Videa
Vím, že jsi nemyslel. Myšlenka byla, že je jedno, co s těmi spalinami uděláš, protože je nepotřebuješ k reaktivnímu pohonu. Ne samozřejmě doslova, protože chceš, aby ta turbína fungovala. Tenhle aspekt jsem právě vůbec nebral v potaz (jaký by ten katalyzátor musel být, aby to fungovalo).
Platí to i pro malé turbíny nebo jen pro ty v letadlech a větší ?
Myslím, že ty menší, které by teoreticky šly použít do auta, by až tak složité být nemusely.
Myslím, že ty menší, které by teoreticky šly použít do auta, by až tak složité být nemusely.
Ano. Proto jsem nepochopil, "Palivo by se v turbíně mělo spalovat zhruba ve stechiometrickém poměru ke vzduchu. Zbytek se používá na chlazení. I u 60:1 se tedy díváš zhruba na tři čtvrtiny", jak to souviselo s chlazením používající "bleed air", který se odsává někde z přední části kompresoru, a podle toho článku je to cca 20 procent. Jediná souvislost co mě napadá, je, že stoupajícím poměrem se zvyšuje účinnost, zvyšují otáčky turbíny a tedy i množství jak celkového vzduchu, tak vzduchu odváděného do chlazení. Ale procentuálně se to nebude příliš měnit, ne? Akorát to bude pětina z 10000l nebo 15000l vzduchu, tedy 2000l nebo 3000l.
Palivo potřebuje vzduch (respektive kyslík), aby hořelo. Ne příliš, ne málo. Poměru, kdy ti nic nezbyde, máš přesně tolik kyslíku, kolik potřebuješ na dané množství uhlovodíku, se říká stechiometrický. Jak blízko musíš být, aby směs hořela, záleží. Co vím, letecký petrolej to rád hodně blízko. Spaliny se následně mísí se vzduchem, čímž dojde k jejich ochlazení, ještě než se dostanou k turbíně. Tak to chápu já. Můžeš si představit plynový hořák, kdy hořlavá směs je v těsné blízkosti hořáku a horké spaliny se následně mísí se vzduchem v místnosti.
Nevím, jaká je dnes situace. Mé znalosti jsou elementární a všichni víme, že ve studijních materiálech kolikrát zůstávají zastaralé údaje.
Nevím, jaká je dnes situace. Mé znalosti jsou elementární a všichni víme, že ve studijních materiálech kolikrát zůstávají zastaralé údaje.
Tam však píší o "bleed air". Nevím, jak se tomu říká česky. Jde vzduch stlačený kompresorem turbíny, který je odveden ven (v letadlech se používá například k přetlakování kabiny). Lopatky v sobě budou mít kanálky, kterými ten vzduch bude proudit a lopatky chladit, aby na ně mohli pustit plyny o vyšší teplotě. Jinak by se lopatky roztavily.
Pokud si myslíš, že na chlazení moc vzduchu třeba nebude, tak jsme zhruba u stechiometrického poměru, tedy na úrovni pístového motoru. Máš nějaké množství paliva, máš nějaký poměr, v kterém ho mícháš se vzduchem, máš nějakou účinnost. To určuje množství výfukových plynů. Ty nepřibydou nějakým zázrakem. 😉
Zástavbou jsem myslel, že nepotřebuješ plyny k reaktivnímu pohonu, takže za turbínu můžeš strčit něco dalšího. Vzhledem k tomu, že jsem neuvažoval fyzikální hledisko, jsem těžko mohl uvažovat, jestli by se dovnitř vůbec vešel a jak by byl těžký.
Pokud si myslíš, že na chlazení moc vzduchu třeba nebude, tak jsme zhruba u stechiometrického poměru, tedy na úrovni pístového motoru. Máš nějaké množství paliva, máš nějaký poměr, v kterém ho mícháš se vzduchem, máš nějakou účinnost. To určuje množství výfukových plynů. Ty nepřibydou nějakým zázrakem. 😉
Zástavbou jsem myslel, že nepotřebuješ plyny k reaktivnímu pohonu, takže za turbínu můžeš strčit něco dalšího. Vzhledem k tomu, že jsem neuvažoval fyzikální hledisko, jsem těžko mohl uvažovat, jestli by se dovnitř vůbec vešel a jak by byl těžký.
Palivo se vstřikuje do spalovací komory, kterých je několik typů (dokonce může být umístěná někdy i mimo soustrojí) a teprve po zapálení se spaliny dostanou na lopatkové kolo...... takže směsí se chladit nedá.
To by asi narušil, já to odhaduji, že je třeba nějaký prostor, kde může výstupní proud e😜andovat a pak už by se dal dále zpracovat. Ale třeba se mýlím.
Nejsem odborník. Stechiometrický jsem se snažil pochopit pomocí google. Nicméně, ne všechen vzduch co proteče motorem se používá na chlazení, resp. chladí, ale není řekněme dedikovaný. Ten objem, co dokáže protéct těmy chladícími kanálky bude předem daný, zřejmě se dá regulovat, ale nesouvisí s poměrem paliva a vzduchu. Ovšem možná se na to oba koukáme trochu jinak, beru motor jako celek, což jsou i ty lopatky kompresoru atd. jestli myslíš turbínu jen v té "žhavé" části, pak máš možná pravdu, to nejsem schopen posoudit, jestli se přímo chladí i tou směsí paliva se vzduchem dřív než vzplane. Jak to chápu já, z toho co si napsal.
No, taky nejsem e😜ert, koukám, že se i nějaký ten vzduch se použije k chlazení, ok.
Nemyslel jsem reaktivní pohon, myslel jsem narušení tlakových poměrů spalin, laicky, že přiucpaný výfuk katalyzátorem by mohl narušit celou funkci turbíny.
Nemyslel jsem reaktivní pohon, myslel jsem narušení tlakových poměrů spalin, laicky, že přiucpaný výfuk katalyzátorem by mohl narušit celou funkci turbíny.
Palivo by se v turbíně mělo spalovat zhruba ve stechiometrickém poměru ke vzduchu. Zbytek se používá na chlazení. I u 60:1 se tedy díváš zhruba na tři čtvrtiny.
V tom odkazu co jsem dal výše zmiňují 20 procent. Ale to je letecký motor. U těch "mikro" turbín bude zřejmě chlazení řešeno nějak jednodušeji, ale jestli to je výrazně méně, pokud jde o objem, nebo taky kolem těch 20ti, to nevím. Pořád to nic nemění na tom, že celkový objem co tím proteče by byl velký a také ty plyny musí někde e😜andovat. No právě z hlediska zástavby bych viděl problém, myslím toho výfukového systému, ne turbíny. Zejména pak u něčeho jako je supersport, kde je málo místa a řeší se aerodynamika a hmotnost.
Jednak by ti 60:1 směs nehořela a pak bys turbínu zničil, kdybys použil všechen vzduch ke spalování - spaliny mají příliš vysokou teplotu.
Je pravda, že jsem možná přestřelil. Vzal jsem to čistě z hlediska zástavby, kdy jsem nepočítal s tím, že bys to auto chtěl pohánět reaktivně (proudem výfukových plynů). Takže by bylo jedno, že je ve výfukovém potrubí něco dalšího a spaliny jsou dál zpracovávány. Nedíval jsem se na to z fyzikálního hlediska. Myslím si, že katalyzátor by měl jít vyřešit, ale filtr pevných částic by zřejmě byl větší oříšek. To bych se na to musel blíž podívat.
Je pravda, že jsem možná přestřelil. Vzal jsem to čistě z hlediska zástavby, kdy jsem nepočítal s tím, že bys to auto chtěl pohánět reaktivně (proudem výfukových plynů). Takže by bylo jedno, že je ve výfukovém potrubí něco dalšího a spaliny jsou dál zpracovávány. Nedíval jsem se na to z fyzikálního hlediska. Myslím si, že katalyzátor by měl jít vyřešit, ale filtr pevných částic by zřejmě byl větší oříšek. To bych se na to musel blíž podívat.
[odkaz] Lopatky a některé části turbíny ano. U moderních motorů je to údajně 20 procent z objemu vstupujícího vzduchu, Ložiska se vzduchem nechladí, ale to asi netřeba zmiňovat. Ad katalyzátor, ano, to jsem výše měl na mysli, objem, a tedy velikost a hmotnost by byl enormní (k poměru osobního auta).
Na chlazení ??? Na jaké chlazení ???
Mám za to, že veškerý vzduch, co do turbíny vstoupí, je turbokompresorem stlačen, pokračuje do spalovací komory, kde se do něj vstřikuje palivo, z této otevřené komory pokračují již spaliny s o něco vyšším tlakem na lopatky turbínového kola, které roztáčí. Energie paliva je ve formě jednak kroutícího momentu na hřídeli (částečně odebíraného i pro pohon turbokompresoru) a jednak ve formě kinetické a tepelné energie spalin, která není úplně zanedbatelná. Nikde žádný vzduch na chlazení.
Nedovedu si představit spalovací turbínu s katalyzátorem. Aby neovlivnil tok spalin, čímž by měl negativní vliv na celý chod tohoto procesu, musel by, podle mě, být velký jako ........ jako.........jako kráva. (V poměru, dejme tomu, ke katalyzátoru pístového motoru odpovídajícího výkonu.)
Mám za to, že veškerý vzduch, co do turbíny vstoupí, je turbokompresorem stlačen, pokračuje do spalovací komory, kde se do něj vstřikuje palivo, z této otevřené komory pokračují již spaliny s o něco vyšším tlakem na lopatky turbínového kola, které roztáčí. Energie paliva je ve formě jednak kroutícího momentu na hřídeli (částečně odebíraného i pro pohon turbokompresoru) a jednak ve formě kinetické a tepelné energie spalin, která není úplně zanedbatelná. Nikde žádný vzduch na chlazení.
Nedovedu si představit spalovací turbínu s katalyzátorem. Aby neovlivnil tok spalin, čímž by měl negativní vliv na celý chod tohoto procesu, musel by, podle mě, být velký jako ........ jako.........jako kráva. (V poměru, dejme tomu, ke katalyzátoru pístového motoru odpovídajícího výkonu.)
Nejsem e😜ert na turbíny, nicméně turbíny spotřebují hodně vzduchu na chlazení. Kolik, záleží na turbíně. Poměr vzduchu k palivu může být 60:1, ale i 200:1. Dobré řešení pro tuhle aplikaci nemusí být na trhu. V automobilovém světě bych se asi jako první podíval na katalyzátor, který používá Koenigsegg.
Našel jsem jen údaje na wikipedii a tam uváděná čísla jsou trochu zmatečná, aspoň pro mě. Kolik by takový katalyzátor vážil a jaký by musel mít objem, množství plynu které by musel protéct je u turbíny asi mnohonásobně vyšší než u pístového motoru, předpokládám.
Není ten krouťák 881 Nm nějaké hausnumero ?
246 kW při 57500 ot./min znamená moment jen cca 40 Nm, což je poněkud méně ;-\
246 kW při 57500 ot./min znamená moment jen cca 40 Nm, což je poněkud méně ;-\
Jen pro doplnění uvedu, že v letectví a dokonce i v leteckém modelářství se spalovací turbíny používají zcela běžně a některé se vyrábějí, myslím, dokonce i v ČR.
Objem výroby není problém. Jak jsem napsal, problém je účinnost a cena (včetně nákladů na provoz). Kdybys to mínil jako raritu (pár kusů), tak tyhle dva problémy tak velké nebudou.
Další problém je, že u turbín typicky pro údržbu hraje velkou roli počet cyklů. Což není zrovna ideální pro hybridní systém. Buď bys musel přijít s turbínou, která je nejen účinná, ale také jí nevadí tepelné cykly (respektive jich zvládne dost na to, aby přežila plánovaný život - a tohle nebude levná komponenta k výměně), nebo bys musel mít velkou kapacitu pro ukládání elektrické energie, aby nemusela tak často startovat (nabíjení ze zásuvky by pak také pomohlo a dokonce by turbína mohla být prakticky zbytečná).
Tak v autě bys mohl mít za turbínou katalyzátor, případně i filtr pevných částic, pokud by to bylo nutné.
Máš pravdu, že nahodit turbínu abys ujel pár set metrů, pak ji zase vypnout, aby si stihl vzít v obchodě vedle i pivo a rohlíky, na to by to nebylo. A nepomohlo by asi ani hybridní řešení, snad jedině, že by si mohl manuálně nastavit, aby turbína vůbec nenaskočila ani při překročení určité rychlosti, což by jinak dělala.
Já to nenapsal dobře, resp. vynechal jsem, že mám na mysli výrobu aspoň v malé, mnohadesítkové až několikasetné sérii, postavit dvě, tři auta za nehorázné peníze by asi šlo.
Není pravda, že by to nikomu nevadilo, tedy v první řadě u dopravních letadel. Limity na to jsou a co se skleníkových plynů týče, pro letecké dopravce platí povolenky jako pro ostatní. Motory dopravních letadel však musí podávat velký výkon, pístový motor by byl ohromný a hodně těžký, navíc to už nejsou zrovna malé turbíny a už vůbec nejsou levné. Startování je s FADEC sranda, ale ano, start trvá déle. Zvukově je však zajímavý. 😄
Pro běžný provoz není takové řešení úplně vhodné zejména proto, že turbína je svým charakterem blízká stacionárním agregátům. Tím myslím, že pracuje nejlépe pouze v jednom režimu otáček, takže skočit do káry a popojet do trafiky pro cigára 500 metrů, přes dvě křižovatky a tři přechody, dost dobře nejde. Procedura startování je obtížnější resp. zdlouhavější než u pístových motorů, potom je zde i přes nízké požadavky na kvalitu paliva otázka vyšší spotřeby(edit-jak píše MT- tedy menší účinnost) a hlavně dnes tolik sledované emise. U letadel a vrtulníků to sice nikomu nevadí, ale auta si takový luxus už desítky let dovolit nemohou.
(Ale úplnej e😜ert přes turbíny zase nejsem.)
(Ale úplnej e😜ert přes turbíny zase nejsem.)
Turbogenerátory, jak se těmto strojům říká, nejsou nic nového. Problém je, že malé turbíny nejsou tak efektivní. A ve většině aut výhody spalovací turbíny (nízká hmotnost a malé rozměry vzhledem k výkonu) nevyváží menší účinnost. O ceně nemluvě.
Postavit by to tedy určitě šlo, ale jestli by takový produkt měl šanci na komerční úspěch, je jiná otázka.
Postavit by to tedy určitě šlo, ale jestli by takový produkt měl šanci na komerční úspěch, je jiná otázka.
Já přesně nevím, proč to Jaguar odpískal, ale myslím, že říkali, že ty turbíny ještě nejsou dovedeny do fáze, kdy by byly spolehlivě provozovatelné v praxi. Ono to funkční bylo, nutno dodat, že to byly "mikro" turbíny, nikoliv již vyvinuté letecké nebo průmyslové modely. Tedy měly by být vhodnější pro provoz v osobním vozidle a v normálním provozu. U těch leteckých je většinou problém také s teplotou výstupních plynů, nejde to foukat za auto atp. Neznám pravidla, jestli by to nespadalo do kategorie hybridů, pokud ne, je to škoda, na vytrvalostních závodech by to bylo oživení. Ale třeba se dočkáme, kdo ví, co chystá takové Porsche nebo Audi, u nich by zázemí bylo. Každopádně Hownet TX je skvělý úspěch s ohledem na jeho původ.
Úroveň současných technických možností by už funkční turbíno-elektrický agregát i dovolila vyrobit, za předpokladu dostatečných finančních prostředků.
Kdo by se tím ale zabýval, když to závodit nesmí a pro běžný provoz to je nevhodné až nepoužitelné řešení.
Kdo by se tím ale zabýval, když to závodit nesmí a pro běžný provoz to je nevhodné až nepoužitelné řešení.
... a pro mě novinka. Regulace výkonu při mechanickém přenosu je opravdu problematická. Musí tam být redukce, jestli to má 65 tis. otáček na té výstupní hřídeli. Bez běžného řazení to bude komplikované na řízení, moc pružně to reagovat asi nebude umět. Turbíno-elektrický agregát by byl super, ale asi opravdu mimo možnosti současné výroby. Mrzí mě, že to byl zrovna Jaguar, kdo to ověřoval a následně ani nezúročil v podobě modelu s klasickým pohonem.
Další vývoj pohonné jednotky s použitím spalovací turbíny zastavily technické předpisy, které je posléze zakázaly. Pro svůj specifický charakter výkonu a obtížnou regulaci byla tehdy větší šance úspěchu na oválech typu 500 mil Indy ( závod pokud možno bez safety car fáze) než na členitějších okruzích formule 1. A to ani nemluvím o Monacu.
Paradoxně si dnes dovedu představit v závodním voze formule 1 spalovací turbínu, pokud by to ovšem dovolovaly předpisy. Spolu se současnými technologiemi MGU-K a MGU-H, s úložištěm energie a elektronikou. Možná snad i nejlépe bez přímé vazby turbína - kola, tedy s pohonem elektromotorem. Nedokážu však ani odhadnout spotřebu agregátu s odpovídajícími výkonovými parametry.
( Jinak na Howmetu TX z videa použili zadní světla z Ford Cortina Mk 1. 😄 )