Онлайн‑расчёт имплозивного и эксплозивного двигателя

Один HTML‑файл для TILDA / T123. Калькулятор даёт предварочную инженерную оценку. Это не сертификационный расчёт и не замена CFD, тепловому балансу, p‑V индикаторным испытаниям и расчёту прочности.

Важно: для имплозивной схемы расчёт основан на атмосферно‑вакуумном рабочем ходе. Для эксплозивной схемы расчёт основан на flash boiling / быстром испарении перегретой воды и показывает screening‑level оценку, а не точную реальную диаграмму давления.

Входные данные

Модель: атмосферно‑вакуумный рабочий ход после конденсации пара.

Геометрия и кинематика

Диаметр цилиндра, mm

Ход поршня, mm

Количество цилиндров, шт

Обороты, rpm

Тип цикла

Мех. КПД, % Только механические потери. Тепловой КПД не учитывается.

Давление и качество вакуума

Внешнее давление, bar(abs) Обычно атмосферное давление.

Остаточное давление после конденсации, bar(abs) Чем ниже — тем лучше вакуум.

Коэффициент реализации вакуумного хода, % Учитывает утечки, неполную конденсацию, ранний выпуск и потери процесса.

Коэффициент заполнения объёма, % Если не весь рабочий объём реально участвует в процессе.

Результаты

Теоретическая и скорректированная оценка по атмосферно‑вакуумному перепаду давления.

Параметр	Значение

Vd = π/4 × D² × S ΔP = max(Pext − Pres, 0) Wcycle,ideal = ΔP × Vd Wcycle,real = Wcycle,ideal × ηvac × ηfill Pind = Wcycle,real × (rpm / 60) × powerStrokesPerRev × Ncyl Pshaft = Pind × ηmech

Факты: модель подходит только для схемы, где рабочий ход создаётся разностью внешнего и внутреннего давления после конденсации.

Допущение: перепад давления по ходу поршня принят усреднённо; реальная p‑V диаграмма не строится.

Что проверить на стенде: реальное остаточное давление, время конденсации, утечки, расход воды, момент открытия выпуска.

Входные данные

Модель: впрыск перегретой воды в ВМТ с flash boiling и дальнейшим расширением паровой доли.

Геометрия и цикл

Диаметр цилиндра, mm

Ход поршня, mm

Количество цилиндров, шт

Обороты, rpm

Тип цикла

Степень сжатия, CR

Состояние газа в цилиндре

Давление на впуске / перед сжатием, bar(abs)

Температура газа до сжатия, °C

Показатель адиабаты γ

Мех. КПД, %

Вода / flash boiling

Температура воды перед форсункой, °C Формула Antoine здесь применена ориентировочно для диапазона ~100…374 °C.

Давление в линии воды, bar(abs) Должно быть выше давления насыщения на температуре воды.

Масса воды на цикл на 1 цилиндр, mg

Коэффициент использования потенциала расширения, % Грубая поправка на неполное испарение, потери теплопередачи и форму p‑V диаграммы.

Результаты

Screening‑уровень: проверка flash‑условия, flash‑доли и ориентировочного вклада давления/мощности.

Параметр	Значение

Vd = π/4 × D² × S Vc = Vd / (CR − 1) P2 = P1 × CR^γ T2 = (T1 + 273.15) × CR^(γ − 1) Flash condition: Psat(Twater) > P2 xflash ≈ clamp((hliq(Twater) − hsat_liq(P2)) / hfg(P2), 0, 1) ΔPflash ≈ (mflash × Rv × T2) / Vc ΔPfull ≈ (mtotal × Rv × T2) / Vc Wcycle,screen ≈ ΔPfull × Vd × ηutil Pshaft ≈ Wcycle,screen × (rpm / 60) × powerStrokesPerRev × Ncyl × ηmech

Факты: flash boiling определяется соотношением давления насыщения воды и давления в цилиндре в момент впрыска.

Допущение: для энтальпии применена упрощённая аппроксимация, пригодная только для первичной оценки.

Что проверить на стенде: реальную P(t), долю мгновенного испарения, wall wetting, срыв факела, теплопередачу от стенок и опасные режимы предвспышечного кипения в линии.