Axiale Turbojet

[Tadango]

Het probleem is de lucht stroming door de buisjes. Die nemen de druppels mee waardoor ze nauwelijks de buis raken en verdampen. Een naald die een beetje van de want af zit zorgt direct al voor een hotspot omdat de brandstof pas achter in de kamer verdampt en mengt / verbrandt. De naalden moeten echt met een beetje veerkracht tegen de wand aan zitten anders is de kans klein dat ze goed verstuiven.

In het midden van de buis inspuiten is prima aangezien vaak alleen het laatste deel echt heet wordt en goed verdampt. Het begin van de buis is toch gekoeld door de ingaande lucht en helpt niet mee.

Dat de buisjes beginnen aan de voorkant is prima. Kingtech heeft dit ook zo gedaan, maar dan simpeler:

 

[Jos van der Werf]

Hallo allemaal,

Het is al weer een flinke tijd geleden, maar na wat nieuwe ideeën en wat draai werk, heb ik weer een voorzichtig stapje kunnen zetten met de axiale motor.
Tot nu toe was het duidelijk dat er veel verkeerd ging bij de verdamping van de brandstof.

Ik heb daarom nieuwe verdampingsbuisjes gemaakt, die vrij diep de verbrandingskamer in gaan. Helemaal aan de voorzijde heb ik 2 gaatjes geboord waar de verdampte brandstof uit kan stromen. De buisjes zijn erg klein vanwege de beperkte ruimte dus het is zeker geen garantie dat dit werken gaat. Maar voor het proberen is het altijd leuk. Ik heb er nog even wat foto's gemaakt:

Uiteindelijk heb ik een heel kort testje gedaan, De motor is niet helemaal goed gebalanceerd vanwege het vele in en uit elkaar halen. Ook was het weer vanmorgen niet zo geweldig, maar ik was toch even nieuwsgierig of er iets van versnelling was bij het starten op vloeibare brandstof. Het ziet er tot nu toe nog niet verkeerd uit. Hier onder de link naar het filmpje.

 

[Bart83]

Hey wat leuk dat je weer een update plaatst. Toevallig was ik gisteren de oude filmpjes op jou kanaal aan het bekijken.
Machtig mooi om te zien wat je hier aan het doen bent.

Mvg,

Bart

 

[Unusual RC]

Inderdaad een project van de lange adem! Maar wat een prachtig geluid, en hij lijkt aardig druk op te bouwen. Al enige data over het vermogen?

 

[jd1uth]

He Jos mooi dat het project nog loopt heb regelmatig gekeken naar een update helaas zonder succes het is een blijft een mooi project hoop dat je de voortgang vast kan houden.
wacht in spanning af op de volgende succes update met video.

blijft een top project.

grt Jan

 

[ron van sommeren]

Verdampingsbuisjes afplatten voor meer warmte overdracht? Grotere diameter nemen om zelfde 'debiet' te houden.

 

[Gerald Rutten]

Mooi om je weer bezig te zien! Effe vraagje over je nieuwe verdamper buizen, ik zie dat ze dicht zijn aan de achterzijde? Ik kan het niet helemaal zien en snap de werking niet. Zoals ik het kan zien is de achterzijde helemaal dicht en spuit je daar de brandstof in, je hoopt dan dat de verdampte brandstof naar voren wandelt en door de 2 gaatje de kamer in stroomt. Als dat klopt hoop ik dat het werkt maar volgend mij is er vrij weinig flow om iets te laten doorstromen....ik heb dit systeem nog nergens gezien (zegt natuurlijk niets of het prima kan werken..., gewoon erg benieuwd. hoekige buizen die weer terug naar de voorzijde blazen is en beproeft systeem, ook in drone motoren en volgens mij zelfs in de oude RR motor van de Harier.

 

[Gerald Rutten]

Dit systreem:

 

[Jos van der Werf]

Het is inderdaad een project van de lange adem en ondanks dat het er veel belovend uit zag in de eerste test, is het nog niet genoeg. Wel kan ik al zeggen dat de nieuwe buisjes wel degelijk een flinke verbetering zijn ten op zichtte van alle, al eerder geprobeerde oplossingen.

Om nog even snel een paar vragen te beantwoorden:
Ik heb nog geen gegevens over vermogen wel kan ik zeggen dat de theoretische stuwdruk 180 N zou moeten gaan worden, dit zal een beetje afhankelijk worden van de uitlaat conus. De drukverhouding van de compressor moet uitkomen op 1:2,1 bij een maximale toerental 90.000 omw/min.

De werking van de buisjes is inderdaad bedacht zoals Gerald beschrijft. Aan de voorzijde van de kamer komt de brandstof naald in de buisjes (zo diep mogelijk). De naald injecteert de brandstof in vloeibare vorm in de richting van de achterzijde (dichte zijde) van de verdamper buis. De bedoeling is dat de brandstof genoeg tijd krijgt om te verdampen, terwijl het verdrongen wordt door de nieuwe brandstof dat door de naald binnenkomt (de buisjes zijn maar 4 mm in doorsnede). De verdampte brandstof kan alleen via de de twee gaatjes aan de voorzijde ontsnappen.

Het idee hiervoor is meer uit noodzaak geboren. De verbrandingskamer is erg klein in vergelijking tot de gewone verbrandingskamers (dit zou ook nog een probleem kunnen zijn) en dus moest ik een compacte, relatief simpele oplossing bedenken om de brandstof te verdampen. Het is inderdaad flink afwijkend van de bekende technieken, maar wel het proberen waard denk ik.

Na diverse testen lijkt het er op dat de motor niet verder wil dan ongeveer 15.000 omw/min. Elke keer loopt de motor tegen ongeveer dezelfde grens aan. het maakt niet zo veel uit hoe hoog het aanloop toerental is van de startmotor, deze was in de range van 8000 omw/min tot 10.000 omw/min. Het op toeren gaat in het begin heel erg mooi (veel beter dan alle eerdere aanpassingen), maar vanaf de 12.000 omw/min komen de vlammen de uitlaat uit, het loopt nog door tot ongeveer 15.000 omw/min.

Er is een verschil te zien in de kleur van de vlammen in de uitlaat. Als er gestart wordt vanaf de lagere toerentallen, lager dan 10.000 omw/min, dan zijn de vlammen vooral geel van kleur. Ik denk dat dit vooral niet verdampte brandstof is. Bij de hogere aanloop toerentallen, rond de 10.000 omw/min, dan zijn de vlammen vooral blauw van kleur in de uitlaat.

Het verschil kan ik niet helemaal plaatsen. Ik zit vast op twee theorieën. De eerste is dat de verbrandingskamer te klein is en dat de verdamper buisjes goed werken. Het probleem zou hier zijn dat de verbranding te lang duurt. Echter uit de testen vanaf de lagere start toerentallen blijkt echter dat de buisjes niet goed genoeg werken. Waarom dan toch blauwe vlammen bij de hogere toerentallen? Wat zou kunnen is dat de brandstof deels verdampt in de buisjes en deels in de verbrandingskamer waardoor het door het hogere toerental toch van genoeg zuurstof voorzien wordt, waardoor het in de uitlaat alsnog kan verbranden.

De geplande aanpassingen zijn inderdaad het vergroten van de verdamper buisjes, zodat deze een flink groter oppervlak krijgen. Uiteindelijk heb ik nog wel vertrouwen in het systeem van deze buisjes. We gaan het zien, hopelijk zeer binnenkort!

 

[brutus]

Ik heb weinig verstand van turbines (wel theoretisch, niet practisch), maar van (ver)branden van diesel-achtige vloeistoffen wel "een klein beetje" want dat doe ik voor mijn brood, en ik weet niet beter, dan dat gele vlammen betekent dat je vernevelde brandstof aan het verbranden bent. Met de volledigheid van de verbranding heeft het niet zo heel veel te maken. Ik zie eigenlijk ook gele vlammen altijd rookloos en (nagenoeg) roetloos stoken.
Gasvormige diesel brand meestal blauw (tenzij het echt te weinig zuurstof krijgt, maar dan roet het ook gelijk heel erg) maar ik heb vernevelde diesel of pertroleum nog nooit blauw zien branden, ongeacht hoeveel lucht er toegevoerd werd, of ongeacht de temperatuur in de verbrandingskamer (en de ervaring gaat tot 1200 graden).

Mischien heb je daar wat aan: zoals ik het zie, heb je bij 12000 toeren nog niet voldoende warmte om gasvormige brandstof te krijgen, en bij 15000 toeren wel.
Voor zover ik gewoon op mijn boerenlogica af kan gaan, is OF de verbrandingskamer te klein, OF is er niet genoeg turbulentie (verbrandt het te langzaam) waardoor de verbranding voor een deel na de nozzlering en turbine plaatsvind, en daar levert het geen vermogen meer aan de turbine, dus loopt het toerental niet verder op.

Voer je dan meer brandstof toe, dan verandert er niks aan de hoeveelheid warmte die IN de verbrandingskamer gegenereerd word, want de extra brandstof word aan het einde van de vlam verbrand (is altijd zo: als je extra brandstof toevoert aan een brander zonder de brandr aan te passen, word de vlam langer, niet breder) en dus achter de nozzlering en turbine: de vlammen uit de uitlaat worden groter, maar meer gebeurt er niet.

Volgens mij is dat de verklaring waarom je niet boven die 15K uit komt. Het feit dat dat een "vaste grens" lijkt te zijn bevestigt volgens mij dat het een kamer-probleem is, niet een verdampings of toevoerprobleem.

Nogmaals: gewoon boerenlogica, niet gehinderd door enige significante kennis van zaken, dus schiet er gerust gaten in....

 

[Gerald Rutten]

Wat ik eigenlijk zou doen als ik jou was, voorlopig overgaan naar propaan gas als hoofd brandstof. De eerste commerciele RC turbines waren ook zo van JPX, de T240 en dat liep best goed eigenlijk. Hierdoor elimineer je een mogelijk knelpunt van voldoende verdampen of niet. Je kunt dan dezelfde buisjes aanhouden, dan verdampt het vloeibare gas een stuk beter als een soort pre-heat. Een simpele regelklep ertussen als regeling en je weet wellicht iets meer over de start prestatie van je motor. Mocht dat bevredigend zijn kun je alsnog terug naar kerosine en weet je gelijk of de verdamping goed werkt of niet...., proberen waard?

 

[brutus]

Hoe regel je dan de smering eigenlijk? (gewoon, vraag uit interesse).

 

[mig 3]

Post 169.

Het verschil in kleur bij toerental?
Deed mij denken aan de Turbojet motor van de TU-22 (M3M?)die met haar Turbojet motor optimale verbranding tentoonspreidt ???
(op 2 minuten)

En weliswaar een andere motor.Maar een andere invalshoek voor jou? (Versnellingsbak)

Voor de rest wens ik jou héél veel succes met deze ontwikkeling!

Groet:Robin

 

[G J Broekhuizen]

Hoe regel je dan de smering eigenlijk? (gewoon, vraag uit interesse).

De eerste kj66 werkte met een extern olie potje aan gesloten op de compressor druk van de motor. Nu word er olie in de brandstof gemengd, een deel gaat naar de lagers voor koeling en smering bij mijn turbine 1/13 deel.

 

[Jos van der Werf]

Bedankt voor de leuke reacties en het mee denken over de mogelijke problemen en oorzaken. Al met al ben ik toch weer een stapje verder. Ik heb de motor nog niet op vloeibaar gas geprobeerd, ik had al weer nieuwe verdamper buisjes gemaakt die langer zijn.

De buisjes lopen nu door tot bijna aan het einde van de verbrandingskamer zoals te zien is op de laatste foto. hiermee zijn ze bijna 2x langer geworden dan de eerste buisjes.

Inmiddels heb ik een paar korte testen kunnen doen. De resultaten zijn wederom beter dan de bij de eerste buisjes. Bij de eerste testrun (met de nieuwe buisjes) was het start toerental van de starter 8600 omw/min, tijdens de fuelramp van de ecu ben ik uiteindelijk uitgekomen bij 16400 omw/min waarbij de maximale uitlaat temperatuur was bereikt (850 gr C)

Bij de tweede testrun had ik de fuelramp wat hoger gezet (achteraf was dit misschien niet zo handig). Deze run begon met een starttoerental van 10.100 omw/min en toerde op naar 17.600 omw/min, waarbij weer de 850 gr C werd aangetikt. Deze laatste test was een beetje vreemd en zou ik denk ik even moeten overdoen met een een lagere fuelramp waarde en een betere gasfles.

Bij de eerste run geen vlammen gezien in de uitlaat, bij de tweede run wel een beetje, vooral op het laatste stukje. Toch had ik het idee dat, met name de fuelramp bij de eerste run, veel beter ging dan bij de tweede run.

Nog genoeg dingen te proberen in de komende dagen.

Ik las nog iets over het smeren van de lagers, wel leuk om te vertellen is dat ik voor deze motor een apart smeersysteem heb bedacht. De lagers hebben een olie aanvoer en een olie afvoer. zoals te zien is in de onderstaande foto's

Er zit een aparte pomp in het olie circuit die de olie (met lucht) aan de ene kant naar het lager toe pomp en aan de andere kant de "opvang reservoirtjes" weer leeg pompt. Het systeem werkt redelijk, er komt weer olie terug, maar er gaat ook wel wat olie verloren. Een iets fanatieker pompje was wel mooi geweest, maar dat is voor latere zorg.

De reden dat ik dit op deze manier gedaan heb is omdat ik met 100% olie wil smeren in plaats van olie met brandstof. Al met al een vrij technisch verhaal, maar ik heb de indruk dat de viscositeit van de brandstof te laag is voor een goede smering van de lagers, helemaal bij de hogere temperaturen van bijvoorbeeld het turbine lager.

Hopelijk binnenkort meer nieuws over de voortgang!

 

[nico v kooten]

Al twee jaar geleden dat Jos actief was op het forum.......
Hoe zou het zijn met dit prachtige project? (ook op zijn you tube kanaal geen nieuwe video's)