Suihkumoottori tuottaa polttamastaan polttoaineesta työntövoimaa X määräisen voiman X määräisestä polttoainemäärästä.
Kuka osaa sanoa paljonko työntö voiman ja kulutuksen suhde mahtaa olla.
Tehohan taas lasketaan suihkumoottorissa minulle käsittämättömällä tavalla, jota en ymmärrä.
Kiinnostaa ajatus, että jos tuo suihkumoottorin käyttämällä energialla kuumennettaisiin höyryä, millaisen työntövoiman se silloin tuottaisi.
Eli ajatukseni mukaan työntövoima voisi olla suurempi kuin pelkällä suihkumoottorilla, koska kiihdytettävän höyryn massa on suuri.
Vai??
Tosin tällä ei ole ainakaan lentokoneessa käytännön merkitystä, sillä pitäisi olla polttoaineen lisäksi vielä tuhansien kuutioiden vesisäiliöt mukana, eikä se oikein ole relevanttia.
Mutta kiinnostaa että millainen teho suunnilleen tarvitaan, jotta saataisiin esin 1000 N työntövoima. Höyryvoimalassahan lämpö muutetaan höyryksi, joka pyörittää turbiinia.
Aikaslailla sitä höyryä siinäkin tarvitaan.
Eikös muuten karkeasti 100 g rasvaa, energiaa n. 700 kcal, lämmitä 7 litraa 0 asteista vettä 100 asteiseksi, eli n. 210 kj.
Jos tuo tapahtuu sekunnissa niin 210 000 J x 1 sek 210 kw.
Sata- asteisen veden kuumentaminen vaatii 5- kertaisen tehon jotta siitä tulee höyryä, siis paljon tehoa, tulistaminen painetta varten lisää, mutta millaisen työntövoiman tuottaa kun höyry kiihdytetään sopivassa suuttimessa. optimaaliseen nopeuteen?
Kuka osaa sanoa paljonko työntö voiman ja kulutuksen suhde mahtaa olla.
Tehohan taas lasketaan suihkumoottorissa minulle käsittämättömällä tavalla, jota en ymmärrä.
Kiinnostaa ajatus, että jos tuo suihkumoottorin käyttämällä energialla kuumennettaisiin höyryä, millaisen työntövoiman se silloin tuottaisi.
Eli ajatukseni mukaan työntövoima voisi olla suurempi kuin pelkällä suihkumoottorilla, koska kiihdytettävän höyryn massa on suuri.
Vai??
Tosin tällä ei ole ainakaan lentokoneessa käytännön merkitystä, sillä pitäisi olla polttoaineen lisäksi vielä tuhansien kuutioiden vesisäiliöt mukana, eikä se oikein ole relevanttia.
Mutta kiinnostaa että millainen teho suunnilleen tarvitaan, jotta saataisiin esin 1000 N työntövoima. Höyryvoimalassahan lämpö muutetaan höyryksi, joka pyörittää turbiinia.
Aikaslailla sitä höyryä siinäkin tarvitaan.
Eikös muuten karkeasti 100 g rasvaa, energiaa n. 700 kcal, lämmitä 7 litraa 0 asteista vettä 100 asteiseksi, eli n. 210 kj.
Jos tuo tapahtuu sekunnissa niin 210 000 J x 1 sek 210 kw.
Sata- asteisen veden kuumentaminen vaatii 5- kertaisen tehon jotta siitä tulee höyryä, siis paljon tehoa, tulistaminen painetta varten lisää, mutta millaisen työntövoiman tuottaa kun höyry kiihdytetään sopivassa suuttimessa. optimaaliseen nopeuteen?
Vastaukset 15
Vanhimmat
Hyötysuhteeseen vaikuttaa paljon lämpötila. siksi höyryveturi ei voikkaan olla kovin tehokas koska höyryn lämpötila vaikka käytössä on tulistin, jää kuitenkin pieneksi. Vertaa keraaminen polttomoottori, on periaatteessa tehokkaampi koska voidaan konetta ajaa kuumempana kuin tavallista polttomoottoria..
Suihkomoottorissa palokaasujen lämpötila turbiineille pyörii noin 650 asteessa, joka on huomattavasti kuumemi ja siten tehokkaampi kuin höyryn lämpötila vaikka millä vippaskonstilla.
Alun otsakkeesta en ole ollenkaan varma, onko tuo lause oikea kuvaamaan asiaa.
Tässä vastauksessa en sitten ottanut mitään kantaa laitteen muuhun toimivuuteen, koska tuo teki keksinnön jo tyhjäksi
Aivan lyhyesti toteaisin, että höyryturbiini toimii kuten kerroit eikä esim. veden lisäämiseen suihkumoottorin palokammioon saada mitään työntövoimaa lisäävää lisäpotkua, koska polttoaineen energiaa kuluu hukkaan ensin veden höyrystämisessä ja sitten tämän höyryn kiihdyttämisessä.
E = ½mv²
joten on selvää, että optimaalisen hyötysuhteen saavuttamiseksi on suihku- ja rakettimoottorissa keskityttävä saamaan käytettävissä oleva suhteellisen pieni polttoaineen massa purkautumaan moottorin perästä mahdollisimman suurella nopeudella. Paloprosessiin osallistumattoman massan lisäämisestä olisi vain haittaa.
"Ten to thirty percent
additional thrust (power) can be gained by injecting water into the
engine, either at the compressor air inlet or at some other point, such as
the diffuser case."
http://www.kls2.com/cgi-bin/arcfetch?db=sci.aeronautics.airliners&id=%[email protected]%3E
Tuon lähteen mukaan voidaan saavuttaa 10-30% työntövoiman lisäys vesisuihkutuksesta suihkumoottorissa.
Seuraavissa artikkeleissa on esitetty aiheeseen liittyvää laskentaa ja teoriaa.
http://en.wikipedia.org/wiki/Rocket#Energy_efficiency
http://en.wikipedia.org/wiki/Jet_engine_performance
Juu, ei kysymyksessä ole keksintö, vaan lähinnä fysikaalinen ajatusleikki, aiheena vaan kiinnostaa.
Tai voisihan ollakin keksintökin, jos vaan keksisi käyttöä tuollaiselle saasteettomalle höyrysuihkumoottorille.
En vaan vielä tiedä mihin sitä käyttäisi kun se tarvisi niin pirunmoiset vesitankit mukaansa.
Eli jos ajatellaan "suihkumoottorin kaltaista" höyrysuihkua ja tavallista suihkumoottoria.
Siis paljonko sitten suunnileen olisi työtövoimien/hyötysuhteen ero:
I. Perinteinen suihkumoottori.
II. "Höyrysuihkumoottori", jossa vesi kuumennetaan samalla polttoaineella, tai vaikkapa vaihtoehtoisesti sähköllä.
Eli kiinnostaa vain tuo työntövoima ja energiankulutuksen hyötysuhde.
Vettä suihkutettu sumuna jälkipolttiemien tapaan nostaa ylemman linkin mukaan jonkin verran työntövoimaa.
Itse turbiinin polttokammioon sumutettuna siitä ei taida olla mitään hyötyä, palolämpötila laskee ja turbiinin siivet kulahtavat nopeasti.
Mutta onko hyöty oikeasti niin suuri että matkustajalentokoneissa kannattaa lennättää tuhansia litroja pelkkää vettä paikasta toiseen.
Höyrysuihkumoottorissa tulee lisää mekaniikkaa. tai ainakin veiheita lisää.. Suihkumoottorissa polttoaine palaa ilman kanssa ja kuumentunut paineellinen seus puhaltuu moottorista ulos.. synnyttäen massavirran.. siis ilma ja polttoaine, muuta ei tarvita. höyry hommassa pitää ilman ja polttoiaineen seos johtaa jonnekkin missä kuumennetaan vettä ja sen laajeneminen ja mahdollisesti lisänä polttoaineen ja ilman seos, muodostaa nyt massa virran. Perinteinen suihkumoottori on yksinkertaisempi ja tehokkampi..
Tota laivoissa voisi höyryturbiini toimia, kun vesi on läsnä ja helposti saatavana.. Eipä vaan ole sellaisia laivoja.. suihkuturbiini laivoja on.. Finjett on, mutta ajaa silti vissiin nykyään tavan moottoreilla.
ovat tunnetusti kiinnostuneita jo parin % säästöistä kustannuksissa, koska hintakilpailu on kovaa.
Yhtäkkiä mieleen tulisi esimerkiksi vaihtaa jokin lentokoneen tankeista vedeksi (paino pysyisi jokseenkin samana) ja suihkuttaa vettä pieninä määrinä suihkumoottoriin. Ja näin saada ehkä muutaman % polttoainesäästö pitkillä lennoilla?
Suurin ongelma on, että esim. suuri amerikkalainen suihkumoottorien valmistaja P&W on jo kokeillut asiaa, mutta ei ole sellaista myynyt (taikka saanut myydyksi) lentoyhtiöille??
Olisiko niin, että vedestä saatava hyöty nollautuu sen kuljettamisesta syntyvien häviöiden johdosta? Toisaalta konseptin monimutkaistaminen on aina haittatekijä jo sinällään, vaikka siitä jopa hyödyttäisiinkin (mm. turvallisuus).
Elikkä idea on jo keksitty ja jostain syystä se ei ole saanut kannatusta taikka yleistynyt. Tämän kaltaista ajatusta on vaikea viedä eteenpäin muualla kuin suihkumoottorien valmistajien piirissä (Rolls Royce, Pratt & Whitney, etc.). Toisaalta taas ruveta itse valmistamaan vesisuihkulla varustettuja suihkumoottoreita, on lähes mahdoton, koska suihkumoottorin kehittely ja siihen liittyvä osaaminen ei ole mitenkään "helppo nakki" taikka halpaa.
Ainoa vaihtoehto olisi siis tarjota ajatusta suihkumoottorien valmistajille, mutta heillähän on se jo ollut kauan... joten tämä idea vaikuttaa sikälikin loppuunkalutulta luulta.
Yksi idea olisi tarjota jonkinlainen lisälaite nykyisiin suihkumoottoreihin, mutta tuskin mikään lentoyhtiö on halukas näpelöimään suihkumoottoreita jonkin muun tahon kuin niiden valmistajan toimesta, joten viittaan edelliseen kappaleeseen. Lentokoneiden osien valmistaminen on oma maailmansa niihin liittyvän viranomaisten sääntelyn johdosta. Myöskään lentokoneisiin ei saa laittaa mitä tahansa osia, jollei kyseessä ole erityinen experimental-luokan kone. Kaikki ne koneet, joilla on taloudellista merkitystä ovat kuitenkin ankaran säätelyn ja tarkkailun piirissä.
En tarkoittanutkaan veden sekoittamista polttoaineeseen.
Sitä muuten tutkitaan dieselmoottoreissa parasta aikaa.
Toisessa systeemissä vesi emulsoidaan polttoaineeseen, jossa se palotapahtuman aikana saa aikaan paremman hyötysuhteen ja suurin etu taisi olla pienemmät päästöt.
Toisessa systeemissä vesi sekoitetaan ennen ruiskutusta polttoaineeseen mutta lopputulos on sama.
Autoissa varmaan tulevaisuuden tekniikkaa.
Muistaakseni tähänkin kehitykseen on jo palanut miljardeja euroja, itkä ovat pikku rahoja, jos lopputulos on hyvä.
Toki tulee monimutkaisempi rakenne.
Kysymys olikin vain hyötysuhteessta, ei rakenteen monimutkaisuudesta tai vesitankkien painosta.
Olisihan tämä ainakin saasteeton (käyttökohteessa) jos energiana olisi vaikka sähkö, eli tuommoinen pointti jäisi.
Itselläni oli joskus käsitys että ainakin joissakin laivoissa oli käyttövoimana samanlainen höyryturbiini, kuin voimalaitoksessa.
Toisaalta isot Valmet Dieselit (kehiteltiin -80 luvulla) ovat hyviä hyötysuhteeltaan ja eiköhän niitä mene voimaloiksi ympäri maailmaa vieläkin, joskus esitettiin että niillä korvattaisiin ydinvoima.
Onkohan käsitys laivamoottoreista jäänyt siitä kun asuin 70 - 80 luvuilla työkomennuksilla Naantalin voimalaitoksen kupeessa ja katselin ruotsinlauttoja... :)
Minkälainen polttomoottori muuten käy raskaalla öljymöhnällä?
en ole varma, mutta eikös vesisuihkutusta käytetä traktor bulligissa? haetaanko siinä suurempaa pakokaasu virtausta/määrää turbolle vai palotapahtuman jäähdyttämistä vai puristuspaineen nousua? kertokaa joku jos tiedätte.
niin jo yhden kivivuoren massalla menisi lujaa ja kauas.
Koska siinä tapauksessa matkustajista tulisi matkan ajaksi työntekijöitä ja siitä pitäisi maksaa palkka.
Lentoyhtiölle ei jäisi palkkakukujen jälkeen enää mitään käteen ja kivet voisivat osua siipiin jos huonoja heittäjiä ja kone putoisi ja matkustajat liiskautuisivat kivikasan alle.
Muuten hyvä idea, jo latuskaotsaiset Neandertaalit sen keksivät. Kivittämisen siis.
Mitenkä olisi millään tavoin perusteltua viedä lentokoneella taivaalle vettä jossa ei ole mitään energiasisältöä ja jota sitten suihkutettaisiin.
Toisena vaihtoehtona kun on viedä suunnilleen veden painoista polttoainetta ja samalla energiaa. Polttoaine kun lisäksi palaessaan ottaa happea ympäröivästä ilmasta ja kiihdyttää tämän massavirran työntövoimaksi.
En löydä järjen hitustakaan veden kärräämisestä taivaalle.
"Toisena vaihtoehtona kun on viedä suunnilleen veden painoista polttoainetta ja samalla energiaa"
Näin se periaatteessa on. Vesisuihkutusta on kuitenkin käytetty sotilaskoneissa (ainakin B-52 ja F-105), ymmärtääkseni ainoastaan lähdössä. Silloin kone on painavin ja vaatii suuren työntövoiman ehtiakseen ilmaan ennen kiitotien loppumista. Vettä kannattaa käyttää, koska se jäähdyttää moottoria ja mahdollistaa suuremman polttoainemäärän polttamisen ja näin suuremman työntövoiman. Vettä on mukana sen verran kuin lähtökiihdytys vaatii, eli sitä ei viedä taivaalle asti.
Jos oikein ymmärsin, niin mainitsemistasi sotilaskoneista löytyy läghtökiihdytyksessä niin paljon "löylyä", että pannut palaisivat jos ei jäähdytettäisi vedellä. Ja lisäteho piisaa hyvin veden voimakkaaseen höyrystämiseen ja suihkuttamiseen.
Tietenkin mielessä herää kysymyksiä: kestäähän avaruussukkuloidenkin vehkeet monin verroin rajumpia polttoja kuin lentokoneiden. Kysymys on varmastikin teknis- taloudellista optimointia joten suljen enemmiltä kysymyksiltä asiaa tuntemattoman suuni.
Kiitos vastauksestasi. Se joka tapauksessa selvensi-