汽车用蒸汽机驱动,那么火管式蒸汽锅炉、水管式蒸汽锅炉、闪蒸蒸汽炉和换热式热风炉哪种更适合蒸汽机?汽车用蒸汽机驱动,那么下面四种加热装置,哪种更适合为蒸汽机提供高温高压的工作介质?
加热装置:
火管式蒸汽锅炉、水管式蒸汽锅炉、闪蒸蒸汽炉和换热式热风炉四种
火管式蒸汽锅炉、水管式蒸汽锅炉、闪蒸蒸汽炉是用燃料烧水,水开了后产生蒸汽为蒸汽机提供高温高压的蒸汽。
换热式热风炉则是要和压缩空气罐配合使用,用燃料加热压缩空气,加热后的压缩空气通过输气管道驱动蒸汽机。压缩空气只要5至8千帕的压力就可以了,经过换热式热风炉上千度高热的加热会膨胀数十上百倍(甚至上千倍),足够蒸汽机运转了。
如果是船的话水管式蒸汽锅炉是最合适的,因为水管式蒸汽锅炉面积大,通常在10至100吨,船舶一般小的也有数千吨,大的在数万吨。
然而汽车的高度我的设计是2.5米、宽2.5米、长8.5米(加上半挂车是16至17米)。
蒸汽锅炉设计高度1.3米、长度3米、宽度2.4米。
车头设计是驾驶室在蒸汽锅炉的前面,燃料箱在蒸汽锅炉的后面,蒸汽机和布袋除尘装置在蒸汽锅炉和燃料箱的中间,储水箱在驾驶室和蒸汽锅炉的下面及驾驶室前面。
还有,交换式热风机配合压缩空气罐能不能驱动蒸汽机。
追答最後一个问题,压缩空气罐驱动方案是新型技术,有很多技术条件的约束,例如高温问题,需要很多耐高温材料。船用蒸汽锅炉也不是很大,如果需要大容量锅炉都是多台并联,但不是很大,不会超过百吨,更谈不到千吨万吨,船舶上所说的动力驱动“吨”是指排水量,而不是动力配置,过去的蒸汽火车才4吨蒸汽/小时。你要设计的是小型蒸汽机车,布袋除尘器需要很大的风机压头,这个引风压力从哪里来?
追问不用布袋除尘器的话,蒸汽锅炉在燃烧煤炭、木材、重油、柴油、汽油时排放的烟就会黑烟。
其他的除尘装置都是固定的蒸汽锅炉用的,唯有布袋除尘器可以在移动速度快的汽车上作为蒸汽锅炉的除尘器。
排放黑烟的车辆在中国公路上是不能上路的。
另外,水管式蒸汽锅炉的重量要比同样大小的火管式蒸汽锅炉要重的多,但储水量要比火管式蒸汽锅炉要少,而且水垢清理的难度同样要比火管式蒸汽锅炉要难,不多优点是热效率比火管式蒸汽锅炉要高很多。
安全度同样也比火管式蒸汽锅炉要高很多。
水管式蒸汽锅炉作为驱动蒸汽机的蒸汽机车有些国家也研制过,不过由于维修难度高和制造成本高,就放弃了。
我以前在看到水管式蒸汽锅炉后也想过缩小比例制造成车载的水管式蒸汽锅炉,不过后然因整套设备太过庞大,对水的要求过高,所以我就放弃了水管式蒸汽锅炉。
我设计公路蒸汽机车的想法就是燃料和水获取方便,蒸汽锅炉不像柴油发动机那样对燃料十分挑剔,除了柴油不能用其他的燃料。蒸汽锅炉基本什么燃料都吃,关键的问题就是除尘除灰。蒸汽锅炉所需要的水可以从河流、湖泊、水井和自来水管获得,虽然需求一些过虑和沉淀,但还是比较方便的。
追答你不是真是想设计一台蒸汽机汽车吧?蒸汽机车的体积(重量)与功率比太小了,电动机1千瓦,重量最大4公斤,最新技术可以达到1千瓦0.25公斤。蒸汽机车1千瓦的重量要达到几十公斤。不仅仅是除尘是障碍,PM2.5、二氧化硫、氮氧化物等都是。如果就是为了搞一个设计,这到没问题,如果考虑应用,就有点儿浪费精力了。目前我国的可燃冰利用才是发展方向。我在预测2025年时,性能源汽车将会以可燃冰做为重点研究对象,而不是电动车、燃料电池等,当然,燃料电池也是继续开发的重点。
追问我真想设计一台蒸汽汽车,现在的汽车虽然在往燃料电池和电动汽车发展,不过这些东西科技含量高,一但出现故障,不依靠维修厂,司机是无法自行维修的。
蒸汽汽车设计制造良好的话,使用寿命比同样设计制造良好的燃料电池汽车和电动汽车的使用寿命长几倍。
而且蒸汽汽车在越野和走水路方面比燃料电池汽车和电动汽车要好好几倍,可以在无人区长途行驶一年不进城维护,燃料电池汽车和电动汽车无法在无人区长途行驶,离不开城市的补给和维修。
我以后就会离开东部城市,进新疆或内蒙古自治区或西藏地区承包地土发展,交通工具就是一个问题。不伦柴油发动机为动力的越野车,还是燃料电池为动力的汽车都不能胜任中国西部地区的交通要求。
我在设计蒸汽汽车时也考虑过车载核反应堆和车载同位素蒸汽锅炉这两种高大上的可以驱动蒸汽机的装置。
不过核反应堆以现代的科技技术还无法做到重四至十吨的超小型核反应堆。
同位素蒸汽锅炉我同样没接触过。我的设想是只要用足够都的同位素元素就能给蒸汽锅炉不断加热。
同位素蒸汽锅炉最合适的同位素是钚-238,不过这个得在外面包上一层铅。
追答小型核反应堆中国已经进入实验阶段,主要用于军事。叫作单兵背包,是为配备激光武器。
追问用于军事的,那没地方弄到这东西了,用于民用的还可以想办法弄。不过核反应堆的成本应该很大吧,而且还有核燃料的成本。
还有交流式热风炉现在也有工厂生产了,主要还是用于炼钢。
现有的高炉热风炉缩小比例应该也能装上车吧!
现有的热风炉再加装空气压缩罐和空气压缩机也能驱动蒸汽机吧!