ДВС на твёрдом топливе

[Бледный]

Насколько осуществимо создание двигателя внутреннего сгорания, который вместо жидкого топлива будет использовать мелкодисперсный порошок? При условии, что удельная теплота сгорания топлива сходная.

@темы: Техника

Comments

[Aviendha]

Бледный, надо продумать систему подачи порошка в камеру сгорания. С жидкостью попроще: надавил, она и потекла. А как доставить порошок - это проблемка. Хотя.. хранить его в ёмкости с дном воронкой и отверстием внизу, отсыпать по чуть-чуть и перемешать в камеру порциями. Правда тогда будет неравномерное горение всё же.... Ну, наверное, можно, если хорошенько рассчитать.

[Tongor]

Если мне склероз не изменяет, есть схемы питания котлов на ТЭЦ угольно-водяной суспензией. Может быть в этом направлении поискать? Для больших ДВС, типа стационарных или там судовых, вполне может подойти.

[Мифическая личность]

Если ты про порох, то легче сделать на азотном топливе.

При условии, что удельная теплота сгорания топлива сходная.
А если не про порох, то думаю проблема только в себестоимости. Например вдув нейтральным газом через барабанную систему "зарядов"(для безопасности), пополняемых с одной стороны из хранилища заранее отмеренным количеством топлива. Ещё лучше если газ будет катализатором, без которого горение не возможно.
А почему не турбина?

[nio]

Бледный, поздравляю Вас, вы повторили ход мыслей Рудольфа Дизеля.
Каковы перспективы для поршневых двигателей, он, думается, в своё время отлично продемонстрировал, как и инженеры Рейха потом, которые всё-таки выбрали путь синтетического бензина.

А вот для других типов ДВС, например, для реактивного двигателя перспектива, мне кажется, есть. Можно использовать то явление, что всякая мелкодисперсная смесь горючей пыли и воздуха легко взрывается. То есть задача сводится к подбору оптимальной формы камеры сгорания, формы лопаток турбины (если они есть) и режима работы подающих пыль и воздух форсунок. И да, нужно учитывать не только теплоту сгорания, но и скорость горения.
Но здесь есть несколько проблем:

1. Форсунки будут забиваться, если в топливной пыли будут попадаться крупные частицы;
2. Лопатки турбины (если они есть) и сопло будут очень быстро покрываться сажей, а значит, двигатель часто нужно будет останавливать для очистки.
Если двигатель будет прямоточным или ПуВРД, то это ещё ничего, а вот турбореактивный или турбовинтовой... с ними будет сущее мучение.
3. Топливо нужно очень мелко дробить, так что затраченная на его заготовку энергия могут превысить полученную от сжигания.
4. Затея выглядит дорогой и нерентабельной, во многом ещё и из-за отсутствия инфраструктуры.

Если вести речь не о мелкой пыли в качестве топлива, а о крупных кусках, то есть много твёрдотопливных ракетных двигателей, они много и успешно летают - но они по понятным причинам одноразовые.
Конечно, можно придумать устройство для последовательной подачи кусков топлива в камеру сгорания (сходное, видимо, с автоматом или пулемётом - только здесь в "стволе" должно находиться одновременно два "патрона": один горит, второй наготове), но рентабельность такого решения ещё более сомнительна: такому ДВС нужно будет специальное, довольно дорогое твёрдое топливо, содержащее ещё и окислитель, там будет сложная и капризная механика... Многоступенчатые ракеты таки не зря придумали, это проще и дешевле.

Так что выгоднее всего будет таки отказаться от внутреннего сгорания и использовать банальные паровые турбины с топками на водоугольном топливе: технология очень проста, давно отработана, и имеет довольно высокий КПД. При недостатке нефти и обилии угля окупается на раз.

[Tongor]

Вот

[Morceleb]

3. Топливо нужно очень мелко дробить, так что затраченная на его заготовку энергия могут превысить полученную от сжигания.

Энергия сгорания угля - примерно 6.7 КВт*ч по теплу. При КПД двигателя более 0 целых и хер десятых это больше, чем энергия, затрачиваемая на дробление угля той же массы, это я вам гарантирую. Тем более, что при широком использовании такого топлива будут использоваться высокопроизводительные промышленные мельницы, а не перетирание в ступке.

[Niv-Mizzet]

а не перетирание в ступке.

Не ну а что не так?С утра выпил кофею, размолол в любимой ступке пару кусочков топлива и поехал на работу

[Бледный]

Про турбины я знаю, меня интересовали именно ДВС. С его сгоранием, как я понял, проблем не будет. Сложность подачи его порций представляю, но технически эта проблема преодолима.
А не будет ли он попадать в движущиеся части двигателя, где послужит к их преждевременному истиранию?

[kv0]

Бледный, window.edu.ru/resource/066/58066/files/belousov...

[Бледный]

kv0, спасибо. То, что нужно.

[nio]

Morceleb, а вы добычу угля учли? Работа в шахте (да и на угольном разрезе), она очень энергозатратная, опасная и дорогая.

[Morceleb]

nio, рыночная цена угля не более 300 долларов за тонну.
Стоимость нефти вдвое выше (закупочная). Что делает уголь не столь уж и дорогим топливом.
шахтная добыча угля да, согласен, это дорого и опасно, но вот открытая добыча не столь уж и затратна. В любом случае, если уголь будет единственным видом доступного топлива, то стоимость его добычи и риски не будут играть столь уж существенной роли - добывать все равно будут, просто цена его будет несколько выше. Тащемта, уголь добывался в то время, когда он был единственным высокоэнергетичным топливом, использовались паровые двигатели и ничего.