Кондиционер в авто на основе вихревой трубке Ранка-Хилша

[As]

А шум потока воздуха на выходе?! Через корпус установки и без шумоизоляции не так сильно будет слышно, тем более, она и не в салоне будет (надеюсь...)

[Gisteresis]

Если сильно надо на выходе можно глушитель. Но он будет мощу отнимать, КПД немного скушает.
(По глушителям не спец, мало, что могу сказать.)

[Ramzezka]

Скорость потока и большой шум - только в вихревой трубке. На выходе скорость потока зависит от толщины трубы. Я думаю , что это можно побороть.

[Gisteresis]

Как успехи?

толщины трубы.

Наверное от диаметра.

[Ramzezka]

Как успехи?

Добрый вечер. Да пока никаких успехов, если честно.
Я попробовал взять пылесос, вместо фильтра выходного, после мотора, соорудил типа конус и с него пытался брать воздух. На ощупь там давление максимум 0.3-0.5 .
Это меня немного разочаровало, хотя все логично, впринципе.

Последнее время боролся с 3д принтером (он все таки самодельный полностью и не очень стабильный). Кое каких успехов достиг, печатает хорошо.

Был бы рад, если бы кто то помог - чертежом или советами.

Надо прикинуть конструкцию вихревой трубки, я думаю в камеру будет должно быть 2 входа, к холодному выходу идет заужение. Покрайне мерие в книге сказано что эти моменты повышают КПД.

При печати на принтере любые объекты легко масштабируются, поэтому в 2 клика можно переделать под другой объем воздуха.



Видео старое. Принтер нуждается в доводке до ума (ибо собран их хлама - плоттеров, принтеров и тд, люфты, втулки клапанов )

[Gisteresis]

Так вроде материалов уже хватает. В книге куча чертежей, у вас в первом посте есть чертеж. Советов и идей уже полно было.
Думаю нужно начать с самой простой конструкции без выпендрежа. Ну разве, что подводов сделать несколько. (иначе симметричность вихря хреновая)

[Ramzezka]

Времени мало, хотелось бы сразу идти по правильному пути.
Ведь надо сначала спроектировать 3д модель.

[Gisteresis]

Идеально все равно не получится, а бояться запороть все равно, что ничего не делать. Кроме того тут без проб достичь хорошего результата вряд ли получится. Несколько может помочь симуляция, но разбираться будете еще месяц, два. (я только в теории знаю программы симуляции потока, реально никогда не применял, было ненужно)
У вас на первом посте нормальный чертеж.

[Ramzezka]

Приступаю к 3д моделированию, о результатах сразу отпишусь

[Kotofil]

Приступаю к 3д моделированию, о результатах сразу отпишусь

а в чём будете моделировать в SW ?

проще поставить в автомобиль небольшой современный кондиционер с винтовым компрессором,
он экономичен и позволяет плавно регулировать обороты и холодопроизводительность,
для него не нужно переменное напряжение , так как его внутренний инвертор работает от постоянного напряжения 300в,
и постоянное напряжение проще и дешевле получить из бортсети автомобиля 12-14в

а идея изпользовать теряемую знергию выхлопа интересна,
но мне кажется стоит попробовать несколько иной подход,
например вместо трубы традиционного выхлопа поставить соосную трубу и во внешнию трубу нагнетать воздух с конца, а выпуск сделать возле самого двигателя ,
т.е. выхлопные газы и воздух движутся противотоком и теплобмен происходит лучше.
делать это с по,мошью сдвоенной центробежной турбины, одна часть которой нагнетает холодный воздух в оболочку выхлопной трубы, а вторая часть использует сильно возросшее давление воздуха из-за нагрева для получения энергиии с помощью небольшого но мощного генератора находящегося на оси турбины, будет от чего и кондиционер питать, не отбирая мощность с вала или генератора двигателя и не создавая дополнительного сопротивления выхлопным газам.

зы этот же генератор можно использовать в качестве стартера для её первоначальной раскрутки,
использовать для турбины магнитные неодимовые подшипники,
что избавит от забот со смазкой , маслом, износом и ресурсом.

[Ramzezka]

Ну вот, что то получилось.
2 ввода, заужение к горячему концу - повышают кпд.
Какого размера что должно быть - хрен его знает.
В книге все умно описано, я не осиливаю. Может кто поможет ?

Надо на конце еще сообразить что то вроде вентиля. Я уже придумал как это будет.
Впринципе дело 15 минут - нарисовать такую трубку.

например вместо трубы традиционного выхлопа поставить соосную трубу и во внешнию трубу нагнетать воздух с конца, а выпуск сделать возле самого двигателя ,

Вопрос, зачем воздух пускать рядом с выхлопом и нагревать его ? вы наверное неправильно поняли идею.

Чем холоднее воздух на входе в вихревую трубку, тем меньшую температуру можно получить с холодного конца. Нагревать просто незачем.
Основные задачи : получить большие объемы воздуха под давлением и сконструировать вихревую трубку с максимальным кпд.

Конечно проще всего поставить то, что уже придумано до нас - обычный автомобильный компрессор и все что ему надо для работы. Но это не наш метод ))

У меня все это есть, но мне интересны и вихревые трубки.

Мне не совсем нравится то, что обычный компрессор требует постоянных заправок , обслуживания и так далее. Причем самому это сделать крайне проблематично.


UPDATE

Добавил ребра жесткости + на конце окошко - туда надо вставить конус, вкрутить в него шпильку через отверстие с торца. Кароче крутим шпильку - конус либо открывает окошко, либо закрывает. Получается типа задвижки что то.



Следующий вопрос - как разрезать модель, чтобы принтер ее напечатал. Буду думать над этим.

UPDATE

Разделил, вот как оно будет печататься, должно получиться. 2 таких части потом надо будет склеить вместе.
Хотя можно продумать какие то крепления для соединения.

[Kotofil]

............
Вопрос, зачем воздух пускать рядом с выхлопом и нагревать его ? вы наверное неправильно поняли идею.

Чем холоднее воздух на входе в вихревую трубку, тем меньшую температуру можно получить с холодного конца. Нагревать просто незачем.
Основные задачи : получить большие объемы воздуха под давлением и сконструировать вихревую трубку с максимальным кпд.

если вы поставите вихревую трубу на выхлоп, то вы потеряете в мощности двигателя и этим снизится его кпд, т.е. увеличится расход бензина, то же самое будет если вы подключите компрессор к валу двигателя или бортовому напряжению +12в которое нагрузит генератор который в свою очередь нагрузит вал двигателя,
но если вы используете нагрев выхлопной трубы выхлопными газами это никак не отразится на увеличении потреблении топлива двигателем, тем не менее вы получите дополнительную энергии и таким образом повысите кпд.
сварить дополнительную трубу вокруг выхлопной существующей трубы вполне возможно и не очень дорого, тем не менее несколько десятков киловатт которые теряются вполне смогут превратится в несколько киловат электроэнергии которая сможет крутить двигатель компрессора совершенно бесплатно для вас,
для этого и нужна сдвоенная турбина с небольшим высокооборотистым генератором и дополнительная труба вокруг выхлопной трубы двс авто.
труба ранке интереснаая штука но из-за низкого кпд на автомобиле она будет лишь увеличивать расход топлива без заметной пользы, которую 100% даст получение несколько киловат энергии от тепла выхлопной трубы,
это ведь реальная польза!

[Ramzezka]

Теперь я понял вашу затею, только всегда интересно было - типа как в газотурбинных двигателях, нагнетается воздух, разогревается и выталкивается еще сильнее. А почему он не пытается выйти назад, замедляя тем самым вращение турбины нагнетения и не портя всю картину?

В общем целом ваша идея требует огромных переделок и вложений.

По поводу низкого кпд.. смотрите.
Обычный авто кондиционер потребляет допустим 2 кВт, вырабатывает холода 4 кВт. Все довольны.
Вихревая трубка может потреблять столько же, а производить на 50% меньше , чем компрессор на фреоне.

И в этом случае она удовлетворит все требования : комфортная езда в жару, отсутствие необходимости в обслуживании (а для старых систем это ежегодная заправка на пару тыщ рублей), бьет по карману не больше чем обычный кондиционер.

И если спросите меня - хочу ли я за те же деньги на своем стареньком авто получить не морозильник, а просто комфортную езду в жаркую погоду (которая у меня 2 месяца в году) - я скажу "да".

Вопрос - что экономнее: 2 месяца работы вихревой трубки с низким кпд, или 2 месяца работы кондиционера с более высоким кпд, но ежегодная дозаправка фреона?


На старых автомобилях нереально сделать герметичной систему, либо это будут совершенно новые компоненты и стоить будет 30+ тысяч рублей

[Kotofil]

Теперь я понял вашу затею, только всегда интересно было - типа как в газотурбинных двигателях, нагнетается воздух, разогревается и выталкивается еще сильнее. А почему он не пытается выйти назад, замедляя тем самым вращение турбины нагнетения и не портя всю картину?

у сдвоенной центробежной турбины секции не равны хотя и находятся на одном валу,
та что засасывает и нагнетает холодный воздух уже(т.к. у неё меньше расход воздуха)
а та что отбирает энергию от уже нагретого воздуха шире(т.к. обьём воздуха больше)
поэтому крутящий момент на выхлопной секции турбины пересиливает тормозящий момент
на компрессорной секциии турбина начинает раскручиваться , но при этом с вала турбины
отбирает мощность электрогенератор.

В общем целом ваша идея требует огромных переделок и вложений.

педелать выхлопную систему стоит денег, возможно
сварить новую будет стоить дешевле при какой то минимальной серийности,
также как и изготовление турбины и генератора(в качестве которого можно использовать подходящий асинхронный эл.двигатель.)
опытный образец будет немного дороговатым, но это всегда бывает при создании нового.

И если спросите меня - хочу ли я за те же деньги на своем стареньком авто получить не морозильник, а просто комфортную езду в жаркую погоду (которая у меня 2 месяца в году) - я скажу "да"

.
большинству проще продать старый авто и купить новый с кондиционером,
даже самым упоротым автовладельцам сподручнее поставить кондицинер в свой корч,
а не тратить кучу денег на малоэффективную трубку ранке и её установку и переделку авто, которой всё равно потребуются теплобменники и турбины и повышенный расход топлива в придачу,
на мой взгляд тупиковая тема,
поставить дешёвый электрокондиционер дешевле выйдет 100%, особенно бу , чем возня с переделками связаннами с установкой трубки ранке.
опять же при продаже авто-хлама или отправке его в утиль , кондиционер легко продать,
а трубку ранке возьмут только в лом.

На старых автомобилях нереально сделать герметичной систему, либо это будут совершенно новые компоненты и стоить будет 30+ тысяч рублей

важные нюансы и экономическую целесообразность следует учитывать,
а она пока что показывает большую пользу за меньшие деньги у кондиционера.

[Ramzezka]

У меня совершенно нет ориентировок на какую то серийность. Поэтому для меня более важна стоимость рабочего прототипа и дальнейшая его эксплуотация.

Купить новую тачку не вариант - эту я восстанавливаю уже 5й год, вроде бы. Хобби кароче.

Чтобы сделать кондишен, не нуждающийся в обслуживании, надо потратить 30к.

Вихревая трубка не требует радиаторов , теплообменников. Все что надо - нагнетатель , сама трубка рядом с ним и воздуховод в салон.

Никаких фреонов, ответственных соединений и т.д.

я все работы делаю в своей машине сам и для меня сейчас довольно трудная задача - установить нормальный кондиционер.

[Kotofil]

У меня совершенно нет ориентировок на какую то серийность. Поэтому для меня более важна стоимость рабочего прототипа и дальнейшая его эксплуотация.

но тогда это сплошные убытки, если учесть потери вашего времени

Купить новую тачку не вариант - эту я восстанавливаю уже 5й год, вроде бы. Хобби кароче.

не проще ли поискать готовую бу и купить задёшево
японские отличные бу попадаются с кондиционерами и очень недорого.

Чтобы сделать кондишен, не нуждающийся в обслуживании, надо потратить 30к.

есть гораздо дешевле и новые, если вы готовы всё делать своими руками то вам вообще всё в копейки обойдётся.

Вихревая трубка не требует радиаторов , теплообменников. Все что надо - нагнетатель , сама трубка рядом с ним и воздуховод в салон.

нагнетатель стоит денег, его установка в готовую конструкцию авто тоже, воздуховоды и вентиляторы тоже не бесплатны, в итоге затратная часть легко может превысить ожидаемую пользу.

я все работы делаю в своей машине сам и для меня сейчас довольно трудная задача - установить нормальный кондиционер.

и что там трудного?
установить корпус и прикрутить саморезами преобразователь и кинуть пару воздуховодов?
пару тумблеров и переключатель режимов поставить на торпеде,
за полдня с перекурами легко управитесь.

[Gisteresis]

Не понял как преобразовать тепло от выхлопной трубы в электроэнергию?
Так бы все и использовали.

Размеры возьмите см 20..30 в длину, остальное пропорционально.
Длина вашей трубки мне кажется короткой. Тут приводили видео. Посмотрите там какое соотношение длины трубы и части где происходит вход.

Сталь 10 это конечно мощно

Сразу бросается в глаза ошибка. ИМХО слишком большой диаметр входных трубок, ваша задача там получить максимальную скорость потока. Для этого диаметр нужно уменьшить. Очень тонкий вход поглотит всю энергию потока и ее не будет хватать на сам процесс разделения по плотности сред в вихре. Так что 4..8мм будет мне кажется вполне.
Хотя если у вас будет бешеный расход, тогда вход нормальный.

Кароче крутим шпильку - конус либо открывает окошко, либо закрывает.

Ага, только хотел предложить.

Следующий вопрос - как разрезать модель, чтобы принтер ее напечатал.

Если хотите резать на 2 части, то на одной из них сделайте пазы с внешней части, чтобы при совмещении половин они четко фиксировались друг с другом. Этот же паз позволит проще склеить. А главное точность совмещения возрастет.

всегда интересно было - типа как в газотурбинных двигателях, нагнетается воздух, разогревается и выталкивается еще сильнее.

Там по кругу стоят форсунки, в них подается топливо. Оно горит, образуется много газов, они образуют давление. Под действием этого давления газы стараются выйти из камеры сгорания и попадают на турбину высокого давления, она меньше диаметром. Потом попадают на турбину низкого давления, она больше диаметром. Потом они выходят из выхлопной трубы в виде очень горячего потока, а то и огненной струи. Это танковые и двигатели для тяжелой дорожной техники. В авиационной технике немного иначе, но смысл тот же.
Расход топлива в таких двигателях относительно большой. Поэтому на танках делают дополнительные баки на корпусе. Пока танк едет к месту боя, он расходует топливо из них.
Как это поможет в данном случае?

[Ramzezka]

Kotofil, устанавливать стационарный кондиционер в виде ящика, который в окно пихается обычно + преобразователь - этого я делать точно не буду)
я так понял вы описываете именно этот вариант. И куда его пихать такой? в салон или в багажник.
Нормальный кондиционер не идет готовым блоком - это компрессор, конденсор, испаритель, все это в разных местах, соединяется шлангами и трубками.

Если и делать так, то нужно все от одной модели. Отдельные части порой очень трудно найти. А брать целый комплект сразу - очень дорого.

Но если бы вы читали все то , что тут написано, знали бы, что именно этим я и занимаюсь. + вихревые трубки.

Gisteresis, мне было интересно, почему газ под давлением не идет обратно, к нагнетателю. На этот вопрос мне уже вроде ответили ))

Толстые входы на низкое давление ориентированны, ибо хочу попробовать к турбине пылесоса для начала.

С более тонкими уже буду к компрессору цеплять.

Длина трубки ограничена полем печати. Если длиннее - надо будет делать составную. Так или иначе эксперименты будут.

Вчера смотрел видео, где взяли компрессор кондиционера на авто и тупо качают воздух им ! (почему нет ?!?) написано 150 кубиков за оборот. тобишь на 1000 холостых можно снять 150 литров в минуту.
И тут я подумал... ведь качая воздух на 3 атмосферы - гораздо меньшие нагрузки, нежели фреон на 16 атмосфер!
Значит... можно тупо уменьшить шкив компрессора, поднять его обороты раза в 2-3, получить большие объемы воздуха особо его не перегружая.
Это могло бы работать в паре с ВТ.

Вопросы смазки там решены таким образом - тк компрессор кондея смазывается маслом, которое во фреоне, то на вход там идет подача картерных газов, а на выходе маслоотделитель стоит.
Можно сделать масляный пульвиризатор или типа того. Кароче в теории можно смазать. А на практике уже у кого то работает. Значит можно и использовать.



Максимум информации об этом нашел тут: http://pnevmopodveska-club.ru/topic/50- ... opodveski/


UPDATE

Вот как трубка печатается:



Фото того, что получилось:

Спойлер

Плохо печатаются вершины выпуклостей, тк пластику не на что опереться.
Размер, мне кажется, надо бы увеличить. Толщину стенок. А так же узел с затвором надо усилить.

Итог:

Спойлер

Кароче судя по звуку, если дуть , то реально че то завихряется и звук соответствующий

[Gisteresis]

почему газ под давлением не идет обратно, к нагнетателю.

Четче формулируйте вопрос.
Про газотурбинный я ответил, а вот если вы имели в виду ВТ, то там так:
Газ с высокой скоростью входит в секцию закручивания. Так как с одной стороны стенка, газу неостается выбора как распространяться в сторону трубки. Причем он размазывается по стенке трубы. Из за разности плотности слои разделяются и более холодный слой оказывается в центре, для него меньше препятствий чтобы выходить со стороны подачи через дырку в центре. А горячие слои выходят через клапан с другой. Там наоборот создано препятствие в центре но нет по краям. Тоесть течение слоев в процессе преобретает разное направление.

Тут я правда непонял. Горячий воздух поидее должен быть менее плотным, а холодный более. По логике более холодный должен быть более тяжелым и от скорости размазываться по стенке. Но это видимо у меня таракан в голове.

Саму трубку можно вообщя взять любую металическую. Алюминий например. Даже будет лучше охлаждаться.

Про компрессор, может быть. Нужно попробовать. Если сильно поднять обороты он может пойти в разнос. Там трущаяся пара цилиндра может быстро выработать ресурс. Так что не все так просто. Нужно пробовать.

Очень хреново то, что шероховатость стенок просто запредельная. Нужно ее как то победить. Или можно для начала пластилином вымазать внутренние поверхности или зашкурить...
Из за нее газ не будет скользить по стенке а будет тормозиться.

[Kotofil]

Ramzezka
Kotofil, устанавливать стационарный кондиционер в виде ящика, который в окно пихается обычно + преобразователь - этого я делать точно не буду)
я так понял вы описываете именно этот вариант. И куда его пихать такой? в салон или в багажник.
Нормальный кондиционер не идет готовым блоком - это компрессор, конденсор, испаритель, все это в разных местах, соединяется шлангами и трубками.

обычный стационарный кондей-моноблок расчитан на квартиру, вам такой для авто не нужен,
нужен маленький , установите его под капотом (он размером как сумка)
аккумулятор можно и в багажнике установить (проложив к нему два толстых провода)
преобразователь рядом прикрутите (он размером с 1-2 блока сигарет)
это же гораздо проще чем переделки с вихревой трубкой и компрессором для неё.
кондиционер может работать и когда двигатель не работает, а вы например попали в пробку, а на улице жара +50С.

подброшу ещё одну вам идею
если в турбине для прокачки воздуха(котторую я выше описывал) и отбора мощности от выхлопных газов сделать третью секцию,
то она может работать как компрессор для вашей вихревой трубки,
в итоге получаете холод бесплатно не нагружая двигатель и не увеличивая расход топлива.
(но я бы поставил маленький кондиционер и решил проблему)