荷兰要造管道磁悬浮试验线

lionliy · 发表于 2017-10-15 13:44:58

本帖最后由 lionliy 于 2017-10-15 00:58 编辑

晨枫发表于 2017-10-14 15:14
4 S7 t8 @# O5 S3 n客舱与管壁不是气密的，这气抽过来抽过去，马上就equalize了。

超音速运动物体，气体分子追不上的，客舱和管壁间气密性没有影响。

现在的前面抽到后面的设计是，管道抽低压，再把客舱放到了一个“航空发动机”里。

lionliy · 发表于 2017-10-15 14:05:15

本帖最后由 lionliy 于 2017-10-15 01:13 编辑

晨枫发表于 2017-10-15 01:00) R* N4 ^3 s" r* ~
呵呵，你是在说笑吗？

请问哪里不妥？抽气的设计就是客舱在压气机里。

客舱周围高Knudsen气体都是处于非平衡态。 “equalize” 不在考虑范围内的。

lionliy · 发表于 2017-10-15 15:26:15

本帖最后由 lionliy 于 2017-10-15 03:53 编辑

冰蚁发表于 2017-10-14 21:38
5 P. X, B7 ]) V9 E$ O客舱气密不是问题。民用飞机潜艇哪个不能做到？不是什么特殊技术吧。7 m: R9 n& r9 f& F/ n1 S: ]+ I8 ?
3 V1 v% |1 ?9 O- O
你的这个激波问题我记得上次已经回 ...

抽气设计的话，说气体从车体中“穿过” 更合理些。讲穿过也不完全对，按白皮书，至少有一种方案是压缩了存在车上的。

那些不能从车体中穿过的气体才会导致 Kantrowitz limit 。也可以理解为全抽真空不可行，干脆在低压管中，车头前，再把压力抽低点。

lionliy · 发表于 2017-10-16 01:45:36

本帖最后由 lionliy 于 2017-10-15 13:54 编辑

晨枫发表于 2017-10-15 09:14. S6 u+ ~4 c2 ^' v. n7 R
这是什么样的压气机？离心式还是轴流式？客舱在壳体里还是在中间的spinner里？动力在哪里？压气机需要达 ...

按他们proposal 来看是电动轴流式压气机。整个运输工具就是个塞了个客舱的压气机。你说客舱塞压气机壳里也好，客舱顶了个压气机也好，都说得通。

他们这设计能不能成这个是要打个问号的。问题多了去了。散热啊，能量消耗，压气机效率... 但他们既然这么设计，往这个方向实验，那我就这么转告你咯。

**********************************

撇开现实状况，假设我们设计一台超音速的管道运输工具。这种用压气机把气体从前头抽到后头的设计理论上有没有帮助？

你说的只要相对气体速度超过音速就会有激波，这个没错。压气机要达到超音速会有问题也没错。

管道抽真空，本质上是让气体变稀薄，偏离NS流体，让方程不再适用。激波产生了，危害也大大减小。这个得抽到高真空，目前工程上根本没可行的提案。

压气机的思路，Elon Musk 他们现在的方案是达不到超音速的。要拓展到超音速状况只能是改成冲压。通过控制激波的强度，位置，由压气结构承受激波，降低bypass flow rate, 避免管壁，客舱受到损害。

你的思路是空气动力学规律一套，只要激波出现，此路不通。但管道超音速运输工具设计归根到底还是要运行参数范围内，让现有的规律不再适用，损害可控，可承受。

*********************************
讲个笑话。把前头的气体压缩了，冷却成液体装罐子。车尾丢下去。这理论上也是可以的嘛。

lionliy · 发表于 2017-10-16 02:24:34

xlan1976 发表于 2017-10-15 05:496 I0 B* u3 j: \! t
你的这个把气体从前面抽到后面的说法，如果气体始终可以被视作不可压缩流，还可以这么说。但是一旦达到音 ...

超音速就会有激波。管壁一方面是抽真空必须的要求。另一方面由于气体受到约束，管壁又给给车体前方的气体移动到后方增加了困难。

总横截面积就那么大。不从车外过就从车内过。这整个管子就是一个不折不扣的车体作活塞的”压气机“，设计无非是把这条压气通道设置在横截面的哪部分。

所谓的”压气机把气体从前面抽到后面“ 本质上是在车体里设置一条能承受恶劣流动状况的通道。 Hyperloop 现在的设计只在亚音速车速状况下有效。超音速状况需要更好的设计。

lionliy · 发表于 2017-10-17 11:38:19

鳕鱼邪恶发表于 2017-10-15 15:10
" |1 [9 T6 x; a8 n& m$ j再来开个脑洞：6 j* o7 `$ c) b. {" x8 T% G1 \

. t, A7 I3 T' J3 M管道外面附上小管子，长度超过车厢长度，联通车厢前后的空气；车厢前进时，后面形成负压 ...

你这个就相当于在车厢所处位置临时增大管道横截面积。很合理的思路。

lionliy · 发表于 2017-10-17 11:40:37

冰蚁发表于 2017-10-16 06:00/ X# p6 ~- d- A5 v/ d
昨晚又看了看musk的方案。他貌似是用气垫作为空气从前往后的通道。所以还真可能就是类似乘波体的方式。压 ...

亚音速没乘波体这说。这个更类似气垫船的机理。如果底部修型的话可以利用润滑理论产生气动升力。

lionliy · 发表于 2017-10-17 11:44:07

鳕鱼邪恶发表于 2017-10-16 08:40# |/ I9 _! D m* R
科技进步个屁~
' X" h3 P; l& W! d2 N# y4 ` k7 I' X6 q" {8 R# ^+ Q
这里面，啥技术都不算超高的科技了，把这些技术捏在一起，就是个工程问题。。。换句话， ...

这个东西按现在的真空度就是客机在管道里飞。管道凭空增加了不少难度。倒不全是工程问题。

飞机相当于在无限粗的管子里飞，气动方面还容易些。

lionliy · 发表于 2017-10-17 12:13:55

xlan1976 发表于 2017-10-15 20:59
' h; M. I& a2 u0 _& M你说的这个不能类比为压气机啦，难怪晨大不理解呢。- I4 Y; J# a4 @ V
你说的这个应该类比为活塞泵，或者是活塞式发 ...

一龙的方案就是个标准的压气机，只是不由turbine驱动。这个没什么不理解的。活塞泵是封死的。我用活塞这个词是不准确。

这个东西要解决的一个问题是：客舱所处位置横截面积小于来流处横截面积。超音速工况下，客舱坐标系里，来流是超音速。客舱段某处必定在激波后，流速是亚音速。要满足质量守恒只可能气体密度增大。这就是个压气机嘛，和ramjet的压缩段是一样的。亚音速还要转子，叶片什么的来压缩。超音速只要几何形状合适，利用来流动压就可以压缩了。

这种管道运输器就是要用根管子把气体从车头压缩了送到车尾。你既可以在车体内设置管子，也可以利用车体和管壁间的空隙做管子，或者都用。区别在于，车体内设管子你可以用各种装置来处理激波，改变温度什么的。车体外管子几千公里长，你有技术也没那个钱。

不降管道压力，会有一个绕不过去的限制。这就是来流管道横截面积和最小管道横截面积比定了后，速度有个上限。到达这个上限后，出口质量流就没法增大了。你能处理激波问题也没辙。强行超速只能导致车头气压越来越高最后管子爆掉。这个上限亮出来，就知道不进一步降低管道压力的前提下，说能有多快多快都是瞎扯了。

lionliy · 发表于 2017-10-17 14:24:00

xlan1976 发表于 2017-10-17 00:47
?5 T1 S, z6 Z, Q8 m, N* }这个。。一点点说吧，你说的这个冲压作用要到超音速下才能实现，但不管这个设想能不能超过音速，它总要从 ...

这拨管道运输的一大噱头就是超音速了，不谈怎么行。Ma <0.3 才是不可压范围， 700Mile/Hour 可压缩性已经很明显了。跨音速，超音速，它都是个压气机。跨音速区域大概就是hyperloop现在那类方案了。用现成的压气机方式。

"超音速工况下，客舱坐标系..." ，我说的就是如果要超音速工况要考虑哪些问题。上限就是Kantrowitz limit 。

lionliy · 发表于 2017-10-17 15:13:36

xlan1976 发表于 2017-10-17 01:52
$ w: { [# h7 N# c+ D* F' Q3 X目前我看到的所有的这方面的说法包括马斯克的设计都是亚音速的，没有看到你说的超音速的方案，除了中国航 ...

0.3 , 0.4 都可以。因为压缩率是和压力P ~ V^2相关的 , 当 Ma^2 ~ 0.1的时候体积变化大概是10% , 你要做个摄动法，多尺度分析的话拿0.1当epsilon 就是一个很自然的数.

车厢本身要占去很大一块横截面积，管子又不能太粗。这东西就是个收缩比不小的收缩管，加速，压缩效应在高速状况下都是很明显的。以车厢做坐标系，来流速度越来越快的时候收缩管会choke. 你拿算拉瓦尔管的方式一套，这个速度上限就出来了。

lionliy · 发表于 2017-10-18 14:30:56

xlan1976 发表于 2017-10-17 23:27
' I! [" k& r; j" C4 f我在网上找到一篇NASA的关于管道中心体超音速进气道的研究文章https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi. ...

看了一下paper，看来你还是没有意识到飞机发动机进气道和管道运输之间的差别。

飞机发动机进气道阻塞了就阻塞了。激波也完全可以解决，不会有什么损害。多余的气流从进气道外绕流过去就是了。  管道运输的则要更复杂。压气机吸收不了的气流必须要从车厢和管道之间的间隙（也可以理解为一根管子）流到后方。这个外流管道由于一部分是运动的壁面（车厢），一部分是静止的壁面（管壁），不能直接套用Kantrowitz limit。  但它有一个极限状况可以帮助你理解这整个系统（压气机管道加外流管道）在一定范围高速工况下是有速度上限的。

当车厢截面几乎等于管道截面的时候（压气机管道在车厢内通过），外流管道截面积为零（对飞机发动机来说外流通道截面积是无穷大）。一旦压气机管道阻塞，流量受限，气体就会在车头积累起来。  这是一个难过的坎。不是解决了压气机管道内激波问题就能绕过去的。

外流管道截面积不为零时，如果车厢外形设计不合理，不仅要考虑外流管道流动阻塞问题，还要考虑激波对hyperloop 管壁的损害问题。

Hyperloop 实验外有大量数值模拟。NS方程范围内的，偏离连续性假设状况下的，各种速度范围...  马一龙的提案只能简略写些ppt内容罢了。国内既然敢提4000KM/H的方案，没准对进一步降低压力有什么别人不知道的信息。

lionliy · 发表于 2017-10-18 22:40:50

xlan1976 发表于 2017-10-18 02:43
; D2 n* I: I" \/ o6 _你在说啥啊？进气道堵塞？如果进气道都堵了，发动机都不能工作了，飞机还咋飞啊？怎么可能会有允许进气道 ...

哈哈，进气道气流阻塞掉下来的飞机可不是一架两架。你不是这么设计的可不代表这不发生。

进气道阻塞时，飞机发动机前方来流有多少成为绕流？如果这台发动机是在管子运动里是什么状况。管道运输，速度到达Kantrowitz limit后再提速会发生什么事？

进气道阻塞后提高质量流量的方式只能是提高前端压力，这在飞机发动机和管道运输压气机上分别是什么状况？管道运输,气流通道总横截面积可有一大段近乎是常数,无法变动。

把学到的知识综合起来才能分清楚各类限制的属性和难度是什么。什么条件下才可以突破。你得知道“另一回事”是怎么一回事才行。

lionliy · 发表于 2017-10-18 22:54:27

本帖最后由 lionliy 于 2017-10-18 09:55 编辑

xlan1976 发表于 2017-10-18 09:49) l6 i. F1 f5 u/ _$ c2 K4 j# {
"进气道气流阻塞掉下来的飞机可不是一架两架"?给举个例子来听听？" O# {( X ?3 I9 i0 |
你根本就不清楚这个阻塞指的是 ...

"管道运输,气流通道总横截面积可有一大段近乎是常数,无法变动。" 你没有这个条件

连这个词都是我告诉你的，你这么说就是揣测了。

你的问题是有了把锤子，就要把所有问题当钉子来处理。

lionliy · 发表于 2017-10-18 23:10:49

xlan1976 发表于 2017-10-18 10:01
$ G. v% Q6 L, X+ i, z) G- C! N咱们讨论的不是空气动力学的问题吗？那我不用空气动力学的锤子敲，还拿什么敲？ ...

倒. 那咱们就到此为止吧，不歪楼了。

lionliy · 发表于 2017-10-19 03:04:39

冰蚁发表于 2017-10-18 11:45
' P: M# |3 j) B. m4 ^3 p5 _感觉你们在说两个事情？xlan在说 Musk的设计，而你更着眼于高超音速，比如中国航天那个？Musk的设计不追 ...

Musk 的是亚音速设计，有困难，但是可行的。他的设计中大部分气流（85%）通过外涵道。车体和管壁之间气流量很小。

我在说的是为什么管道交通工具在亚音速和较高超音速之间的速度段有一些硬性的限制。使得不降气压的前提下，在这个速度段，很难有合理的设计。这个限制不仅仅是产生激波。设计跨音速，超音速的飞机是没问题的。而在管子里跨音速，超音速运动的物体则完全是另一个问题。 J58 发动机是有bleed flow的。管子里没这个条件。在管道运输条件下，激波产生后，气体堆积会引发近乎不可逾越的困难。

中国航天的4000KM/H 的设计，按我的理解是要在分子平均自由程大到一定程度下才有可能实现，因为我们现在讨论的规律不再适用，所以具体的限制也就消失或者改变了。这部分我没有涉及。

xlan 应该没有看过Musk的设计和一些相关文档，否则有些问题作为有相关专业知识的人不会问。我们说的确实不是一件事情。

		自动登录	找回密码
密码			注册

[工程技术] 荷兰要造管道磁悬浮试验线

点评

点评

点评

点评

点评