Další pokus o parní turbinu

Kategorie

Lodě

To.Vi

,

Út, 05/10/2010 - 14:40

Počet komentářů: 12

Po vcelku solidním výsledku s otevřenou parní turbínou v Rackovi II mě neustále nahlodávala myšlenka, že musím turbinový strojek udělat uzavřený. Hlavně jsem měl představu, že se tím zvýší jeho účinnost a tím i výkon.

To všechno jsem chtěl dosáhnout v mém žalostném dílenském vybavení. V září 2009 jsem nabyl pocit, že už vím, jak na to, a hned jsem začal se stavbou. Nechtěl jsem starou turbínu pouze obalit plechem, a tak jsem si k tomu přidal několik málo změn a komplikací.

Zkušební trup - zatím samá balsa do 300 g váhy

Měl jsem mosaznou trubku vnitřní průměr 65 mm a ta vlastně určila rozměry rotoru. Průměr rotoru je 62 mm a šířka 10 mm. Rotor měl přibližně 260 lopatek ve dvou řadách. Byly to vlastně 2 spojené rotory po 5 mm tloušťky. Hmotnost rotoru se zvýšila minimálně na trojnásobek. Rotor byl nevyvážený, prakticky to ani nešlo. Počítal jsem s nějakou setrvačností, doteďka nevím, jestli je to výhoda anebo spíš nevýhoda (teď v závěru bych se klonil k nevýhodě). Ale na začátku má každý pocit, že něco vylepšuje. Opět jsem použil 4 trysky z prázdných jednorázových zapalovačů. Potom jsem jenom na zkoušku přidal zpátečku. Je to obyčejný kousek mosazné trubky s vnitřním průměrem 2 mm. Zjistil jsem, že se foukáním do hadice zpátečka rozbíhá hodně ochotně. A tak jsem tu samou trubku přidal i směrem dopředu. Foukáním do hadice se trubka jevila podstatně lepší než 4 samostatné trysky. Vyrobil jsem spojku na 4 kotle, abych mohl zrušit trysky a používat trubku. Později se ukázalo, že z kotle uniká pára podstatně rychleji a tím kotel neúměrně ztrácí tlak. Takže jsem se musel vrátit zpátky k používání trysek.

Rotor má 260 lopatek. Boční kryt je pouze lepený kvůli častému rozebírání.

Turbína má 2 výstupy páry. Spodní je nutný kvůli kondenzaci páry. Bez něho se prostor mezi lopatkami naplní vodou a turbína zpomalí. Boční výfuk je skutečný výstup páry.

Přepínač

Do výroby kotle jsem neměl dostatek chuti a navíc jsem neměl žádný nápad, jak bych ten starý vylepšil. Stavět kopii toho předešlého je přece jenom nesmysl. Pouze jsem zrušil vložky v komínech. Palivo hoří lépe, tlak v kotlích se zlepšil. A hlavně – nedochází k samovolnému zhasínání paliva.

Nádobka na kondenzovanou vodu a uchycení výfuku. Vpravo je pohled do útrob turbiny - zatím bez rotoru a zpátečky.

Kam s ní?

Protože šla stavba celkem rychle, rozhodnul jsem se postavit ještě zkušební trup. Je to Smaragd z Modeláře 12/1991 bez nástavby. Trochu jsem ho zvětšil. Délka je 80 cm a šířka 30 cm. Trup je natolik velký, že se do něho vejde spousta dalších udělátek, a to jsem viděl jako výhodu. Chtěl jsem zkoušet různé převodové poměry a opravdu to v něm šlo velice jednoduše. Bohužel jeho tvary jsou nevýhodné pro výtlačnou plavbu, ale dá se říct, že svůj účel splnil.

Posledni turbinové kolo a uložený rotor („kocur v trubě“)

Šroub je třílistý pomaloběžný Raboesch o průměru 50 mm. Vyrobil jsem i jednoduchý čtyřlistý šroub podle návodu Petra Hájka. S elektromotorem fungoval výborně, ale ve spojení s parní samorobkou to bylo horší. Takže jsem se vrátil k osvědčené značce.

Bílý plast tlumí vibrace. Celek se krásně leskne.

Převody

Vyzkoušel jsem několik převodů. Začal jsem převodem 2,8:1. Převod byl moc těžký, po ponoření modelu do vody došlo k velmi výraznému snížení otáček.
Potom následoval převod 6:1, který byl zbytečně moc silný. Po ponoření modelu točila turbína pořád stejně bezúčelně, otáčky na šroubu byly nízké.
Tyto převody jsem použil, protože jsem prostě měl na ně ozubená kola.
Sehnal jsem kola na převod 4,5:1. Po ponoření dochází k mírnému snížení otáček na turbíně. Tento převod by pravděpodobně snesl i těžší lodní šroub. Tento převodový poměr chci v lodi nechat.

Špatný převod i maznice. Spojka kotlů se neosvědčila.

Slepá ulička

V každém případě měla turbina s takto vyrobeným nevyváženým rotorem dost velké vibrace, takže byla nepoužitelná. Její hmotnost byla opravdu přehnaná.

Detail lodního šroubu a model po jízdě.

Vyrobil jsem tedy ještě jeden rotor. Průměr je 62 mm a šířka 10 mm. Lopatek je pouze 110. Tentokrát je podstatně lehčí, a tak trochu jsem se pokusil i o vyvážení. Kvůli špatnému počasí jsem musel na první jízdu dost dlouho čekat. Síla strojku mne příjemně překvapila. Lodička konečně vytváří dostatečně velkou příďovou vlnu, takže jsem nad ekonomickou rychlostí. A o to mi šlo.

Poslední verze

Přes půl roku mám vyrobený jednoduchý parní přepínač na 4 kotle, na jeho zabudování a odzkoušení vzhledem k problémům ještě nedošlo.

Video zachycuje činnost s novým strojkem při teplotě 13 °C.

... a na závěr souhra modeláře s rybářem

Obrázková galerie

Foto: Tom Vilcsek © 2010

Videosnímek
(Tom Vilcsek © 2010)

153 s na serveru YouTube

Pro MoNaKo Tom Vilcsek

Komentáře

tleskám !!!

Nalim

Út, 05/10/2010 - 15:38

Ahoj Tome

Musím uznat že jsi se do té páry perfektně obul. Tvé strojky jsou parádní a hlavně jdeš svou cestou. Jen tak dál a houšť. Milan

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

Jack

St, 06/10/2010 - 09:52

Vynikajúci článok! Vynikajúca práca!

Gratuľujem ti a prajem veľa úspešných jázd a mnohých následovníkov, ktorí majú tiež len skromnú dielničku = modelársky stôl. Napísal si dostatočný návod, ako na to ísť.

Ešte dorobiť nejakú tú reguláciu a super.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

SH

St, 06/10/2010 - 16:40

Tak nějak jsem nepochopil, jak má vlastně ta turbína fungovat...

Pokud uvažuješ princip jako Bankiho turbína (podle trysek kousek vedle sebe asi ano), tedy průchod páry do telesa rotoru, reakcí se mění směr a přes lopatky podruhé vychází ven, je poměr průměr/šířka asi moc velký, chtělo by to menší průměr. Ale klavně odvod ze skříně je na špatném místě - měl by být na opačné straně skříně než trysky.

Pokud chceš mít odvod páry v ose, chtělo by to asi otvor(-y) v ose rotoru.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

T.Vilcsek

Čt, 07/10/2010 - 09:52

Nazdar Jacku. Výbavu v dílně mám skutečně slabou, nebo spíš žádnou. S regulací to zatím vypadá špatně, ten přepinač není kam dát. Měl být mezi kotlem a strojkem a tam je celkem 6 mm místa. Jistě sis všimnul, že tomu přepínačovi něco chybí. Normálně jsou to 3 desky u sebe, tam jsou jenom 2. Jde o to, že tady ten nijak nezpomaluje tok páry (páre se v něm neklikatí). A aby to k něčemu bylo, musí být mezi kotlem a strojkem.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

T.Vilcsek

Čt, 07/10/2010 - 12:49

Sváťo máš pravdu, z fotek není úplně jasné, jak jsem to kolco udělal. Přidal jsem ještě 1 fotku do gal. Je tam ještě kroužek, takže výstup hřídelem není. Výstup musí být přesně dole, čím menší otáčky tím větší kondenzace a pak by se začaly prostory mezi lopatkama plnit vodou a začne to zpomalovat. Boční výstup jsem vyzkoušel ve více variantách, takhle to jelo nejlíp. Na straně u bočního výstupu to tak trochu Tesluje (je to vidět po rozebrání). Jestli jsou trysky přesně naproti nebo ne - předem jsem si udělal místo abych mohl ještě přidávat další. S touto šířkou kola to zatím jelo nejlíp, ale stálo by za to zkusit ještě širší.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

Tom-turbína

Jack

Pá, 08/10/2010 - 07:39

Ako vidno na videu, tak "parník" jazdí primerane svižne. Preto sa domnievam, že všetky rozmery turbíny a poloha rozvodov a vývodov sú zvolené dobre. Ďalším laborovaním by sa možno dalo čo-to vylepšiť, ale tak ako to je -tak je to dobre.

Ak už máš nejaké merania spotreby paliva, vody a čas chodu "turbo-parníka", tak prosím napíš.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

T.Vilcsek

Pá, 08/10/2010 - 09:36

Před předělávkou komínů to jezdilo pomalu, mělo to velkou spotřebu, kondenzovalo hodně vody, byla velká spotřeba vody. Jezdí to na 4 kostky Pe-Po. Jejich velikost je taky důležitá - nesmí bít moc vysoké. Výška topeniště je 5,5 cm - urřitě bych nedělal nižší. Vyšší to taky nejde - byla by z toho ponorka s komínama dole. Kotel je 4x2,1 dl. Spotřeba je max. 4x0,5 dl vody na 15 min. Stačí nalít 4x1,2 dl vody a i potom zůstane v kotli hodně vody. Nad 20 min. nejezdí - zbytečně složitá příprava kotle. Neměřil jsem to, ale kotel je určitě nízkotlaký.

Všechno vedení páry (trubky, hadice) nesmí mít vnitřní průměr menší než 2 mm. Hadice co nejkratší.

Uvědomuju si, že kotel je na výrobní úrovni z období Karla Klacka, ale my už jsme si na sebe zvykli.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

Lodni šroub.

kleta51

Ne, 17/10/2010 - 08:22

Pokuť bys mněl zajem tak Ti udělam par hlinokovych čroubu, napiš.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

Nepřihlášený

Čt, 20/01/2011 - 13:36

Můj vlastní vývoj parních turbin (Tesla)pro Grey Goose je pozastaven pro neuspokojivé výkony,tak při komentáři budu opatrný.Turbina v uzavřené skříni by mohla mít lepší výkon a tím i vyšší účinnost,pokud by ve skříni bylo skoro vakuum,jako u skutečných turbin.Pára pak expanduje na cca 30 st.C a to znamená vyšší spád.Oběžné kolo má navíc menší ventilační ztráty.Pro představu,pára v tomto stavu je tak řídká,že 1 kg má objem až 50 m kubických(kdysi snaha o vzducholodě).Vyžaduje to však těsnění hřídele a vývěvu a kondenzátní čerpadlo.To znamená další nároky na pohon těchto pomocných agregátů,ale hlavně-těsnění hřídele je v modelářské praxi asi neuskutečnitelné.Bez tření je pouze labyrintová ucpávka a aby držela vakuum musí být dost dlouhá-mnoho řad břitů a navíc zahlcována parou o nízkém tlaku do vhodného místa ucpávky,aby tato nepřisávala vzduch,ale páru.Jsem znám složitostí svých parních modelů,což je někdy ke škodě,ale tohle je už opravdu moc.Ale kdoví,třeba mne někdo překvapí.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

pára

T.Vilcsek

St, 26/01/2011 - 09:44

Přes tu hřídel to opravdu dost profukuje. Taky jsem toho názoru, že by se dalo z tohoto typu pohonu vymačkat o hodně více výkonu. Proto pokračuju dál, právě jsem dokončil další pokusnou loďku. Na jaře budu zkoušet.

Pro vkládání komentářů se musíte registrovat nebo přihlásit

wifi101

Po, 09/05/2011 - 02:30

Pekny model. Osobne by som na tvojom mieste vyrobil v prvom rade vykonny kotol,jednoznacne na propan-butan.Svoju lod plnim z flase na mini autogen kupovanu v baumaxe stoji 5 eur. Predava sa v nej propan-butan,ale aj nejaky propan-butan s este niecim ta je sice drahsia ale plyn ma vyssiu teplotu.Ten tvoj kotol ti zabera vela miesta a je aj velmi vysoky.Do kotla je dobre dat prepazky zvysi sa tym stabilita pri zatacani,navyse ked ma kotol elektronicku kontrolu hladiny vody zvysi sa tym jej presnost.Dalej je nutne mat prehrievac pary zdvojnasoby sa jej mnozstvo a tak aj celkova vydrz,navyse para pri vystupe menej kondenzuje.Myslim ze ten prehrievac tam mas,ale na plyn je ovela vykonejsi.Kotol sa da spajkovat tvrdou pajkou niekde na zahrade staci k tomu na zaciatok propanbutanova flasa a horak.Da sa aj zvarit co2 z plechu.Netraba sa toho bat je to len dalsi krok v pred :) ale kazdopadne pri vsetkom co jazdi na paru je najdolezitejsi vykon kotla.Vela zdaru prajem :)