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機械社區
標題:
汽轉球發動機的效率能達到多少，有高手來算一算嗎？
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作者:
向左看齊
時間:
2011-1-13 12:19
標題:
汽轉球發動機的效率能達到多少，有高手來算一算嗎？
本帖最后由 向左看齊 于 2011-1-13 12:21 編輯
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汽轉球發動機就是公元前1世紀提出的那種hero's engine.
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蒸汽通過一個球體的噴嘴噴出，噴嘴與球體成切線方向，從而推動球體反向旋轉。
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現在2000多年過去了，技術材料等都進步了，這種汽轉球設計是不是會有待發掘的價值呢？
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比如：
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先通過高效率的換熱器加熱水，在高壓力中達到臨界狀態。然后通過汽轉球結構轉換成水蒸氣噴出，釋放能量，獲得機械動力，
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噴出的蒸汽通過泵再收集回來，加壓重新得到水。
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加熱水的燃燒系統采用外燃形式，進氣通過排出蒸汽的余溫首先加熱，然后通過燃燒排氣再次加熱，然后參與燃燒。
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通過這樣一系列的熱能回收再利用，總體熱效率應該能夠提高不少吧？
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只是不知道具體能夠達到多高的熱效率，有高手能計算的，來給算算吧。
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如果熱效率能達到35%以上，那么替代內燃機就非常有潛力可挖了。因為它的機械結構可比內燃機簡單多了。
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由于是外燃形式，所以燃料的多樣性就徹底解決了。對脫離石化燃料依賴也有很大幫助。
作者:
rowedan
時間:
2011-1-13 12:32
等待大俠來解決！
作者:
wryp
時間:
2011-1-13 15:47
應該不會超過瓦特式蒸汽機，但后者的效率是6%左右。
作者:
wryp
時間:
2011-1-13 15:48
本帖最后由 wryp 于 2011-1-13 15:54 編輯
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外燃機中效率較高的是斯特林發動機，但它的效率仍沒能超過現在的汽油機，更不要提柴油機了。
作者:
向左看齊
時間:
2011-1-13 17:01
本帖最后由 向左看齊 于 2011-1-13 17:02 編輯
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看來是一個悲觀的結果。怪不得cyclonepower做的那個用蒸汽推動星型發動機的外燃機引擎，號稱能達到柴油機效率就已經非常自豪了。
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我還以為用飛機發動機這種噴射方式，效率會比氣缸活塞式的動力采集方式高呢。
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作者:
向左看齊
時間:
2011-1-13 17:15
本帖最后由 向左看齊 于 2011-1-13 17:56 編輯
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其實這個也應該算是斯特林發動機的一種形式吧，它也是工質不參與燃燒，只參與循環。不知道斯特林發動機的理論效率能夠達到百分之多少？
作者:
wryp
時間:
2011-1-13 19:28
斯特林發動機理論上的效率為卡諾循環效率，1-T2/T1，假如C1=40，C2=800，那么效率=1-（273+40）/（273+800）=70%
作者:
chenhaowp
時間:
2011-1-13 22:27
我覺得 效率 不是很高 內燃機是利用熱能 爆炸膨脹的力發動 而 這種噴氣的 貌似更像是利用蒸汽噴出的動量吧 氣體的動量 感覺上利用難度大
作者:
向左看齊
時間:
2011-1-14 09:51
考慮用蒸汽噴射的動量，按動量守恒原理獲取動能，是從火箭的原理得來的。
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物理動力火箭中，有一種形式就是熱水火箭，通過超臨界熱水氣化噴射獲取推力。
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只是因為要帶一個沉重的大水箱而效率很低。我在想這種外燃式汽轉球發動機，蒸汽通過外燃燃燒系統獲得，不考慮大水箱的重量，是不是效率能夠接受呢？這種噴射蒸汽的方法，相當于化學火箭不直接讓燃料燃燒噴射，而是加熱水，噴射蒸汽，這樣轉一次手，效率損失肯定是有的。就是不知道能損失多少，剩下多少。
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所以覺得關鍵問題是不知道火箭的熱效率到底能達到多少。
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按樓上wryp的講解的斯特林機效率公式，看來斯特林機還是大有可為啊。
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那個cyclone公司的發動機是把水加熱達到1200F，壓力達到3200PSI，讓水達到超臨界狀態，不再用機油，而是用水直接潤滑。（機油會炭化，所以不行）。
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cyclone這里達到的1200F的工作溫度，確實應該能得到更高的效率了。
作者:
鏡博士滾壓刀
時間:
2011-1-14 10:15
還有很多技術難題要解決的！水不能潤滑 怎樣保證旋轉部件耐磨性？
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作者:
向左看齊
時間:
2011-1-14 10:43
水的潤滑問題我沒有看懂。cyclone確實用的水潤滑，說這是他們對60年來蒸汽機技術的最大改進。
# H! p l2 u: n w r
資料專業性有點強，我沒看懂。
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我主要是對他們采用星形發動機采集能量的的方式有些想法，
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覺得用汽轉球這種火箭原理可能更好。如果再鉆一點牛角尖，就是燃氣輪機了。
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好像還是燃氣輪機效率高，但是小型化較難吧。
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