Пароцикл на базе Урала

Вот неужели вот такая лампа в купе с "моим" парогенератором не будет переробатывать 46,2 л воды в час в перегретый пар?
Ладно, возьмём лампу в 2 раза мощнее, пусть она кушает 3-3,2 л в час. ???????

лампа не пробьет такой сифон... тяги не хватит... если тока чемто на выходе подсасывать, помогать так скать... говорю это потому что пыталсо подобным способом натопить баню... эл. чайником оказалось эфективней...
в любом случае, сам замысел утопичен... эт если делать нечего на склоне лет, мона и помусолить... при всех современных знаниях и технологиях физику не наи.еш, чтото нельзя взять из ничего, иначе в колхозах тока на паровиках и лазилиб...

DENTNT, естественно будет, но не подсос, а нагнетание. Типичный пример ПЖД а/м КаМАЗ.

DENTNT, Утопия. Возможно. Но ведь я не собираюсь мировые рекорды ставить :-)
И как правильно заметил

, до склона лет конечно долеко.

Я хочу максимально уменьшить детали. и сделать для начала простенькую модель на базе какого нить компрессора, уменьшив потери на трение в нем.
Ведь в ютубе множество роликов таких паровых машин. и сложнее есть (с тройным расширением)

DENTNT, не губи идею на корню, поделись лучше идеями, если таковые имеются!

не, своих идей нет, прост наблюдаю с интересом... а губить ниче не собиралсо, тока подстегнуть... озлобленный гений думает лучше... :D

Ты знаешь еслибы у этого "гения" зарплата была в 2-3 раза выше, то процесс шёл веселее.

Нашёл много разной литературы по паровым системам.
Многие мои догадки и расчёты подтвердились, многие требуют дороботки.
Узнал много нового, продолжаю изучать.

Почитайте в Яndex про горение воды. там пацаны из наперстков порогенераторы делают, жжут неподецки. но ИМХО эффективнее будет магнито-гидро-динамический генератор, он из тепла электроэнергию вырабатывает (засчет кипения мелаллического электролита и пролетания последнего с бешеной скоростью промеж магитного поля) с очень высоким кпд, а электродвигатель с кпд близким к 100 процентов покрутит вам колесики. Сугубо механические системы из трубок и рычагов, с потерями на трение и тепловую инерцию обречены на кпд менее 50 процентов.
Но пока не освоили в быту термоядерный синтез, будем ездить с ядерными реакторами на легкой воде. ГГ-ЫЫ!

Занялся этой мыслью сравнительно недавно.
Первоначально думал паровик на мою лошадь в одну человеческую силу.

На скорости 30 км/ч среднестатистический велосипед требует жалких 300-400 Вт мощности. Примем КПД тепломеханического преобразователя (собственно, паровой машины, не касаясь пока её типа) равным 10%.
Таким образом, на входе в машину нам нужно 3-4 кВт тепловой мощности.
КПД теплообменника можно плюс-минус реалистично принять равным 80..90% (если это, конечно, не тупо короткий кусок змеевика, засунутый в выхлопную трубу). Ну, будем сперва поскромнее - возьмем по нижнему пределу диапазоне.
Таким образом, топка должна давать нам 3,7..5,0 кВт мощности.
Округлим до 4 (плюс-минус, конечно).

4 кВт тепловой мощности - это 4000 Дж/с - это 14,4 МДж/час.
Учитывая скорость (30 км/ч... ну, пусть будет 33,3), потребное энерговыделение составляет 43 МДж на 100 км пути.

Гуглим теплоту сгорания топлив, и выясняем, что за 100 км пути нам потребуется сжечь (на выбор):
- килограмм (1,25 литра) бензина или керосина
- 3,2 кг бумаги или дров (влажность 14%)
- 1,3 кг резины (если не утечет раньше)
- 0,9 кг полиэтилена

Если задрать скорость до 60 км/ч - энергопотребление должно составить уже порядка 0,7-1,0 кВт. Потребление горючего на 100 км, соответственно, возрастет раза в 2,5-3.
Хотя нет, вру... в 2,5-3 раза вырастет потребление за единицу времени, а на 100 км потребление топлива вырастет в 1,25-1,5 раза (скорость-то удвоилась )).

Основная проблема паровой двигательной установки не в низкой экономичности или сложности конструкции.
Первый недостаток вполне компенсируется возможности использования подножного топлива.
Второй... сомнителен - по сравнению с ДВС у паровой машины куда более мягкие температурные нагрузки и уровень вибраций. Механическая же прочность - параметр сравнительно легко поддающийся наращиванию на этапе проектирования.

По настоящему существенных недостатком у паровой ДУ два. Точнее один, но комплексный.
На обычном байке вы имеете запас легкодозируемого горючего. Понадобилось газануть - просто открыли заслоночку и плеснули побольше огненной воды.
С газогенераторными и паровыми машинами ситуация не так радужна - не будете же вы подкидывать в топку полено каждый раз, как вам надо ускориться?
Что паровая, что газогенераторная ДУ обладают значительной инерционностью, то есть непосредственно "газом" как на ДВС управлять такими двигателями нельзя.

Таким образом, о гонках по городу на паровике можно забыть. Машины с внешним сгоранием твердого горючего предназначены только для размеренного движения. То есть - для поездок за город, для путешествий и т.п. Именно в этих условиях и проявится халявность горючего.
Оба двигателя (и газогенераторный и паровой), однако, позволяют запасти некоторый запас энергии, позволяющий, например, достаточно интенсивно взять с места или ненадолго увеличить скорость.
У парового двигателя (газогенераторный пока оставим за бортом) аккумулятором энергии может служить сам котел, и энергия в нем может запасаться в механической форме - в виде сжатого пара.
Чем больше произведение объема паровой подушки на разницу между текущим и номинальным давлением - тем больше энергии мы запасли сверх номинального уровня. Это и есть наш "тактический" запас энергии на всякие нужды.
Обеспечить пополнение запаса можно либо двигаясь с потреблением энергии ниже номинального, либо подбрасывая побольше горючего при номинальной скорости движения.

Тут мы подходим ко второй существенной проблеме - необходимости обеспечить додстаточно равномерный режим работы двигательной установки.
В первую очередь - это обеспечение постоянной тепловой мощности топки. Как это сделать? В идеале по небольшой конвейерной ленте равномерно подавать в топку изрубленное в мелкую труху горючее. Более реальный способ - регулярно подкладывать горючку в топку, поглядывая на манометр, чтобы давление пара не уходило их номинальной зоны. Чтобы не отвлекаться от этого на дорогу хорошо бы иметь на борту отдельного качегара.
Во вторую очередь - этот вопрос касается снятия нагрузки с вала двигателя. Так как мощность мы поддерживаем плюс-минус постоянную, необходимо, очевидно, наличие того или иного вида КПП. Я лично предпочитаю вариатор.. но это личное. Управлять КПП необходимо так, чтобы обороты вала двигателя, по возможности, были постоянными.
Сие развлечение вкупе со слежением за дорогой потребует определенного привыкания.

В моем воспаленном сознании по истечении мыслительного процесса определенной длительности (порядка недели, наверное) сложилась примерно такая концепция привода:

Предупреждаю - параметры (давление и температура) проставлены на глазок. Еще не считал - только в Ваграфтика поглядывал при простановке тамператур пара в котле да вспоминал проектирование турбин, прикидывая перепад температур.
На днях посчитаю, тогда будет виднее. Надо будет обязательно подогнать друг под друга перепад давлений и температур на двигателе...

Пояснения, думаю, излишни, но на всякий случай... )

Топка вертикальная верхней загрузки. В верхнюю-левую трубу пихается кусок горючего и через подпружиненную крышку (кстати, интересно как подпружинить крышку при температуре среды под 800С =) попадает в топку. Снизу поддувается воздух, подогретый в конденсаторе.
Температура пара в котле должна быть возможно более низкой - для надежности котла, работающего при значительном внетреннем давлении. По внешней стенки топки пущена рубашка, для интенсификации конвективного теплообмена, т.е. для более интенсивного охлаждения огневой стенки.
Площадь поверхности топки должна обеспечивать номинальный массовый расход пара - подрегулировать расход можно давлением (при повышеном давлении температура кипения увеличится и расход пара уменьшится - таким образом топка будет обеспечивать некоторый постоянный расход пара при данном тепловом режиме работы).
Расход пара перегревается в теплообменнике до максимально необходимой температуры и направляется в паровую машину.

Acorp, мне ОЧЕНЬ понравилась ваша концепция теплообменника! Конструкция с очень развитой поверхностью, очень плотная и красивая - но её несложно сделать разборной для обслуживания, очистки...
Единственное - надо будет сделать в солиде её модель и продуть во FloWorks для определения гидросопротивления как газового так и жидкостного тракта. Ну и надо будет прикинуть - не избыточна ли такая длина трубки...

Ну, после двигателя банально - конденсатор-насос-котел.
Замкнутая схема по воде, как уже упоминалось, позволит уменьшить образование накипи и исключит еще один расходный компонент - останутся только дрова.

Пошел работать и считать термодинамику =)

А вот подскажите, из чего и главное как будет делаться котел? А также господа сопроматчики, какое давление выдержит этот котел?

Предположим самый примитивный вариант - взять кусок водопроводной трубы (большой трубы, метр в диаметре) и заварить листовым металлом концы. Боюсь уже при 10 атмосферах он рванет и водитель превратится в обваренный кусок мяса...пожалуйста, разубедите меня в этом.

Двигатель, опять же на самом примитивном уровне, можно соорудить из кусков автомобильного мотора, как-то:
-клапанная головка
-гильза
-поршень с шатуном, пальцем и кольцами
К сожалению клапаны в головке предназначены для удержания давления в кз, а не вне ее, будут травить. Зато будет работать и удивлять окружающих. На ютубе как раз есть видео с подобным двигателем http://www.youtube.com/watch?v=aD6lGZ2NmOk

Споров многою идея с паровым уралом невоплатима, хотя как то попадалась мне статья толи в МК то ли ТМ по жигуль на паровой тяге. голова была сделана золотниковая, моща была под 200 коней и окуенный крутящий момент на стоячем двигаьеле (у паровичка чем ниже обороты тем выше крутящий момент то есть если вал заклинить то крутящий момент будет максимален, с ростом оборотов он падает)

Ну, если тупо сварить из куска водопроводной трубы и двух листов - до 100% порвет )

Зависит от диаметра. Внутреннюю рубашку... надо подумать. Медь хорошо проводит тепло, но и гнить будет быстро, черная сталь хорошо варится, но тоже гниет и тепло проводит посредственно, нержавейка - проводит тепло неважно, не гниет и варится с некоторым трудом.

Сдается мне - надо все из стали варить. В конце концов, для котла теплопроводность умеренно важна - на испарение воды тепла всяко хватит.
Толщина обечаек расчитывается тупо по котельным формулам с коэффициентом запаса не менее 2 от максимального давления (на которое настроен предохранительный клапан) с учетом температуры при которой работает материал.

После сварки и герметизации котел опрессовывается жидкостью на давление 0,8 от давления разрушения и, пожалуй, не менее 1,8-2 от максимального рабочего. Хм... только, конечно, с пересчетом прочности под температуру опрессовки.

После чего котел можно достаточно безопасно использовать. Только на транспортном средстве все равно его лучше поместить подальше от людей за бронестенкой. Ну так... просто на всякий случай )

Воплотима-воплотима, не сомневайтесь )
Правда, сделать это не так просто как кажется - не тупо приделать котел к ДВСу... ну и как хорошо он будет ездить - тоже большой вопрос )
Но в принципе реально.

Как я понимаю чем сложнее и тяжелее в изготовлении паровик тем лучше у него характеристики :) Начать так или иначе стоит с простого, чтобы развеять скептицизм народомасс. А поставить урал под пары действительно крайне непростая задача, учитывая его небольшие габариты. Трайк или четырехколесный экипаж - более реальная задача.

К сожалению некоторые просто не улавливают разницы между первыми паровичками Стивенсона и Уатта и гениальных созданий эпохи расцвета паровых технологий вроде автомобиля Добль с силовой установкой Натана Прайса и парового самолета братьев Бесслер (к слову его паровой в-твин развивал 150 л.с. и весил порядка 250кг с котлом, т.е. вполне сравнимо с современным двс)...К сожалению где-то в середине тридцатых человечество окончательно потеряло тягу и энтузиазм к паровым технологиям, предавшись совершенствованию вонючек внутреннего сгорания. Эх, если бы паровик оброс таким же количеством сложных электронных переферийных устройств, что и современный двс, битва могла бы идти на равных.

Собственно, почему не делают машины с паротурбинной установкой и электропередачей мне не понятно.

Для гениального создания нужен конструкторский гений вроде Натана Прайса :(

Посчитал немножко термодинамику.

Зависимость КПД от начальной температуры пара при конечной равной 110?С (10 градусов – запас для исключения конденсации в машине), и начальное давление пара, обеспечивающее заданный перепад температур, при конечном давлении 1,5 атм (0,5 атм – запас на гидросопротивление от паровой машины через конденсатор до водяного насоса)

КПД - 0,09 - 0,16 - 0,23 - 0,28 - 0,33 - 0,42 - 0,5
Т1,С. - 148 - 187 - 225 - 264 - 302 - 398 - 493
p1, атм - 2,25 - 3,3 - 4,65 - 6,3 - 8,4 - 16,05 - 28,05

Пар считался идеальным газом (пожалуй, грубое приближение - надо будет над этим подумать-почитать еще), процесс расширения пара в котле - адиабатным, кпд расчитывался по формуле расчета КПД цикла Карно (хм... пойду ка покурю на тему адекватности этого цикла применимо к паровым машинам...).

Покурил. Паровые машины (паротурбинные по крайней мере) работают по циклу Ренкина, который отличается от цикла Карно наличием процессов фазового перехода. Впрочем, если считать что мы гоняем неконденсируемый пар... Хм... Да, будут потери тепла при конденсации и затраты на испарение.
Пожалуй, приведенные выше значения КПД надо занизить в 1,2-1,3 раза.
Сейчас времени нет, работать надо... но завтра к вечеру попробую посчитать КПД по циклу Ренкина. :)

Цикл карно неадекватен (пркатически) даже для двс, была где-то тут статья со ссылкой на описание двс со сверхвысокой степенью сжатия, так вот этот дрыгатель работал совсем не по циклу, и, самое смешное, не взрывался при степени сжатия =25, так что цикл Карно в данном случае применять вообще не имеет смысла.

Ну как сказать, неадекватен... Ну да, не совсем корректно описывает процесс расширения пара в цилиндре и существенно неадекватен при оценке работы машины в целом.
Но, имхо, для оценки в нулевом приближении - вполне подходит. Вряд ли ошибка составляет более 40%
Не побоюсь прослыть оптимистом, но эти расчеты убедили меня в том, что значение КПД самой машины 10% более чем пессимистично )

Впрочем, конечно, надо раскладывать работу двигателя на элементарные процессы и смотреть подробно.

Есть дореволюционные книги по паровым котлам и двигателям. Сам интересуюсь давно этой темой. Из современных тенденций использования паровых двигателей следует отметить конденсационные паровозы без котлов с предварительной зарядкой. Есть статьи с журналов за этот год, где описывается использование отработанного пара от технологических процессов (заводы, ТЭЦ...) Емкость паровоза заполняется горячей водой. Сбрасывается давление через паровой двигатель - вода закипает; получаем пар как рабочее тело. Пар низкого давления... Вот такой "термос" можно установить в коляску. Единственный недостаток - небольшое удаление от источника горячей воды, хотя такого типа паровозы работали на територии заводов до 1 дня на одной зарядке. Ничего, можно в термос "кипятильник" пристроить.:)