hoge druk turbine

Er blijft de kwestie, hoe ga je dit gasdicht laten werken?
Een auto turbo (de hete kant) heeft een behoorlijke flow nodig om te werken lijkt me, of anders gezegd, om er enig asvermogen uit te halen.
Dus ik sluit me aan bij Harm, hoeveel flow denk je dat er plaats vind om het turbine wiel aan de gang te houden ?
van 100 bar naar 30 lijkt misschien veel, maar het loopt via een naald ventiel, dus is er dan voldoende flow als het gas expandeert ?

Daarnaast ben je er met een turbine nog niet, een schoepenwiel van pakweg 7cm zal toch wel iets van 30.000 - 50.000 toeren moeten draaien om enig vermogen te kunnen opwekken, een flinke reductiekast is dan wel nodig om een generator aan te kunnen drijven. (toerentallen zijn aannames, zie de turbine aangedreven sectie bij vliegen, een gasturbine draait pakweg 30.000 toeren stationair, echt vermogen wordt pas vanaf 80.000 toeren opgewekt, in stuwdruk dan.

 

Vooropgesteld dat ik weinig van deze materie af weet maar de enige manier waarop ik dit idee kan zien werken is dat je de warmtepomp gaat gebruiken om water aan de kook te brengen en zo stoom maakt waarmee je de turbine aan gaat drijven. Net als verwarmingssystemen waar een warmtepomp wordt gebruikt om warmte uit (bijvoorbeeld) de bodem te halen die dan wordt gebruikt voor de verwarming. Als er (in de zomer) warmte “over” is wordt het systeem omgekeerd en er juist warmte in de bodem gepompt en wordt het gebouw gekoeld.

Of je met een warmtepomp water aan de kook kan brengen met een voldoende hoog rendement weet ik niet maar het is wel behoorlijk omslachtig. Als het met “restwarmte” gebeurt, bijvoorbeeld van een batterij koelcellen, kan het een ander verhaal zijn. Er zijn van die grote koelcentrales voor opslag van voedingswaren. Daar wordt een enorme hoeveelheid warmte via grote ventilatoren op het dak zo de lucht in geblazen. Daar wordt steeds vaker iets mee gedaan, dat zou meer kunnen zijn lijkt me. Maar dat is weer een andere discussie.

 

Nee hoor.... CO2 gedraagt zich identiek aan zelfs water. De vorm van de enthalpie grafiek is hetzelfde, alleen de drukken en temperaturen liggen heel anders:
Toevallig heeft CO2 drukken en bijbehorende temperaturen die wel heel geschikt zijn om bij relatief heel lage temperaturen en vooral kleine temperatuurverschillen tussen hoog en laag, en met "beheersbare drukken" tóch superkritisch te kunnen werken. Dat is alles verder, maar het gedraagt zich verder net zo, als wanneer je met water superkritisch zou gaan. Maar water word pas superkritisch bij iets meer dan 220 bar, en de kooktemperatuur is dan enkele honderden graden....

Dat valt dus wel mee, de temperatuur na compressie is niet zo heel erg hoog.
Overigens is die gaskoeler dan je "condenser" (ook al condenseert een superkritisch gas niet echt) en de verdamper zou je ketel zijn....

Een warmtepomp is in alle opzichten tegenovergesteld aan een stoominstallatie: waar bij stoom warmte in moet komt het er bij een warmtepomp uit, waar mechanische energie uit komt, moet het er in bij een WP, en waar de druk omhoog moet, moet hij bij een WP omlaag.

Vandaar dat het idee van de combinatie van een warmtepomp-circuit met een vermogensturbine er in, tamelijk absurd is.

Dat kun je niet zo 1:1 vergelijken....
Ten eerste is de drukval in een autoturbo maar heel klein (plm 0.5 bar) en een van de vormen van vermogen is "volume X druk(verschil)" ofwel lage druk x groot volume = hoge druk x klein volume, maar wat belangrijker is, is dat in zo'n turbo een warmteval plaats vind die belangrijk bijdraagt aan het asvermogen van de turbo.

.
Da's simpel: turbo + generator in een hermetisch huis, net als een koelkastcompressor.

Nee.... zolang de boel compact genoeg blijft is dat nergens voor nodig: als je een brushless motor van 3 kW @50000 toeren kan bouwen, kun je een rechtsstreeks aangedreven generator bouwen

 

Neen. mijn "boiler" is geen engels voor ketel, maar een waterhouder waarin je drinkwater dmv een warmte wisselaar kan verwarmen. Vergelijk "close in boiler".
Voor de CO2 is het geen condensor, het wordt immers geen vloeistof en daarom heet het "gaskoeler".
En dat ding zit dus in je drinkwater/douchewater-boiler.

 

Ah.... als je het op die manier bedoelt, ben ik het met je eens, maar het is wel verwarrend....

 

Brutus, dank voor je antwoord, op mijn vragen en aannames.
Werkte verhelderend, zo had ik bepaalde zaken nog niet bekeken.

 

Een gas arbeid laten verrichten is een gekend procede in de industrie. De afkoeling is hierbij groter dan bij een reduceerventiel, juist omdat het gas arbeid moet verrichten. Voor kleine debieten, zoals hier eigenlijk, worden zuigermachines gebruikt. Zo'n zuigermachine is eigenlijk hetzelfde principe als een automotor, kompleet met in- en uitlaatkleppen, die op het juiste tijdstip moeten open gaan. De afkoeling gebeurt na de machine, er kan dus geen vloeistof in de machine gevormd worden. Typisch worden die dingen gebruikt om methaan (aardgas) te ontspannen van 40bar naar 4bar, hierbij koelt het gas af van omgevingstemperatuur naar -80° tot -100°C, en blijft gas door de lagere druk. CO2 is een bijzondere stof, wordt allen vloeibaar tussen vrij nauwe grenzen van druk en temperatuur.

 

Dingetje gebouwd...

 

Gaaf.... hoe presteert het?

 

Nog best goed brutus! Ik had al die stukjes ook gelezen over die turbines, en daar een beetje " het beste van alles " uit gehaald...

Bouwen valt tegen, de rotor uit 1 stuk gesneden en bewerkt, schoepen op 55 graden gezet. ( kop van mijn freesbank kan roteren) Dat huis gemaakt met dragende lagers en een dikke as, de massa van het geheel maakt de kracht. Die kappen sluiten de lagers op maar aan 1 kant laat die kap lucht door, naar de uitvoer. Kogellagers met olie smering, 1 kant dicht gelaten. Inspuiting ook op 55 graden, en karren maar.

Wat je ziet is eigenlijk de tweede haha, prototype 1 ligt in de ijzerbak.... ( inspuiting verboord)

Loopt kei - en keihard, gaat onbegrensd harder, zoveel lucht als je hebt. Ik durf niet te meten, wij hebben slechts een oude mechanische tachometer, tot 40000 rpm en das te weinig denk ik.

Ik ga t nog filmen, en zet hier straks een link.

Mvg benjamin

 

En foto's van het inwendige graag

 

http://www.steam.gompy.net/tekeningen/diverse_pdf/

Staan verschillende op de site als tekening.
http://www.steam.gompy.net/tekeningen/diverse_pdf/turbogeneratorall.pdf

 

Dat ie rondgaat en heel hoge toerentallen behaalt, ja, da's nogal wiedes...

Ik bedoelde eigenlijk, kun je hem met een bruikbare hoeveelheid stoom ook een bruikbare hoeveelheid asvermogen laten ontwikkelen? Want dat lijkt me nu juist de fun: stoomketeltje, reductie 1:10 er achter, in een sleepbootrompje, en kijken wat het ding presteren wil.

Overigens gedraagt stoom zich hééél anders als lucht, je kunt met een kilo stoom van 3 bar een hoop meer vermogen ontwikkelen als met een kilo lucht van 3 bar.
Het geheim schuilt in de straalbuis en schoepvorm....

 

Het geheim zit hem in de temperatuur voor en achter de turbine.

 

Boris, brutus,

Ik geloof vast en zeker dat jullie gelijk hebben, jullie zijn echt de rekenaars. Ik heb er zelf veel minder over nagedacht, en het na een paar simpele proefjes gewoon gebouwd.

Stoom daar zal ie wel niet echt van houden denk, gezien de materiaal keuze, maar dat aluminium daar heb ik stapels van liggen en ik wou er niks beters aan besteden, dus vandaar.

Toch denk ik dit :

Echt heel efficiënt kan je in twijfel trekken, maar hij start makkelijk en komt al op hoog toeren bij een lage druk. Met een 3 bar heb je al voldoende, ik heb een belachelijk grote kompressor dus die gaat niet snel leeg. Ik heb die rotor wel uit brons gesneden, en overdreven dik en zwaar op een dikke as. Dus als ze gaat, gaat ie ook echt door. Vermogen...."hij ie best sterk met die massa"

Nogmaals, ik bereken het nooit, ik bouw het gewoon. (soms gaat dat heel goed, en soms moet je iets 3 keer doen....)

Mvg benjamin

 

ZE
???

??
Ik mis de logica.
zwaar geeft veel vermogen zeg je
Maak hem twee keer zo zwaar en hij levert nog meer vermogen..................

Ja, heel even als je hem gaat belasten, daarna is de in het draaien opgeslagen energie toch echt op.

Je kan met een 50W staafmixer een vliegwiel van 5 ton op gang brengen, dan kan je er een 100 kW belasting aanhangen en twee misschien wel drie omwentelingen mee aandrijven.
Haal je dat vliegwiel weg kan je die staafmixer toch maar met eenzelfde vermogen belasten.
Meer massa maakt dan toch geen fl**** uit?

 

NEE!

Temperatuur voor de turbine ligt vast met keteldruk (tenzij je ook nog een eventuele oververhitter hebt) en de temperatuur na de turbine word bepaald door de warmteval, die volledig afhankelijk is van straalbuisvorm en schoepvorm (waarbij de schoepvorm relatief is aan de omloopsnelheid, straalbuishoek, relatieve en absolute instroom en uitstroomhoeken)....

Het geheim zit hem dus écht in de "vorm" van het stoomtraject, want die bepaalt de expansie en de warmteval, en dus de temperatuur....
Vervelend genoeg, verandert die warmteval met het veranderen van de toevoerdruk EN met die instroomhoeken.
Vandaar dat turbines normaliter niet geregeld worden door de stoomtoevoer te knijpen (veranderlijke druk vóór de straalbuis) maar door meer of minder kleinere straalbuizen bij of af te schakelen (alleen de eerstvolgende straalbuis word enigszins geknepen in de overgangssituatie), en probeert men de installatie hoofdzakelijk op een vast toerental te houden.
Alleen bij turbines waar het rendement volledig ondergeschikt is (bijvoorbeeld ladingpompen van olietankers) en het toerental variabel moet zijn regelt men op één of twee straalbuizen. Daar moet je namelijk die stoom sowiso produceren in verband met het inert gas uit de ketel, of je nu hard pompt of niet. Wat je over hebt, dump je.

 

Ik vind het laatst genoemde door brutus wel logisch klinken, klinkt mij aannemelijk.

Zoals eerder gezegd, al dat rekenwerk is voor mij van minder belang. Ik laat dat achterwege, en bouw gewoon.

Toch kreeg ik van mijn vader een boek over de turbines, wellicht heel interessant. Ik vind die materie met berekeningen in dat boek veel te ingewikkeld, en snap daar geen hout van.

Maar ik kan dus wel een en ander nazoeken. Wie belangstelling heeft kan Iets roepen of kopie vragen....?

 

En heeft de man die dit draadje begon nou inmiddels al een turbine, of heeft die het hoofd maar laten zakken.....

Zwijgen is goud.....

 

JA !

Voor de turbine een OS of VS) van 10 bar 180 graden, achter de turbine <100 graden !!
Stoom kan je nu een maal niet terug de ketel in pompen dus je moet koelen naar water.
De 10 bar wordt daarmee ook terug gebracht naar ~1 bar.
Daarnaast gaat de stoom van ~1300 volume terug naar 1x volume water.
Maw je hebt vacuum achter achter de turbine simpel en alleen door de stoom te koelen.
Of hebben jullie geen koeler voor de stoom achter de turbine......natuurlijk niet want je vaart op een dieseltje.

http://www.steam.gompy.net/sers036.zip

Waarom zou die seawatercondesor nu in hemelsnaam achter de turbine zitten ????