Лин, блин!

[Сергей]

Из области паровых многоступенчатых турбин - в корпусе турбины чередуются направляющие аппараты(ННА), неподвижные относительно корпуса (в виде диафрагм с лопатками), и подвижные связанные с ротором диски с лопатками. У активных турбин давление пара в направляющих аппаратах преобразуется в скорость пара, на подвижных лопатках пар разворачивается в противоположном направлении и имеет скорость окружную относительно неподвижных лопаток близкую к нулю. На следующей паре процесс повторяется и т.д. Проходные сечения увеличиваются по мере срабатывания давления. Таким образом у активной турбины перепад давления на ННА, соответственно требования по прочности к диафрагмам и уплотнениям для ограничения перетекания пара в зазор между валом турбины и ННА. У реактивной турбины - на ННА только смена направления движения пара, а разгон на подвижных лопатках, соответственно большие осевые нагрузки на упорные подшипники. На практике сочетают активный принцип с некоторой долей реактивности. Для вспомогательных турбин , где не важен КПД, применяют двухступенчатую активную турбину , так называемый диск Кертиса - два ряда лопаток на одном диске, между ними один ряд ННА.

[Vladimir Kukhtarov]

    Мощность, развиваемая  турбиной  ДВС  зависит  от   мощности  развиваемой  самим  ДВС.   Как  правило  это   несколько  процентов,  не  более 10%.
  Но  у  нас  другая  задача.   Подобрать   существующие  турбины от  ДВС  для  приводов  насосов   ЖК  и  керосина.  Существующие  вспомогательные   насосы  от  ТНА  РД107  (перекиси  и  жид. азота)  имеют следующие характеристики  : Насос Н2О2 -давление на выходе -8,03 МПа, расход - 8,8 кг/с,  18100 об/мин;  Насос  жидкого N2-  давление на выходе - 3,82 МПа,  расход  - 1,75 кг/с,  18100 об/мин.   Суммарная  мощность для привода этих насосов примерно 5% от общ.  мощности  ТНА (3827 кВт), т. е. примерно 190 кВт.(260 л.с.).   Для рулевой КС от РД 107 тягой 3,2 тс (32кН) и давлением  в камере 5,4 МПа.  необходима  подача ЖК  8,55 кг/с  и  керосина  4,15 кг/с.
  Если  дооборудовать  насосы Н2О2  (подшипники, уплотнения, смазка), то  их  можно применить для  КС "рулевика". С необходимыми  расходами  и   давлением на  выходе с насосов,   турбины ДВС будут  работать  в  форсированном   режиме.   Но всего 2 - 3 минуты  +  кратковременные  отработки  на стенде. 

[Вернер П.]

Vladimir Kukhtarov пишет:
Ноунасдругаязадача. Подобрать существующиетурбины отДВСдляприводовнасосов ЖКикеросина.

Чтобы подбирать, надо как минимум знать мощность и обороты турбины.
Мощность турбины ДВС ни разу на глаза не попадалась. Какую мощность от них можно ожидать?
Например, какова мощность турбины турбодизеля в 200 кВт? 
(Ответ на глазок 10% конечно не подходит)

[Валерий Жилинский]

Плейшнер пишет:

Vladimir Kukhtarov пишет:
Ноунасдругаязадача. Подобрать существующиетурбины отДВСдляприводовнасосов ЖКикеросина.

Чтобы подбирать, надо как минимум знать мощность и обороты турбины.
Мощность турбины ДВС ни разу на глаза не попадалась. Какую мощность от них можно ожидать?
Например, какова мощность турбины турбодизеля в 200 кВт?
(Ответ на глазок 10% конечно не подходит)

Максимальная подача турбонагнетателей (в килограмм/сек) указана в технических данных по ссылкам, эта величина жёстко коррелирует с мощностью насоса, а с учётом КПД насоса (тоже есть в данных) и с мощностью турбины. Я после работы уже пиво пью, так что сегодня считать не буду, но желающие могут легко вывести переводной коэффициент.
   
Там же в данных есть обороты ротора турбины.

[avmich]

Валерий Жилинский пишет:
Взорвался двигатель на перекиси, иш эта опасность с ней будет всегда. Добиься получениястабильныхи качественных материалов Лин не сможет, не имея возможностей Роскосмоса.
 
С другой стороны для его нанолончера с движком на четыре тонны есть турбины, которые можно использовать для привода насосов. Но насосы придётся делать, судя по предложениям механической обработки это реально заказать за вменяемые деньги.
 
Только не надозавязываться на Роскосмос.

Не согласен, Валерий. Взорваться может любой ЖРД, в этом смысле перекись не хуже и не лучше. Что касается чистоты перекиси - если вдруг интересно - то особенность перекиси такова, что многие примеси катализируют её разложение, поэтому при производстве приходится эти примеси устранять достаточно качественно. Остаются только стабилизирующие присадки. Дальше, если понадобится, всегда есть варианты очистки - как спаржинг, так и, особенно для концентрированных растворов, вымораживание - последний способ даже - относительно - безопасный. Поэтому я бы не сказал, что не удастся получить стабильную и качественную перекись.

Если делать насосы, то необязательно делать ТНА. Есть и другие схемы, которые могут оказаться проще.

[Валерий Жилинский]

Vladimir Kukhtarov пишет:
 Но у нас другая задача. Подобрать существующие турбины от ДВС для приводов насосов ЖК и керосина. Существующие вспомогательные насосы от ТНА РД107 (перекиси и жид. азота) имеют следующие характеристики : Насос Н2О2 -давление на выходе -8,03 МПа, расход - 8,8 кг/с, 18100 об/мин; Насос жидкого N2- давление на выходе - 3,82 МПа, расход - 1,75 кг/с, 18100 об/мин. Суммарная мощность для привода этих насосов примерно 5% от общ. мощности ТНА (3827 кВт), т. е. примерно 190 кВт.(260 л.с.). Для рулевой КС от РД 107 тягой 3,2 тс (32кН) и давлением в камере 5,4 МПа. необходима подача ЖК 8,55 кг/с и керосина 4,15 кг/с.
 Если дооборудовать насосы Н2О2 (подшипники, уплотнения, смазка), то их можно применить для КС "рулевика". С необходимыми расходами и давлением на выходе с насосов, турбины ДВС будут работать в форсированном режиме. Но всего 2 - 3 минуты + кратковременные отработки на стенде.

Я боюсь, что у стартапов типа Лин Индастрил доступа к этим насосам и рулевым камерам РД-107 может и не быть, либо за всё это потребуют совершенно невменяемые деньги.
 
Им может оказаться проще заказать и сделать эти насосы вообще с нуля, но не предприятиях Роскосмоса.
   
З.Ы.
Для дооборудования системы, вероятно, придётся строить свой маслонасос для смазки турбины. Его можно сделать из мотоциклетного маслонасоса и электродвигателя, мощность и время работы небольшие, пэтому двигатель и батарея будут не тяжёлыми.

[Валерий Жилинский]

avmich пишет:
Не согласен, Валерий. Взорваться может любой ЖРД, в этом смысле перекись не хуже и не лучше. Что касается чистоты перекиси - если вдруг интересно - то особенность перекиси такова, что многие примеси катализируют её разложение, поэтому при производстве приходится эти примеси устранять достаточно качественно. Остаются только стабилизирующие присадки. Дальше, если понадобится, всегда есть варианты очистки - как спаржинг, так и, особенно для концентрированных растворов, вымораживание - последний способ даже - относительно - безопасный. Поэтому я бы не сказал, что не удастся получить стабильную и качественную перекись.

Я понимаю, что перекись будет достаточно чистая, я боюсь что у стартапов, типа Лин Индастрил, не будет доступа к стабильным поставкам материалов и расходников, небольшая примесь в припоё или флюсе, которыми паялась трубка - и перекись начнёт разлагаться, а с нагревом разложение только усилится. А трубки эти придётся делать для каждой ракеты снова.

avmich пишет:
Если делать насосы, то необязательно делать ТНА. Есть и другие схемы, которые могут оказаться проще.

Согласен, но ребята правильно говорят о массе батареи и электромотора. Я, например, первоначально предлагал переделать двигатель от мотоцикла, но поддержки идея не нашла. Для такого двигателя потребуется довольно глубокая переделка, но это не турбина.
 
А потом нашлись данные по автомобильным ТНА, и похоже, что турбины от них вполне подходят для нас. Но придётся делать насосы, прежде всего криогенный насос жидкого кислорода.

[Комодский Варан]

avmich пишет: 
Взорваться может любой ЖРД, в этом смысле перекись не хуже и не лучше.

Перекись хуже. Ещё раз:

На основе покадрового анализа видео можно выдвинуть следующую версию - проблемы с огневым днищем и форсуночной головкой. Искры и всполохи в струе – попадание катализатора в камеру сгорания (возможно, размытие гранул или повреждение огневого днища)/попадание в камеру элементов днища и форсуночных головок или нештатная подача керосина. Вспышки под двигателем, а затем пожар – вероятно из-за несгоревшего в камере керосина (впрочем, выглядит эта версия довольно сомнительно). Огневое днище (нижнее днище катализаторного пакета) держалось на резьбовом соединении – соплах форсунок керосина. При повышении температуры соединение могло не выдержать давления внутри катализаторного пакета. Днище было выбито и заткнуло критику.

Простой ЖРД на паре азотка/скипидар не нуждается в катализаторе и не уступает по УИ паре перекись/керосин.
Перекись перспективна для больших компаний или гос. корпораций по космической деятельности. Для стартапов - только азотка или ЖК.

[Вернер П.]

Валерий Жилинский пишет:

Плейшнер пишет:

Vladimir Kukhtarov пишет:
Ноунасдругаязадача. Подобрать существующиетурбины отДВСдляприводовнасосов ЖКикеросина.

Чтобы подбирать, надо как минимум знать мощность и обороты турбины.
Мощность турбины ДВС ни разу на глаза не попадалась. Какую мощность от них можно ожидать?
Например, какова мощность турбины турбодизеля в 200 кВт?
(Ответ на глазок 10% конечно не подходит)

Максимальная подача турбонагнетателей (в килограмм/сек) указана в технических данных по ссылкам, эта величина жёстко коррелирует с мощностью насоса, а с учётом КПД насоса (тоже есть в данных) и с мощностью турбины. Я после работы уже пиво пью, так что сегодня считать не буду, но желающие могут легко вывести переводной коэффициент.

Да у Вас и без пива ничего  не получится посчитать по таким исходным. Помимо расхода и к.п.д. для расчета мощности насоса нужно знать еще напор

[Leonar]

Leonar пишет:

Плейшнер пишет:

Vladimir Kukhtarov пишет:
Хорошо,с турбинамиразобрались.

Так какую же мощность имеют турбины автомобильных двигателей?

http://www.reaa.ru/yabbfilesB/Attachments/Raschet_centrobezhnogo_kompressora_i_turbiny.doc
Упрощеный расчет турбокомпрессора

с учетом равенства мощностей компрессора и турбины и зная расход на компрессоре можно посчитать мощность турбины?

[Vladimir Kukhtarov]

  Уважаемые  форумчане,   я  не  пишу  про абстрактные  "рулевики" от  РД107  и  насосы перекиси  от  ТНА  РД 107.   Они   есть   в   наличие  б/у.   Конечно, они  не  пойдут  на  летающую   ступень,  а   для  стенда  (после доработки),  думаю,  подойдут. Стенд  частично  сделан  (на  вытеснение гелием ВД) из  40 литр.  баллонов  ВД        Хотел послать  фото,  но  они  почему то не  загружаются.

[Вернер П.]

Leonar пишет:
с учетом равенства мощностей компрессора и турбины и зная расход на компрессоре можно посчитать мощность турбины?

Да, в Ваших данных есть степень повышения давления, Пк=2. Можно считать.
У последнего, самого мощного двигателя, по моим расчетам потребная мощность насоса получилась 30 кВт

[Barsik]

Комодский Варан пишет:
Простой ЖРД на паре азотка/скипидар не нуждается в катализаторе и не уступает по УИ паре перекись/керосин.
Перекись перспективна для больших компаний или гос. корпораций по космической деятельности. Для стартапов - только азотка или ЖК.

    
     При использовании перекиси водорода и отдельной камеры с катализатором легко организовать надежное смесеобразование в ЖДР МТ. Азотная кислота потребует множество центробежных форсунок.
     У скипидара тоже есть минусы. При длительном хранении  он осмаливается, возможно из-за этого он и не нашел широкого применения в ракетной технике.

[Leonar]

чтот мысля приходит, что для стартаов, если связываться с жк...
то, думается, что надо брать быка за я горога и в качесте горючего брать спг     
криогеника однофигственна почти...
золы всякой и сажи в трактах не должно быть...  

[avmich]

Barsik пишет:

Комодский Варан пишет:
Простой ЖРД на паре азотка/скипидар не нуждается в катализаторе и не уступает по УИ паре перекись/керосин.
Перекись перспективна для больших компаний или гос. корпораций по космической деятельности. Для стартапов - только азотка или ЖК.

При использовании перекиси водорода и отдельной камеры с катализатором легко организовать надежное смесеобразование в ЖДР МТ. Азотная кислота потребует множество центробежных форсунок.
 У скипидара тоже есть минусы. При длительном хранении он осмаливается, возможно из-за этого он и не нашел широкого применения в ракетной технике.

Каждый, безусловно, решает сам. Для меня минусы токсичности паров АК, особенности скипидара (токсичность, стоимость, хранение), снижение качества рабочего процесса в камере (Ж-Ж против Ж-Г для парогаза с углеводородным топливом), невозможность использования как однокомпонентного топлива с пониженными нагрузками (в том числе и для ГГ - для насосов или для наддува), меньшие способности к регенеративному охлаждению и - в том числе - практически большая цена разработки - перевешивают плюсы хранения и невзрывоопасности.

[Валерий Жилинский]

Leonar пишет:
чтот мысля приходит, что для стартаов, если связываться с жк...
то, думается, что надо брать быка за я горога и в качесте горючего брать спг    
криогеника однофигственна почти...
золы всякой и сажи в трактах не должно быть...    

И с наддувом компонентами топлива
 
Тут может возникнуть проблема с доступностью СПГ, особенно в первое время, на малых объёмах. Ну и насос горючего тоже криогенный, а у нас проблема даже сделать редуктор отбора мощности.

[Валерий Жилинский]

Плейшнер пишет:

Leonar пишет:
с учетом равенства мощностей компрессора и турбины и зная расход на компрессоре можно посчитать мощность турбины?

Да, в Ваших данных есть степень повышения давления, Пк=2. Можно считать.
У последнего, самого мощного двигателя, по моим расчетам потребная мощность насоса получилась 30 кВт

Вот и у меня тоже, по самым примитивным прикидкам мощность самого мощного из этих нагнетателей получилась порядка 30 киловатт. Сорри, действительно, степень повышения давления я брал из других ссылок. Кстати, у ТКР-9 из этой таблички есть брат-близнец Турбокомпрессор К-36 8701 (12.1118010), 122.1118010 подаваемый как аналог, у него в данных подача воздуха до 0,55 кг/сек К сожалению пока я не видел более полных данных для него.

[Leonar]

Валерий Жилинский пишет:
Ну и насос горючего тоже криогенный

а он ничем не отличается, и даже безопаснее насоса окислителя...

Валерий Жилинский пишет:
у нас проблема даже сделать редуктор отбора мощности.

а можно и турбинкой маненькой апосля большой последовательно... вращать ваш маслонасос...
проблема  будет все наше хозяйство запустить...
раскрутить турбину, чтоб она закрутила насосы, чтоб те закачали в газогенератор компоненты, потом все это зажечь...

[Валерий Жилинский]

Leonar пишет:

Валерий Жилинский пишет:
Ну и насос горючего тоже криогенный

а он ничем не отличается, и даже безопаснее насоса окислителя...

Валерий Жилинский пишет:
у нас проблема даже сделать редуктор отбора мощности.

а можно и турбинкой маненькой апосля большой последовательно... вращать ваш маслонасос...
проблема будет все наше хозяйство запустить...    
раскрутить турбину, чтоб она закрутила насосы, чтоб те закачали в газогенератор компоненты, потом все это зажечь...

"Турбинку маленькую" тоже делать придётся, а мотор-редуктор можно просто купить.
   
Если делать отдельный газогенератор на отдельном топливе (разведённый, для снижения температуры горения, спирт) то раскрутить турбину не проблема, спирт можно зажечь искрой.

[Not]

Leonar пишет:
а можно и турбинкой маненькой апосля большой последовательно... вращать ваш маслонасос...
проблема будет все наше хозяйство запустить...    
раскрутить турбину, чтоб она закрутила насосы, чтоб те закачали в газогенератор компоненты, потом все это зажечь...

Проблема будет с масляным шлангом для этой антилопы