Перейти к содержанию
SEEK

Изготовить турбодетандер Капицы- дома. Реально?

Рекомендуемые сообщения

Дата: (изменено)

Всем доброго!

Появилась у меня такая странная мысль-а что если сделать самому турбодетандер для цикла низкого давления академика Капицы?

 

Вкратце что это: турбина, на вход подается воздух или газ низкого давления 5-6 бар, на выходе, после нескольких прогонов имеем жидкий кислород или иной газ/смесь газов. Это если сильно грубо.

 

 

В свое время (1930-е годы) - это произвело революцию в криогенной технике и почти все современные установки для получения жидких газов работают так.

 

Основная суть их в том-что теперь не нужно предварительно сильно сжимать газ(до 200 бар) и охлаждать-чтобы произвести сжижение. Достаточно газа низкого давления.

 

 

Вот тут более подробно.

 

И вот тут:

 

 

И я вот думаю: учитывая, что турбодетандеры могут иметь любые размеры(читал даже про диаметр в 2см) - кто мешает напечатать их сложную форму на 3d принтере?! Несмотря на то что это пластик-при таких мелких размерах должен выдержать!

 

Как вариант: турбинку взять стальную или например от пневмоинструмента. А неподвижную часть-направляющий аппарат для газов- напечатать!

Изменено пользователем SEEK

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

это пластик-при таких мелких размерах должен выдержать!

 

Очень сомневаюсь, что рабочее колесо выдержит. Если мне не изменяет память, турбодетандер имеет обратную зависимость "размер колеса-обороты", так что для маленького колеса это в прямом смысле турбина, со своими сотнями тысяч оборотов в минуту. Колесо должно быть отбалансировано и выдерживать растягивающие центробежные усилия. В целом, не для пластика задача..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Zoraccer, ну вот я и говорю: турбинка от пневмоинструмента. Для таких оборотов - как и на нормальных детандерах-подвешена в потоке газов(не имеет подшипников вообще и потому- не требует смазки никакой). А направляющий неподвижный аппарат-печатный! И помещенный в прочный корпус-например стальную трубку!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Может к кускам серийных турбин присмотреться? Сейчас есть весьма маленькие с очень большими оборотами.

Вопрос ещё будет в компрессоре нужной производительности.

Изменено пользователем Mehanikl

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Mehanikl, как вариант...

 

Насчет компрессора -для таких штук похоже тоже только турбина...

 

Или как вариант- пару-тройку компрессоров для кондиционера авто...там в каждом поршней-рехнешься...от 9 до.. много в общем. Я видел 14 поршней :crazy: .

post-115890-003357700_1546029239_thumb.jpg

Изменено пользователем SEEK

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Как в обще могло прийти в голову разделять воздух на газы , я бы хотел выделить метан

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Как вариант: турбинку взять стальную или например от пневмоинструмента

В порядке бредовой идеи стоматологический турбинный наконечник ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

вы хотя бы представляете себе какая мощность для этого нужна? тут кондиционер работает, и то...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

На самом деле-Капица сделал свой первый турбодетандер еще в 30-е годы, в производственной мастерской НИИ -из всякого подручного хлама и деталей. Слова ЧПУ и 3D печать тогда не знали :) Но как то "шмогли" :crazy: . Есть подозрение, что если напрячься- в наше время можно такое сделать. Я бы делал так: микротурбину, 3d печатью. Пластик инженерный ABS. У меня у самого принтер и я кучу инженерного напечатал. Очень жесткий. При мини-размерах (2 см) должен выдержать. Подвес-в магнитном поле.

 

вы хотя бы представляете себе какая мощность для этого нужна? тут кондиционер работает, и то...

 

представляю. от 15 киловатт при диаметре колеса что то около 18 см. Но нам не надо производительность установки в 4500кг жидкого кислорода в час :crazy: .

Нам бы "по цуть цуть" -для собственного удовольствия и опытов...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Очень упрощённо - турбина должна отнять у воздуха тепло - т.е. энергию. И куда-то её деть. То есть чем больше энергии отнимет, тем на больше температуру понизит. Энергия в ед. времени = мощность. Мощность турбины пневмоинструмента сколько? Мощность турбины автомобиля? (можно найти с колесом 3 см и меньше, данные тоже доступны)

И ещё - с малыми объёмами очень тяжело работать...Минимальная мощность, при которой ещё что-то может получится, я думаю, киловатт 5.

А компрессор - стоит смотреть в сторону винтовых, пожалуй..

Изменено пользователем Mehanikl

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Mehanikl, в случае турбодетандера турбина отнимает у воздуха энергию не за счет того, что воздух нагревает турбину. А за счет того-что воздух КРУТИТ турбину, совершает работу и, расширяясь-охлаждается. Для отбора мощности на другом концу вала турбодетандера вешают всякие штуки(например если давление халявное-природный газ тот же) - эл.генераторы, компрессоры турбинные и т.д.

 

 

На картинке ниже кстати, это хорошо видно: они нацепили компрессор на вал детандера..."чего мол вырабатываемая мощность пропадает"....

post-115890-030910400_1546030382_thumb.jpg

Изменено пользователем SEEK

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Да в общем всё равно что висеть будет. Я этим вопросом немного интересовался. Но турбинное колесо всё равно должно киловатты развивать. :)

 

На предыдущей картинке 50+ Квт на вскидку

 

PS Я послежу - может что выгорит. Раньше интересовался, уперлось в размеры. Турбодетандер очень эффективен, но очень объём любит.

Изменено пользователем Mehanikl

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Mehanikl, может быть. Я просто к тому-что читал про 2 см образцы. Но информация скудная- сколько там мощности- непонятно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

порядка 5 квт, к сожалению. И газовые подшипники, ибо обороты запредельные.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Турбодетандер очень эффективен, но очень объём любит.

 

ага-КПД 87%. Капица премию за него получил. И не одну вроде. Сталинскую и Ленинскую вроде.

 

 

Кстати, можно было бы попробовать современную турбину турбонаддува использовать. Сильно похоже устройство!

post-115890-023507200_1546031040_thumb.jpg

Изменено пользователем SEEK

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Глянь на 1 ступень ТКР от дизелей твинтурбо, это наиболее близкое на мой взгляд. Просто как вариант.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Mehanikl, попробую замоделить и напечатать в отпуске новогоднем. Гляну что выйдет. Сделаю микро машину. Что может быть лучше -чем стакан глоток чистого кислорода по утрам? :crazy:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Результатами поделитесь обязательно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Результатами поделитесь обязательно.

 

хорошо ;-)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

вы хотя бы представляете себе какая мощность для этого нужна? тут кондиционер работает, и то...

 

А какой у жидкого (или хотя бы просто чистого) кислорода класс опасности? Что-то в гугле с ходу нашел противоречивые данные.

 

На самом деле-Капица сделал свой первый турбодетандер еще в 30-е годы, в производственной мастерской НИИ -из всякого подручного хлама и деталей. Слова ЧПУ и 3D печать тогда не знали

 

Есть подозрение, что "хлам и детали" у Капицы были чутка получше, чем продукты современной пластиковой печати, которые в руке расползаются.

А Вы эвон чего задумали.

Если что, на ютубе Негода недавно показывал, как делает микротурбинные колеса из инконель на НГФ.

Внезапно , вопреки заявлениям специалистов, не потребовались ни мегашпиндели на гигаобороты за многотыщ баксов, ни суперфрезы, хватило двух цанговых патронов и 700 оборотов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

IvanIvanov76, понятия не имею. Знаю только, что в годы Великой Отечественной , во время блокады Ленинграда - из-за нехватки химикатов -использовали взрывчатку, предложенную одним из химиков: если правильно помню - в корпуса бомб засыпали опилки и заливали их жидким кислородом. Штука весьма ограниченной годности-пока не испарился кислород. На несколько часов хватало вроде. Оксиликвит. Взрывчатка намного сильнее чем С4.

Этот момент кстати обыграли в фильме "Марсианин". Там, чтобы подорвать дверь космического корабля -использовали сахар, залитый жидким кислородом. Это к вопросу об опасности кислорода :)

Изменено пользователем SEEK

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

для собственного удовольствия и опытов...

 

Разлагают перхлораты. И то периодически умудряются взлететь на воздух вместе с оными.

 

понятия не имею

 

Это печально. Погуглите историю про кислородный баллон и замасленную перчатку.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Если что, на ютубе Негода недавно показывал, как делает микротурбинные колеса из инконель на НГФ.

 

Давайте будем честны, те корявые огрызки, которые он называет рабочими колёсами, не требуют и НГФ, можно было обойтись напильником :rolleyes:

SEEK, как определитесь с оборотами и размерами, нагрузку на колесо можно будет просто посчитать, разлетится или нет, не помешает перед натурными испытаниями.

 

Кстати, если уж хочется всё печатать, почему бы не подумать о литье по lost-pla методу? Тот же корпус можно будет напечатать, а потом весьма неплохо отлить из силумина. Не рабочее колесо, конечно, но всё же.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Давайте будем честны, те корявые огрызки, которые он называет рабочими колёсами, не требуют и НГФ, можно было обойтись напильником

 

Давайте. В последующих видео корявые огрызки были раскручены до 144 тысяч оборотов в минуту. С показаниями тахометра на видео.

Неплохо так для корявых огрызков, да?

Он кстати показал не весь процесс, о чем смутно обмолвился. За кадром осталось многое, в частности доводка.

Почти 100% там за кадром остался процесс контроля профиля каждой лопасти с использованием чего-то типа ИРПВ.

Негода далеко не такой придурок, каким хочет показаться для расширения аудитории.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Кстати, если уж хочется всё печатать, почему бы не подумать о литье по lost-pla методу? Тот же корпус можно будет напечатать, а потом весьма неплохо отлить из силумина. Не рабочее колесо, конечно, но всё же.

 

ага, знаю такое.

ДА-вполне реально.

Изменено пользователем SEEK

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.