciśnienia (na granicy bezpieczeństwa) żeby to wszystko upchać do baku, stąd bak zajmuje ogromną przestrzeń auta dodając przy tym sporej masy. Te rozwiązanie może się jedynie sprawdzić w jakiś autkach sportowych/wyczynowych, które nie potrzebują jakieś wielkiej przestrzeni pasażerskiej/bagażowej a i same musiałyby zostać diametralnie odchudzone żeby ich wydajność wzrosła, ewentualnie w transporcie cargo, lotnictwie, itp. W transporcie cywilnym to się nie sprawdzi.

Poza wodorem dużą wartością energetyczną w następnej kolejności szczyci się etanol i takie paliwo rzeczywiście byłoby możliwe do pozyskania na drodze syntetycznej z biopaliw 3 generacji (algi i glony) które w tym przypadku są 3-krotnie wydajniejsze od biopaliw 2 generacji, sęk w tym że wszystko co ma w składzie chemicznym C dostało bana od komisji europejskiej po 2035 roku, nawet jeśli te śladowe ilości CO2 udałoby się jeszcze bardziej obniżyć do mikrogram, a szkoda bo przy masowej uprawie glonów w różnorakich warunkach klimatycznych jak ich wydajności energetycznej można byłoby w końcu produkować etanol techniczny E85/E100 z dodatkiem niezdolnym do spożycia, który stanowiłby w tym momencie konkurencję dla benzyny i ON. Oczywiście budowa silnika w tym przypadku również musiałaby zostać dostosowana do nowego rodzaju paliwa jak m.in. w Koenigseggu Jesko.

[Bio]

[...]sam układ wykonany z lekkich stopów ceramicznych, tytanu lub włókna węglowego [...]

I do tego Twoje pytanie:

Czemu turbowentylator nie podbił światka motoryzacji?

No kurczę... ciekawe czemu... ciekawe czemu, takie silniki nie podbiły rynku motoryzacyjnego.

Pomyślałeś o koszcie tych lekkich materiałów? Gdzie chyba carbon będzie najtańszy z wymienionych, ale jego obróbka niekoniecznie?

[Murphy]

Kwestia tego aby części obrotowe były najlepiej jak najlżejsze, najmniejsze i najlepiej z jednego odlewu, stąd proponuje podobnie jak w przypadku silników tłokowych mamy zespół V4 tak w tym przypadku byłoby T4.

Mogę mieć jedynie nadzieję że masowa produkcja (fabryka) obniżyłaby koszta produkcji.

Tytan niestety zdaje się jest metalem ziem rzadkich, podatna na uszkodzenia ceramika odpada (chyba że szkliwiona), węgiel jest powszechny także w przypadku carbonu pozostają jedynie koszta obróbki (tutaj jakieś piece odlewowe), hmmm... może jeszcze jakiś rodzaj szkła hartowanego, gdzieś hen daleko na horyzoncie pozostaje jeszcze kwestia grafenu/stopów grafenowych.

Jest jeszcze jeden szkopuł który w takim silniku należałoby rozwiązać, a mianowicie zbędne hamowanie silnikiem przy pozycji luzu pedału gazu (toczenie się kół). Tutaj należałoby zastosować zero-jedynkową i momentalną blokadę hamulcową wentylatora turbiny elektronicznie zintegrowaną z pozycją luz-akcja owego pedału, stąd pedał gazu musiałby być dość czujny, ewentualnie jakiś przycisk na kierownicy do załączania blokady, stąd właśnie często przytaczam dlaczego elementy obrotowe winny być jak najmniejsze i najlżejsze, m.in. po to aby blokada hamulcowa mogła turbinę momentalnie zatrzymać, stąd taka blokada hamulcowa będzie tutaj elementem cięższym od samej turbiny, prócz tego wiele takich pomniejszych akcji trzeba byłoby rozwiązać ale to już drobnostka, kwestia zintegrowania elektronicznego obejmującego oprogramowanie softwarowe do zautomatyzowanego sterowania mechatronicznego turbiny.

[Tommo]

...ale to już drobnostka...

Fajnie...humor dopisuje. Trzymam kciuki, zadziw więc świat i go podbijaj

[Murphy]

Mało tego, zamiast konwencjonalnego akumulatora wykorzystałbym do systemu symboliczną butle na sprężone powietrze znaną z modelu Citroën C3 Hybrid Air jako swoisty generator elektryczny, choć nie tak rozwiniętą technologicznie jak tam, bo u mnie taka butla pełniłaby wyłącznie rolę odzysku energetycznego z hamowania (rekuperacja), ewentualnie byłaby sprężana silnikami-pompami hydraulicznymi z generatora (praca turbin), natomiast w codziennym użytku jazda na zeroemisyjnym trybie "powietrznym" działałaby do 70 km/h i zasięgu powiedzmy kilkudziesięciu kilometrów w ten sposób przesyłając prąd do silników elektrycznych, co w przyszłości pozwoliłoby korzystać z buspasów i centrów miast. Właściwie w takim aucie mogłyby być tylko dwa takie biegi - do 69 km/h "powietrzny", od 70 km/h turbinowy (załączanie turbiny zastępujący przycisk start-stop), no chyba że tryb "powietrzny" byłby oddzielnym trybem jazdy, tj. kolejne oszczędności paliwa.


Jedynie czego na chwilę obecną nie wiem to co będzie ogniwem paliwowym po 2035 roku w unii europejskiej?

[Nanab]

Nie przesadzajmy też w drugą strone.
Aktualnie silniki przepływowe nie są już aż tak zacofane jak 60 lat temu i generatory bazujące na nich są obecnie produkowane.
Przykładowo
https://aerospace.honeywell.com/us/en/produ...-turbogenerator

GE testuje dokładnie to o czym pisze Murphy
https://blog.geaerospace.com/farnborough-ai...ude-conditions/

Raytheon również coś takiego zaprezentował teraz w Paryżu generator 1MW.
https://www.asdnews.com/news/paris-air-show...-milestone-test

Jest pewna misza dla takich zastosowań- APU dla samolotów:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Auxiliary_power_unit
Ale poa samolotami takie zastosowanie po prostu nie ma sensu.

Trąci trollem.

Po ostatnich komentarzach już chyba nie ma wątpliwości