ГТУ на базе дискового компрессора/турбины(турбина Н.Тесла)

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Предлагается ГТД на базе дисковых компрессора/турбины(турбина Н. Тесла).

На принципиальной схеме(вариант ТРД) цветом обозначены:
Синим  - корпус с выполненными в нём входными и выходными(сопло) каналами;
Зелёным - Вал с насаженными на него/выполненными с ним заодно дисками рабочего колеса(РК). В лобовом(левом на схеме) диске РК также выполнены входные каналы, аналогичные, или отличающиеся, входным каналам на корпусе. Диски могут иметь выполненные на них выступы, углубления перемычки или их комбинации для увеличения смоченной поверхности, направления потока, вихреобразования и т.д.;
Чёрным - подшипники вала;
Красным - топливные форсунки/камеры сгорания(КС);
Цветными стрелками показан ток газа. Цвет стрелок указывает на его температуру.

Системы смазки, охлаждения, топливоподачи и зажигания, лопатки направляющих и спрямляющих аппаратов, устройство забора воздуха(лемниската) и т.д. условно не показаны.

Как это работает:
Воздух попадает во входные каналы корпуса. Перемычки между каналами могут быть выполнены в виде лопаток ВНА. Лопатки могут быть выполнены поворотными, для управления/оптимизации угла входа воздуха во входные каналы РК.
Из каналов корпуса воздух попадает во входные каналы лобового диска. Перемычки между каналами также могут быть выполнены в виде лопаток. Лопатки могут быть выполнены поворотными(самоустанавливающимися).
Далее воздух попадает в междисковый канал и под действием вращения дисков, в силу вязкостного трения, начинает перемещаться к периферии РК, сжимаясь под действием центробежных сил.
На некотором радиусе от центра дисков РК в поток впрыскивается топливо из форсунок установленных на одном или обеих дисках. Форсунки/КС могут быть размещены в междисковых перемычках(при их наличии).
Топливо-воздушная смесь поджигается, температура, и скорость газа существенно возрастают и газ продолжает своё перемещение к периферии РК уже отдавая ему свою кинетическую энергию и приводя его во вращение. По мере продвижения потока к периферии поля скоростей, температур и давлений в нём выравниваются, и к выходному каналу корпуса подходит уже однородный поток. Таким образом РК выполняет сразу функции компрессора(на участке до форсунок/КС), КС, камеры смешения и турбины.
В выходном канале корпуса происходит преобразование остаточной температуры, давления в скоростной напор, после чего газ через сопло выбрасывается в окружающую среду создавая реактивную тягу. В выходном канале могут быть выполнены перемычки, выполняющие роль лопаток спрямляющего аппарата. Лопатки могут быть выполнены поворотными.

Возможен вариант направления газа из выходного канала в турбокомпрессор, нагнетающий воздух на вход двигателя, и/или преобразующего энергию газа в механическую энергию. Возможен вариант направления газа на тыльную/правую поверхность правого диска РК, выполняющего в этом случае функцию второй ступени центростремительной дисковой турбины. Возможна установка одного, или нескольких дополнительных дисков за правым диском изображенного РК, выполняющих ту же роль, т.е. полный аналог турбины Тесла. Возможна установка традиционной, центростремительной турбины на одном валу с предлагаемой и т.д. В этом случае двигатель становиться аналогом ТВД и подобных.

Несколько дополнительных соображений. С ростом температуры вязкость газов увеличивается(в отличии от жидкостей), что ведёт к повышению КПД дискового компрессора/турбины. С ростом температуры растёт местная скорость звука, что повышает порог допустимых угловых скоростей/частот вращения РК. На периферийных поверхностях дисков РК и/или сопряжённых с ними элементах  могут быть выполнены лабиринтные уплотнения. Смазка/охлаждение/топливоподача могут быть выполнены через каналы в валу/дисках.

Вот как-то так. Мысли?
 

Вложения

pkr

А мне летать охота!
Откуда
Киев
Деловой подход.
Но если вспомнить турбину Тесла то:
Работа затрачивается - движение тела от центра к периферии
Работа "выделяется" - движение тела от периферии к центру.

Вопрос. Будет ли Работа после форсунок (т.к тело движется на периферию)
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Вопрос. Будет ли Работа после форсунок (т.к тело движется на периферию)
А куда ж она денется?  ;) К телу подведена энергия(сожжено топливо) поток уже имеет определённое направление, массу и скорость. В силу инерции он будет стремиться сохранить напраление движения. Получится, что до форсунок диск работает как ЦБ-компрессор, а после - как ЦБ-турбина(такие тоже есть, хотя и редки).
ИМХУ.
 
Работать будет. Расширение газа будет ограничено скоростью горения в коротком канале, плюс Пк до 5. КПД посему низкий.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Работать будет. Расширение газа будет ограничено скоростью горения в коротком канале, плюс Пк до 5. КПД посему низкий.
Это ессно, но никто за рекордами и не гнался(я немного в курсе теории). Вся задумка в получении простого, дешёвого ГТД, за счёт отказа от технологически сложных деталей типа РК "нормального" ГТД. Тут же уровень мастерской "Металлоремонт"(токарка, фрезеровка, сверление, сварка). А параметры вполне сопоставимы с простыми одноступенчатыми ГТД. Если даже и не для авиации, то для дачи/котеджа в качестве когенерационной установки(электро+теплогенератор) вполне пойдёт. Конкурент "Капстону". ;) Инвесторы, ау!!! ;D
 
N

NZYK_om

Попытайся построить треугольники скоростей "турбины"...
Ухожу "в подвал".
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Попытайся построить треугольники скоростей "турбины"
Можно конечно попробовать(хотя бы в первый раз), но есть контр-аргумент "в кустах"(как рояль). Дело в том что скоростью можно рулить с помощью геометрии РК, например сужая или расширяя зазор между дисками в нужных местах. К примеру на схеме приведённой в посте №1 после форсунок сечение канала может стать расширяющимся/сужающимся(с помощью придания прямой или обратной конусности поверхностям дисков).
Но треугольники я построить попробую, хотя в своих силах и сомневаюсь.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Согласен , представлен фрагмент установки , нет полного чертежа!
Может ещё и в ЕСКД? С размерами и пр., "бери и делай"?! Братцы и(буде таковые имеются) сестрицы! Я это меньше суток назад "родил"! И я ни разу не гений. Потому выложил, давайте обсуждать.
 
а после - как ЦБ-турбина
Не будет , это только компрессор ,таким и останется,но можно направить поток на периферии касательно к дискам, с помощью лопаток на дисках !  :IMHO

http://www.norrisvent.ru/ShowNodeNID25.html - лопатки типпо ! ;)

Вот возможно работоспособный вариант ;) при расположении КС-сопло на концах трубок. :-?
 

Вложения

N

NZYK_om

Потому выложил, давайте обсуждать. 
Слава, извини, но есть вещи, которые не только обсуждать, но и выкладывать не стОит...
Найди в своём проекте турбину Тесла. Для помощи - рисунок

ЗЫ: лучше объединитесь всем миром и сосредоточьтесь на проекте http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1388865172 - будет Вам счастье практическое, а не теоретические изыски...
 

Вложения

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
но можно направить поток на периферии касательно к дискам, с помощью лопаток на дисках !  
Вот же блин! Ну читайте ВНИМАТЕЛЬНО:

Зелёным - Вал с насаженными на него/выполненными с ним заодно дисками рабочего колеса(РК). В лобовом(левом на схеме) диске РК также выполнены входные каналы, аналогичные, или отличающиеся, входным каналам на корпусе. Диски могут иметь выполненные на них выступы, углубления [highlight]перемычки[/highlight] или их комбинации для увеличения смоченной поверхности, [highlight]направления потока[/highlight], вихреобразования и т.д.;
Также, нигде мной не написано, на каком расстоянии располагаются форсунки и т.д. Т.о. предполагается, что там где надо/захочется/выгодно.

Найди в своём проекте турбину Тесла. Для помощи - рисунок
Спасибо, Юрмй, я в курсе. В моём "проекте" турбина Теслы оговоренна в последних строках, а также в предыдущем ответе Вам. Хотя slav и отрицает возможность ЦБ-турбин(и я отчасти с ним согласен), но теоритическую возможность их(в моём случае) я, ИМХУ, обосновал(горение прямо в канале, его возможное сужение/расширение=игра скоростью/давлением потока именно на этом участе, возможность установки междисковых направляюших лопаток и пр.). Не согласны? Я не претендую.
По поводу ссылки на тему. Я только за, но от меня немного проку(далеко, денег нет, знаний небогато). Разве что морально поддержать. Все мои прожекты направленны на поиск более дешёвой альтернативы, если хотите - более гаражной. В т.ч. и данный топик. Как и безкомпрессорный ГТД импульсного типа с циклом Ленуара, большинство деталей ротора которого можно изваять из труб. Параметры оного тоже(по салфеточным расчётам) сопоставимы с одноступенчатыми простыми ГТД традиционной схемы.
 

летавший, как то раз)))...

Я строю конвертоплан, люблю летать!
а после - как ЦБ-турбина
Не будет , это только компрессор ,таким и останется,но можно направить поток на периферии касательно к дискам, с помощью лопаток на дисках !  :IMHO

http://www.norrisvent.ru/ShowNodeNID25.html - лопатки типпо ! ;)

Вот возможно работоспособный вариант ;) при расположении КС-сопло на концах трубок. :-?
Это уже "[highlight]было[/highlight]"!  ;D ;D ;D "Как сейчас" помню  ::)
 
Поправьте, треугольники скоростей рассматривают для осевых турбин и компрессоров.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Поправьте, треугольники скоростей рассматривают для осевых турбин и компрессоров.
Да нет, для ЦБ-компрессоров и ЦС-турбин тоже строят. Тут в файловом архиве есть вводные лекции на тему ГТД/ВРД от Жоржа. Там было. ЕМНИП.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Вот возможно работоспособный вариант при расположении КС-сопло на концах трубок. 
В моём и тесловском вариантах вращение РК и направление потока совпадают. Так что не прокатит. :(
 
Вверх