PALBA.CZ

OK jeste skusim jeden ilustrativni vypocet ja
Vezmu jersey.se letadlo letici 40m/s se 100kW mechanickym vykonem, dejme tomu taky 100kW odpadniho tepla jdouciho prez chladic. Uvazujme ze se vzduch v chladici zahreje o 50K (coz je rozumne, pokud je chladici kapalina o 100K teplejsi nez vstupujici vzduch ) Pri izobaricke teplene kapacite vzduchu cp=1kJ/kg.K to znamena prutok 2kg/s, coz pro 40m/s znamena vstupni prurez chladice S=0.05m^2.
Z izobaricke expanze pro idealni plyn pV=nRT bude zmena objemu pri zahrati z 300K na 350K 7/6. Tzn. vystupni otvor chadice dejme o 17% vetsi nez vstupni.

Dynamicky tlak vzduchu proudiciho do chladice je odpovida sile F= 0.5*ro*v^2*S ~ 40N
(pzn. proc mi vyslo o tolik mene nez jersey.seovych 331N je ten ze jsem chtel zahrat plyn na co nejvyzsi teplotu, a mam tedy mensi prurez chladice)

diky o 17% vetsimu prurezu vystupni apertury (odpovidajici 17% expanzi) bude muj chladic (v pripade ze jeho odpor bude nulovy! ) vyvozovat tah 0.17*40 = 7 N
To uz neni tak uzasne jako jersey.seho vysledek ~1000N, ale lepsi nez nic

Nekoho muze napadnout ze tah se zlepsi kdyz pouziju chladic vetsiho prurezu, jenomze v tom pripade zase klesne teplota vystupniho plynu, expanze bude mensi.

Z mé strany bez námitek. Aspoň je vidět jak je vše relativní.

Tohle je aspoň diskuse podle mého gusta.
Napadlo mě to počítat jako plynovou turbinu (přes Ericssonův/Braytonův oběh - 2 adiabaty + 2 izobary). Pokud nejsem úplně mimo měl by tento oběh alespoň přibližně fungovat i pro náporový motor. Pro tento rozsah teplot a tlaků by měla navíc celkem slušně fungovat teorie ideálního plynu. Ať pro Palbu taky něco konstruktivního někdy udělám.
PS.: Nebude to ale hned. Dneska se k tomu už nedokopu a navíc jdeme večer na pivo, což do mého zítřejšího programu zanáší určitou nejistotu.

Jedinej problém vidím v tom, že Ericssonův oběh je uzavřený, ale jak říkáš, v tomhle rozsahu teplot je to asi jedno.

Hans S. píše:Jersey není ten, kdo by v tomto případě začal s jízlivostí. Příspěvek, který napsal Takaru nejen že není věcně správný, ale navíc nemá pořádnou hlavu a patu + ještě k tomu jízlivý. Takříkajíc si Jerseyho ostřejší reakci zasloužil.

Nicméně souhlasím tím, že vzájemný respekt v diskusi je velmi důležitý, těžko se ho ale dociluje tak, když někdo do vlákna vstoupí s takovou vervou, jako se to podařilo Takaruovi.

Však já nenapomínal jen Jerseyho. Kdyby ano, dal bych mu to jasně na vědomí. Napomínal jsem oba. To aby bylo jasno.
Já s Takaruem taky nesouhlasil ohledně jeho výpočtů, ale je lepší mu napsat - máš chybu v tom a tom, než napsat - jsi blbec, nic nekomentuj.

Na druhou stranu kolik toho tepla z oleje la-7 dokázala přeměnit na pohon? Jistě, druhá nejdůležitější vlastnost olejového okruhu je chlazení, ale určitě nebude mít takový přenos, jako třeba mustang, který prakticky veškeré teplo z bloku motoru přemisťuje do chladiče. La-7 možná 10%?

U vzduchem chlazeného motoru se odvádí olejem podstatně víc tepla než je tomu u kapalinového motoru. Zkusili jste někdy zakrýt olejový chladič Tatrovky? A ještě k tomu je olejový chladič podstatně, ale podstatně menší, takže má i podstatně menší odpor.

A jak je to s tim "naporovym efektem" v NACA krytu motoru? Vyuzivalo se toho? Jde to nejak sronat s kapalinovym chladicem?

Na jednu stranu mi prijde ze navrhnout kryt motoru tak aby vyvozoval tah musi byt mnohem tezsi nez tak navrhnout kapalinovy chladic, protoze jsem omezen tvarem motoru ktery ma byt obtekan.

Na druhou stranu teplota vzduchem chlazeneho motoru je vyzsi nez teplota kapalinoveho chladice, takze ten efekt by tu mohl byt silnejsi.

Ale zase zatimco v kapalinovem chladici muze kapalina cirkulovat v protiproudu (tak ze nejchladnejsi kapalina je v bliskoti vstupu vzduchu a nejteplejsi v blizkosi vystupu), tak v krytu motoru jsou valce teple stejne.

[quote="Tempik"][quote="Hans S."]Jersey není ten, kdo by v tomto případě začal s jízlivostí. Příspěvek, který napsal Takaru nejen že není věcně správný, ale navíc nemá pořádnou hlavu a patu + ještě k tomu jízlivý. Takříkajíc si Jerseyho ostřejší reakci zasloužil.
bylo naznačeno (asi málo), že otázky 2 a 3 jsou nesmyslné a byly opravdu jen provokací - ne jízlivostí - vyplatilo se.
Nicméně souhlasím tím, že vzájemný respekt v diskusi je velmi důležitý, těžko se ho ale dociluje tak, když někdo do vlákna vstoupí s takovou vervou, jako se to podařilo Takaruovi.
Nevstoupil jsem s vervou mnebo dokonce despektem, otázku č. 1 jsem mínil vážně, protože tvrzení se mi zdálo přejaté a priori. Vzhledem k vzdělání i reálné let. praxi + vyrůstání v reálném sociku se stavím ke slovům "vyvozuje tah" s nedůvěrou (jaký : měřitelný, účinný, použitelný, doložitelný atd.) Plácnout z voleje jen tak něco a pak o tom sáhodlouze kecat??To patří na blogy o chemtrails, ne sem, i když o té laminaritě mne to trocha nadzvedlo-promiň jersey.
Já s Takaruem taky nesouhlasil ohledně jeho výpočtů, ale je lepší mu napsat - máš chybu v tom a tom, než napsat - jsi blbec, nic nekomentuj.
Výpočet energetické kapacity na základě kalorimetrické rovnice včetně převodu na měrné palivo (takový nádherný alias [J] a vhodné jen pro ČEZ+GE, STRAŠNĚ JSEM SE BAVIL!!! 8o) ) , to přece nemohl brát vážně ani student II. ročníku gymnasia. Raděj Úúuž rovnou provedu očistnou sebekritiku : " jsemť předpokládaje blbec".

VŠEM DISKUTUJÍCÍM DĚKUJI, a ti naštvaní - těm taky.
takaru - ČauP

PS až se zase něco vyskytne rád a s chutí vyprovokuji něco podobného, protože nakonec se z toho vyvinula pro mne (a doufám i pro ostatní) vysoce poučná a kvalitní diskuze, včetně použitých postupů a metodik - DÍK

PPS nezapomeňte na uhlí!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8o)

Asija: Tady by se mohl asi rozhovořit Hans, Němci zvládli aerodynamicky účinné zakrytování hvězdicových motorů jako první a Lavočkin s největší pravděpodobností z jejich řešení hodně vytěžil. Kapotáž byla každopádně hodně těsná a bylo nesmírně obtížné uspokojivě uchladit zadní řadu válců a ještě minimalizovat odpor. Britům se to pokud vím dlouho nedařilo, proto se moc neujal Lancaster s motory Bristol Centaurus, který byl sice mimořádně silný při startu, ale kvůli velkému odporu v cestovní rychlosti měl ve skutečnosti omezený dolet ani Tempest II, přestože papírově byly všechny parametry lepší než u V a Centaurus se také znatelně lépe choval než Sabre.

Takaru: Nějak nechápu a zároveň ani nemám sílu chtít to chápat.

V Německu byl průkopníkem těsného kapotování hvězdicového Focke-Wulf a BMW. Obě společnosti poměrně intenzivně spolupracovaly a jak to tak bývá, když šel celý projekt skoro do kytek, tak házely vinu jedna firma na druhou. Nejdříve se pokoušeli vést vzduch dutým středem rozměrného vrtulového kužele. Kladný výsledek se nedostavil, naopak, vzduchu proudil k motoru nedostatek a při pokusech se tohoto neduhu zbavit to jako první odnesl právě zajímavý prstenec. Naštěstí . Byl totiž pěkně hnusnej:



Další úpravou bylo přidání ventilátoru, který hnal do oblasti motoru další vzduch. Sací otvory byly ukryté pod kapotou (v typických boulích). Chladič oleje byl skryt v prstenci před motorem, stejně tak olejová nádrž. Chlazení oleje probíhalo tak, že horký vzduch od chladiče oleje neproudil dále k válcům, ale byl doslova vysáván mimo letoun. Vypadalo to tak, že chladný vzduch vstoupil do motoru, byl "vcucnut" k chladiči a následně vzduchem proudícím okolo letounu vycucnut hned na prstenci ven. Zde je to vše krásně vidět:



Vzduch pro celý motor vstupoval jediným otvorem mezi kuželem a prstencem. Následně můžeme vidět menší kroužek (s výraznější mezírkou) - právě tudy přehřátý vzduch od chladiče unikal. Samotný chladič byl dále uvnitř krytu - mezi těmito "průduchy" a boulemi.

U Fw 190 bylo vše optimalizováno na generování co možná nejmenšího aerodynamického odporu samotného letounu. Proudění vzduchu okolo motoru bylo sice velmi důmyslné, ale o nějakém měřitelném vyvozovaném tahu nelze příliš mluvit. Prostor pro odvod vzduchu byl velice úzký (v původním návrhu pouze okolo výfuků, později byly přidány speciální štěrbiny pro odvod horkého vzduchu a ještě později byly doplněny o regulovatelné klapky, aby naopak nedošlo k podchlazení). Takže ač byl motor Fw 190 skvostně kapotován, ohřátý vzduch jej vpřed příliš nehnal. Něco jiného to bylo u pozdějších Fw 190 D s motory Jumo 213, tam to bylo již naopak, chladič (jak kapaliny, tak oleje) skutečně vyvozoval výraznější tah. Co je ale zajímavé, tak i přes tento tah a o chlup nižší aerodynamický odpor vzrostla rychlost tohoto letounu při stejném výkonu jen velice málo (do 10 km/h).

Tak jsem si udělal těch pár slíbených výpočtů.
Vycházel jsem z Ericssonova/Braytnova oběhu pro plynovou turbinu, který tvoří 2 adiabatické změny (jedna komprese a jedna expanze) a dvě izobarické změny (izobarický ohřev a ochlazení). Viz obr. z Wiki.


Předpoklady:
1) Podmínky standardní atmosféry u hladiny moře:
Tlak p0 = 101,325 kPa
Teplota T0 = T1 (v diagramu) = 15 °C = 288 K
Hustota ρ = 1,225 kg/m^3
2) Rychlost letu „nezatížené vlaštovky“:) (tady La7 na nominálním výkonu 1500 k) v = 600 km/h = 166,6 m/s
3)Vzduch uvažuji jako ideální plyn s χ = 1,4 .
4) Teplota oleje nějakých 120 – 130 °C => teplota ohřátého vzduchu na výstupu z chladiče (po izobarickém ohřevu) T3 = 100 °C = 373 K.
5) Termodynamickou účinnost adiabatické expanze zanedbávám (aby se mi nakonec z té turbiny nestala lednička ;) ).

Oběh si popíšeme pěkně bod po bodu.
Bod č. 1.:
T1 = T0 = 288 K
p1 = p0 = 101,325 kPa

Bod č. 2.:
Tlak v bodě 2 po adiabatické kompresi jsem určil jako statický tlak v okolí letounu (101,325 kPa) + dynamický tlak, který vznikne díky letové rychlosti Lavočky. Z Bernouliho rovnice tady plyne dynamický tlak: pd = (v^2)*ρ/2 = (166,6^2)*1,225/2 = 17,014 kPa
p2 = p0 + pd = 101,325 + 17,014 = 118,339 kPa
T2 = T1*(p2/p1)^(χ-1/χ) = 288*(118,339/101,325)^(1,4-1/1,4) = 301 K

Bod č. 3.:
T3 = 373 K ...teplota na výstupu z chladiče.
p3 = p2 = 118,339 kPa ...mezi body 2 – 3 je izobarická změna.

Bod č. 4.:
p4 = p1 = 101,325 kPa ...uvažujeme expanzi na okolní tlak,který bude za chladičem.
T4 = T3*(p3/p4)^(χ-1/χ) = 373*(101,325/118,339)^(1,4-1/1,4) = 357 K

Práce oběhu je teplo přivedené – teplo odvedené.
Teplo přivedené qp = cp*(T3-T2) = 1004,5*(373-301) = 72,324 kJ/kg ...kde cp je měrná tepelná kapacita vzduchu při konstantním tlaku (izobarický ohřev) a je rovna cp = 1004,5 J/kg*K.
Teplo odvedené qo = cp*(T1-T4) = 1004,5*(288-357) = -69,31 kJ/kg.

Celková práce oběhu tedy je:
w = qp-|qo| = 72,324-69,31 = 3 kJ/kg. ...ty setinky jsem zaokrouhlil.

Teď nějaké ty účinnosti pro asiju :
Termická účinnost:
ηt = w/qp = 3/72,324 = 0,04 = 4% ...celková účinnost oběhu.
Účinnost ekvivalentního Carnotova cyklu:
ηc = 1-Tmin/Tmax = 1-288/373 = 0,23
Carnotická účinnost oběhu:
ηcar = ηt/ηc = 0,04/0,23 = 0,17 ...učinnost oběhu vůči účinnosti ideálního Carnotova oběhu.

Teď to zajímavější. Zkusíme tyto měrné hodnoty naroubovat na naši La7.
Nechť je pro mechanický výkon motoru 1500 koní tepelný tok odvedený olejem roven 750 koní (vycházel jsem zhruba z těch 30% a snížil jsem to o teplo odvedené vzduchem). V kilowattech je to:
P = 750*0,7355 = 551,6 kW.
Hmotnostní tok chladičem vypočtu z poměru s měrným odvedeným teplem:
m = P/qo = 551,6/69,31 = 8 kg/s.
Objemový tok:
V = m/ρ = 8/1,225 = 6,5 m^3/s.
Plocha průřezu chladiče:
A = V/v = 6,5/166,6 = 0,039 m^2.
Uvažuji součinitel odporu vzduchu cx = 1,3. Potom výkon zmařený na chladiči je:
Pod = 0,5*cx*ρ*A*v^3 = 0,5*1,3*1,225*0,039*166,6^3 = 143,5 kW.
Výkon získaný tahem chladiče (neboli počítaným oběhem) je:
Ptah = w*m = 3*8 = 24 kW.

Závěr:
Nevím jaké přesně se používaly aerodynamické „vychytávky“ při konstrukci takovýchto chladičů, ale vzhledem k malému výkonu takovýchto oběhů (díky malému rozdílu teplot a malé kompresi) jsem dospěl k závěru, že vyvozovaný tah nebyl větší než aerodynamický odpor (alespoň na vyšších rychlostech kde výkon ztracený odporem roste s třetí mocninou), pouze tuto ztrátu snižoval. Velice pravděpodobně to bude platit i pro ten Mustang, pochybuju že šli s teplotou glykolu nějak výrazně výše, nežli je těch mých uvažovaných 120 – 130 °C. Ale samozřejmě, to byli Amíci...těm to přes veškerou termodynamiku nějak fungovalo a táhlo:))...

jersey: To že je tento oběh uzavřený přece není problém. Ta změna mezi body 4 a 1 (izobarické ochlazování) přece odpovídá v reálu výfuku plynu z chladiče do okolí (o tlaku okolí p0) a současnému nasátí vzduchu z okolí (o stejném tlaku) na vstupu chladiče. Větší fikce je spíše ta změna mezi body 3 a 4 – ta expanze až na okolní tlak.

Super skvele. skoro bych byl pro to umistit nekde na titulni stranku at se to tu v diskuzi nestrati

Mam radost ze kdyz sem tipnul 5% ucinost nebyl jsem tak daleko od tebou ted precizne vypoctenych 4%

Jinak z ceho plyne cx=1.3 ? Vzdyt to je horsi nez kolma deska. Ocekaval bych ze chladice maji cx podstatne nizsi, vzdyt je ton mrizka trubicek pokud mozno co nejlepe aerodynamicky tvarovanych.
Takze ja bych celkem veril ze ten tah odpovidajici vykonu 24kW odpovida v celku skutecnosti, ale ten odpor (resp. vykon zmareny odporem) bude podstatne mensi, a ze ve vysledku bude chladic produkovat tah velice blizky (mozna i vetsi) nez odpor.

EDIT: Teda jestli vam trochu vidim do hlavy, tak ty i Jersey.se jste asi uvazovali ze cx=1.3 proto, ze vzduch je v chladici zabrzden na nulovou rychlost a cela jeho kineticka emergie je vyuzita ke kompresi plynu. To neni moc realisticke, ale dejme tomu. to ale neznamena ze cx bude 1.3 protoze protoze vnitrni energie stlaceneho plynu je zase uvolnena na vystupu z chladice, Takze ten odpovidajici vykon 143 kW sice plyn na vstupu pohlcuje, ale na vystupu zase uvolnuje, a jeste k tomu pribude tech 24kW zikanych tepelnou expanzi.

EDIT 2) Jeste pro uplnost by stalo zato dodat ze 24kW pri rychlosti 166 m/s odpovida tahu F = 145 N

Taky jsem se divil, kde jsi na tu účinnost tak dobře přišel .
cx = 1,3 je pro dutou polokouli ofukovanou směrem "dovnitř" (jako ve smyslu např. padáku nebo lopatky Peltonovy turbiny). Bral jsem to jako ten nejhorší případ (i ta deska má cx = 1,2 tuším), reálně to bude určitě míň (kdo máte nějaké lepší informace tak sem s nima), na druhou stranu je to jenom konstanta co se tam "krčí" vedle té rychlosti na třetí , vliv bude mít "pouze lineární".

Uvažoval jsem to jako čistě ztráty od obtékání průřezu toho chladiče a použil jsem to prostě "inženýrsky", protože horší to být nemůže:).
Zpomalování na nulovou rychlost jsem neuvažoval, stejně jako na třecí ztráty o stěny toho chladiče (které by nám to "celkové" cx zase trochu zvedly) jsem se sprostě vykašlal...

Díky za ten přepočet na N, třeba je to pro někoho názornější.

Taky tleskám Achile.
Asity - zas na druhou stranu Achil bral ideální laboratorní podmínky a podle mého vzal i několikanásobně víc tepla co odvádí olejový hladič. Nejvíce tepla u vzduchem chlazeného motoru odejde určitě samotným vzduchem a samozřejmě i výfuky (tam možná odejde tepla úplně nejvíce?). 30% odvedeného tepla olejovým chladičem je podle mého až moc. To by byla asi otázka na Ikalu, nebo jiného člověka zabývajícím se přímo motory.

Odpor na této rychlosti by se dal také spočítat, troufne si na to někdo?

ad cx, jo "inzenyrsky" pristup je v pohode. Ja bych zase chladic z opacneho konce aproximoval trubkou A cx=1 by znamenalo ze vzduch v te trubce preda vsechnu kitentickou energii a zastavi se, coz mi neprijde uplne ve shode s tim jak si predstavuju funkci chladice

tady sem neco nasel,
http://www.simutechgroup.com/images/Bro ... PL8744.pdf

pokud se na to jednim okem divam spravne tak
pro chladic s kruhovymi trubkami minimalni Cd= 0.4
pro trubky ve tvaru symetrickeho profilu minimalni Cd= 0.125
(ale nic jsem necetl, jen se podival na grafy)

No pokud použijeme dělení tepla v poměru 4:3:3 (práce,teplo odvedené výfukem a teplo odvedené chlazením) tak mi na chlazení z 1500 k vyjde 1125 k, což jsem snížil na těch 750 k.
Ano, je to i tak hodně, proto jsem tam ty čísla přesně psal, aby vyniklo o jak hrubé nástřely šlo (já vám dám preciznost) .
Jestli myslíš tím odporem hodnotu v Newtonech, tak jak asi už přepočítával asija - je to jenom výkon podělený rychlostí tedy:
F = Pod/v = (143,5/166,6)*1000 = 864,5 N (ten násobek 1000 je převod z kilowattu na watty).

EDIT: asija - pokud by to bylo těch cx = 0,125 tak by to nějaký tah vyvozovalo - přesněji asi 10 kW...což je 60 N. Tak a teď se o těch 60 N můžeme začít hádat nanovo...o kolik to zvýšilo rychlost La7 o hmotnosti 3 tuny?

EDIT 2: Jo tak už jsem si v tom výpočtu našel chybu. Naštěstí jenom drobnou.
Jde o ten výpočet hmotnostního toku m a pak dál - ten výkon chlazení nemá bejt podělenej odvedeným teplem, nýbrž teplem přivedeným (to je totiž teplo, které dodá olej do té termod. soustavy, nevím proč jsem včera myslel na teplo co odchází na výtoku z chladiče) .
Takže po opravě:
Hmotnostní tok m = 7,62 kg/s
Objemový tok V = 6,23 m^3/s
Plocha průřezu A = 0,037 m^2
Odpor chladiče pro:
původní cx = 1,3: Pod = 136,23 kW tj. F = 826 N
cx = 0,125: Pod = 13,1 kW tj. F = 78,6 N
cx = 0,4: Pod = 41,9 kW tj. F = 251,6 N
Tah chladiče Ptah = 22,86 kW tj. F = 137,2 N

No jo, asi jsem po pátečním večeru nebyl úplně ve formě .

Byly zde jisté pochybnosti ohledně toho, zda je materiál použitý u La-7, tedy fenolovou pryskyřicí prosycená překližka kompozitním materiálem nebo ne. Kompozitní materiál, nebo zkráceně kompozit je obecně vzato materiál ze dvou, nebo více složek s rozdílnými vlastnostmi, které dohromady dávají výslednému výrobku nové vlastnosti, které nemá sama o sobě žádná z jeho součástí. Z toho jasně plyne že přestože jsou kompozity vnímány jako ultramoderní materiály, ve skutečnosti se toto týká snad víceméně jen uhlíkových kompozitů. Nejznámějším kompozitem je patrně obyčejný sklolaminát s CHS epoxidem, který se běžně používá už nějakých 70 let. Ovšem kompozit je jako materiál v letectví používán od jeho samotného počátku. Ve skutečnosti je totiž nejrozšířenějším kompozitem používaným v letectví obyčejná překližka od samého začátku masově užívaná i v modelářství...

A ano, kompozit v pravém slova smyslu je i beton. Je to je kompozit z kameniva a cementu

Jenom bych doplnil Jersey.se, možná ještě blíž ke klasickým laminátům s dlouhými vlákny má železobeton. Kde armování má funkci vláken a beton představuje matrici.

Materiálové charakteristiky dřeva se dají obecně velmi pěkně popsat pomocí 3D ortotropního materiálového modelu, který se dá využít i pro popis laminátu s jednosměrnou či ortogonální vazbou vlákna. Takže na dřevo lze opravdu pohlížet jako na "přírodní" kompozit".

Je pravda, že dnes je uhlíková výztuž velmi oblíbená a lze s ní dosáhnout opravdu velmi dobrého poměru mezi tuhostí (pevností) a hmotností vyráběného kusu, ale určitě to není samo spásné. Samotná uhlíková výztuž není vůbec levná a pro spousty aplikací je absolutně dostačující využití laminátu se skelnou výztuží.


Sorry za OT...

Současný stav La-7 Ivana Kožeduba v muzeu VVS Monino:

Není to o La-7,ale perfektí dobový fim se spousty technických dat o La-5:
http://www.youtube.com/watch?v=nHfEnNPp6Ds

Keltine dávej to VŽDY DO JEDNOHO vlákna. Skelet