Stempel­motoren vil videre i nye varianter og med nye drivstoff

[Odd R. Valmot]

Stempel­motoren vil videre i nye varianter og med nye drivstoff

[hoj]

Det er mye sol i Afrika. Solceller kan settes opp hvor som helst. Med batteribank, går dette over all forventning og lokal kraftforsyning gjør livet lettere.

Vær så snill, glem stempelmotoren!

[Trestein]

hoj skrev (22 minutter siden):

Det er mye sol i Afrika. Solceller kan settes opp hvor som helst. Med batteribank, går dette over all forventning og lokal kraftforsyning gjør livet lettere.

Vær så snill, glem stempelmotoren!

Man klarer noen led pærer om natten. Har du vert i Afrika? Det går nok en stund før de har et kraftnett å snakke om. De trenger desperat strøm. En stor del av matvarene deres rotner fordi de mangler kjøle lager.

[aanundo]

"Det blir viktig fremover å få stempelmotorer til å utnytte drivstoffet så effektivt som mulig og til å bruke nye mer miljøvennlige drivstoff."

Et alternativ til stempelmotoren er rotasjonsmotoren, som kanskje egner seg bedre når hydrogen, ammoniakk eller metanol skal brukes.

Rotasjonsmotoren har ikke kompresjonstakt og kan derfor ha bedre virkningsgrad. "Knallgass": hydrogen og oksygen kan være det ideelle drivstoffet, hvor vann kommer ut eksosrøret.

Endret 11. desember 2020 av aanundo

[trikola]

Hvor har du det fra at rotasjonsmotoren ikke komprimerer? Og hvordan henger det sammen med virkningsgrad? Etter hva jeg har hørt er det komprimeringen som øker virkningsgraden.

Jeg var overrasket da jeg leste i Kolin, I. "The evolution of the heat engine", 1972,  at Lenoir-motoren/syklussen av ca 1860 uten kompression har noe betyding for Wankelmotoren. Men samme kilde viser kompresjonstakten i Wankelmotoren. 😲

Samme det ... Det som kjennetegner de fleste rotasjonsmotorer jeg har kommet over er at de har en brennkammergeometri som sørger for mer varmetap enn stempelmotorer hvor brennkammergeometrien kommer nærmest en kule-form og derfor har minst kjølende overflate ift volum. Og det lover ikke bra for virkningsgraden. Forbrenningsrotasjonsmotorer løser et uvesentlig problem, ellers ville vi har sett dem mye mer. Og de fleste oppfinnelser på dette område ender opp som en eksotisk pumpekonstruksjon - om de ikke forsvinner i historiens mørke.

Slutt å piske en død hest.

[aanundo]

trikola skrev (14 minutter siden):

Hvor har du det fra at rotasjonsmotoren ikke komprimerer? Og hvordan henger det sammen med virkningsgrad? Etter hva jeg har hørt er det komprimeringen som øker virkningsgraden.

Jeg var overrasket da jeg leste i Kolin, I. "The evolution of the heat engine", 1972,  at Lenoir-motoren/syklussen av ca 1860 uten kompression har noe betyding for Wankelmotoren. Men samme kilde viser kompresjonstakten i Wankelmotoren. 😲

Samme det ... Det som kjennetegner de fleste rotasjonsmotorer jeg har kommet over er at de har en brennkammergeometri som sørger for mer varmetap enn stempelmotorer hvor brennkammergeometrien kommer nærmest en kule-form og derfor har minst kjølende overflate ift volum. Og det lover ikke bra for virkningsgraden. Forbrenningsrotasjonsmotorer løser et uvesentlig problem, ellers ville vi har sett dem mye mer. Og de fleste oppfinnelser på dette område ender opp som en eksotisk pumpekonstruksjon - om de ikke forsvinner i historiens mørke.

Slutt å piske en død hest.

Tanken er at komprimering utvikler varme, som er tap av energi. Slipper en kompresjonstakten vil derfor virkningsgraden øke.

Skulle gjerne vist nettside og patentnummer, men slike ting er definert som "snikreklame" og innlegget blir fjernet.

Håper TU lager en artikkel om motoren, og en forespørsel er sendt.

[trikola]

1 minute ago, aanundo said:

Tanken er at komprimering utvikler varme, som er tap av energi.

Nei, det er ikke tap. Rett etterpå skal blandingen oppvarmes uansett ved å forbrenne blandingen. Da sparer du bittelitt brennstoff.

[Trestein]

Det som er genialt med stempelmotoren er det voldsomme trykk og temperatur den tåler i korte øyeblikk. Moderne motorer kan klare 250bars trykk og et par tusen grader. Det gir høy termisk virkningsgrad.

En gassturbin er ikke i nærheten. Monterer man gassturbinen etter stempelmotoren kan man fortsette å få energi ut av gassen i stempel motoren. Da kan man klare over 60% virkningsgrad. Det gjøres i formel 1. 

På andre motorer er ikke dette tatt ut 100%. Men det er mulig. Har sett eksempler på slikt. 
 

Pr nå er vel 40% det høyeste man kommer i hybrid bensinmotorer. 
 

Det man som regel glemmer er at gjennomsnitts virkningsgrad for motorer brukt i biler er ekstremt lav. Ved småkjøring i lav hastighet og under oppvarming er snitt virkningsgrad dårlig.

Det er her el motor og batteri er genialt. Man stopper forbrenningsmotoren der den ikke er effektiv og bruker den på kjøring med jevn belastning.
 

El biler har egentlig samme problem. Det kreves mye energi å få batteri opp i temperatur når det er kalt. Så nettop en video om dette som viste en dobling av el forbruk på korte turer i lav temperatur.

Med intelligente løsninger kunne man brukt  en liten motor i hybrid biler som varmer opp kupe og batteri. Kaldt vær er vanskelig for el biler. Kjører man batteriet mye ned før en hurtiglading kan man risikere at man ikke har strøm til å varme opp batteriet og får vesentlig lenger ladetid

[trikola]

2 minutes ago, Trestein said:

Monterer man gassturbinen etter stempelmotoren kan man fortsette å få energi ut av gassen i stempel motoren.

Noe man gjør med en turbolader

[Trestein]

aanundo skrev (6 minutter siden):

Tanken er at komprimering utvikler varme, som er tap av energi. Slipper en kompresjonstakten vil derfor virkningsgraden øke.

Skulle gjerne vist nettside og patentnummer, men slike ting er definert som "snikreklame" og innlegget blir fjernet.

Håper TU lager en artikkel om motoren, og en forespørsel 

Du kan jo prøve å lage et energi diagram uten. 
 

Har aldri sett noe slikt. Atkinson syklusen er jo et forsøk på dette men prinsippet er at ekspansjons slaget er lenger enn kompresjon

[Trestein]

trikola skrev (1 minutt siden):

Noe man gjør med en turbolader

Turbolader er en kombinasjon av turbin og kompressor. Man kan helt fint frikoble disse ved at man monterer en generator på turbinen og bruker el blåser. Poenget er at det er i turbinen man henter arbeid fra eksosgassen. Kompressoren er tapet.

Det som gir gevinst er når man tar ut mere energi fra turbinen enn det kompressoren trenger. Det kan man ved å montere en generator på turboakselen(F1) eller ved å dimensjonere turbinen for et høyere trykkfall. Da trenger man mindre massestrøm gjennom turbinen og resten kan kjøres til en powerturbin. Bowman lager slike. Brukes i stasjonære kraftverk

[aanundo]

trikola skrev (53 minutter siden):

Nei, det er ikke tap. Rett etterpå skal blandingen oppvarmes uansett ved å forbrenne blandingen. Da sparer du bittelitt brennstoff.

Poenget mitt er at rotasjonsmotoren bruker mindre trykk, da trykket fra både kompresjon og eksplosjon blir enormt stort og utvikler mye varme.

Trolig kan rotasjonsmotoren utnytte "knallgass", som ved eksplosjon skaper en temperatur på 2700 grader, men ved å tilføre vann kan vi få høyt nok trykk til å drive rotasjonsmotoren ved kanskje så lavt som 300 grader. Vannet kan sendes gjennom en varmeveksler, slik at mye av energien beholdes før vannet brukes på nytt. 

[trikola]

40 minutes ago, aanundo said:

da trykket fra både kompresjon og eksplosjon blir enormt stort og utvikler mye varme

I all hovedsak omvendt: det er varmen med temperaturen som skaper trykk (i tillegg til det lille trykket fra kompresjonen). Og det prinsipielle hovedmål er å la gassen ekspandere over stempelet så mye som mulig. Da blir varmen til arbeid. Jo høyere temperatur når gassen slippes ut av sylinderen jo dårligere virkningsgrad.

Enkelt forståelig eksempel: dersom du putter luft og drivstoff ved 20 grader inn i en sylinder, tenner, og lar den da oppvarmede gassen ekspandere over stempelet (og dermed generere arbeid) helt til gassen igjen er 20 grader før du slipper den ut, da har du oppnådd 100% virkningsgrad. I praksis umulig og derfor er det i praksis umulig med en varmekraftmaskin å oppnå 100% virkningsgrad, men det er tross alt lettere å begynne med høyest mulig forbrenningstemperatur.

Les gjerne om Carnot-virkningsgraden.

 

[Dovreekspressen]

Trestein skrev (2 timer siden):

Monterer man gassturbinen etter stempelmotoren kan man fortsette å få energi ut av gassen i stempel motoren. Da kan man klare over 60% virkningsgrad. Det gjøres i formel 1. 

Over 60% i F1? Mercedes skryter av å ha klart over 50% på lab-en. F1 bruker en "vanlig" turbolader med en motor/generator på samme aksling som viftene. Og i tillegg en motor/generator på veivakslingen. Samt et batteri for mellomlagring.

Porsche 919 hadde turbin med generator på eksosen. Tillegg til vanlig turbo.

[hoj]

"Det går nok en stund før de har et kraftnett å snakke om. De trenger desperat strøm. En stor del av matvarene deres rotner fordi de mangler kjøle lager."

Svar til Trestein:

Ja, nettopp, derfor er det nyttig å satse på solenergi. Et kjølelager kan kjøles kraftig ned på dagtid med solenergi, nok til å holde i mange dager. Vi vet at i fremtiden vil solenergi være en av de største energikildene. Så for Afrika er det et "MUST".

[Trestein]

Dovreekspressen skrev (1 minutt siden):

Over 60% i F1? Mercedes skryter av å ha klart over 50% på lab-en. F1 bruker en "vanlig" turbolader med en motor/generator på samme aksling som viftene. Og i tillegg en motor/generator på veivakslingen. Samt et batteri for mellomlagring.

Porsche 919 hadde turbin med generator på eksosen. Tillegg til vanlig turbo.

Man klarer 50% i formel 1. på større motorer kan man klare høyere virkningsgrad. Hvor høy man i praksis klarer er uvisst. Mener å ha lest godt over 55% med totrinns turbolading uten el turbin. 

[Trestein]

hoj skrev (4 minutter siden):

"Det går nok en stund før de har et kraftnett å snakke om. De trenger desperat strøm. En stor del av matvarene deres rotner fordi de mangler kjøle lager."

Svar til Trestein:

Ja, nettopp, derfor er det nyttig å satse på solenergi. Et kjølelager kan kjøles kraftig ned på dagtid med solenergi, nok til å holde i mange dager. Vi vet at i fremtiden vil solenergi være en av de største energikildene. Så for Afrika er det et "MUST".

Og det har ingen tenkt på? Det kan være skyet vær i ukesvis. Der er varmt men også ekstremt fuktig. I sahara vil nok solcelle kraft fungere men i jungel er det vanskeligere. 

[hoj]

Trestein svar til deg:

Hvor du har jungel har du ofte også muligheter for å produsere i liten eller stor skala vannkraft. Jeg mener du er unødvendig kritisk. Veldig store områder i Afrika vil ha stor nytte av solenergi, innrøm det.

[Trestein]

hoj skrev (1 minutt siden):

Trestein svar til deg:

Hvor du har jungel har du ofte også muligheter for å produsere i liten eller stor skala vannkraft. Jeg mener du er unødvendig kritisk. Veldig store områder i Afrika vil ha stor nytte av solenergi, innrøm det.

Solkraft er helt vanlig i de landene jeg har vert i. Problemet er vel at det ofte er basert på bilbatterier og til å ha strøm til tv og mobiltelefoner. Problemet er vel ofte myndighetenes økonomiske evne og vilje til å bygge ut et fungerende strømnett. Sør afrika har det basert på kjernekraft og kull.

Men man skal ikke langt avgåre før kraftforsyningen er mangelfull. Det koster mye penger å bygge opp ett nett som i europa. Ofte er dem som finnes basert på et helt marginalt kraftforbruk. 
 

I mellomtiden kan man da kjøpe 10 kvadrat solceller og vente 3 dager på at el bilen skal bli fulladet. Eller man kan kjøpe en gammel hiak til 1000kr og fylle på 10diesel til 100kr og kjøre 150km. Svært få har råd til det første

[hoj]

"Problemet er vel at det ofte er basert på bilbatterier og til å ha strøm til tv og mobiltelefoner."

Svar til Trestein: I store deler av Afrika er solenergi ent MUST. Du lever i fortiden!