Guns.ru Talks
Оружейные идеи
Попытка увеличить КПД тепловой машины.

вход | зарегистрироваться | поиск | реклама | картинки | календарь | поиск оружия, магазинов | фотоконкурсы | Аукцион
Автор
Тема: Попытка увеличить КПД тепловой машины.
abc55
24-5-2009 17:54 abc55
Принципиальная схема.

Стадия 1.
Цилиндр с рубашкой наполняемой водой.
Поршень.
Свинцовые грузы разной массы.

Стадия 2.
Нагреваем воду в цилиндре. Поршень под давлением пара поднимается, увлекая за собой
тяжелые грузы. Чем больше масса грузов, тем большую работу произведет пар.
Пар произвел работу. Давление на поршень снизу уравнялось с давлением груза сверху.
Вода в цилиндре полностью превратилась в пар. Работа прекратилась. Цилиндр находится по прежнему под большим давлением. Перестаем нагревать воду в цилиндре.

Стадия 3.
Для продолжения работы отстегиваем часть груза и фиксируем ее на высоте, на которой он остановился. Работа продолжается до новой отметки.

Стадия 4,5.
Работа, производимая остаточным давлением в цилиндре, продолжается за счет постепенного уменьшения массы груза.

Стадия 6.
Для продолжения работы отстегиваем все грузы.
Теперь остается только один легкий поршень, он поднимается до максимальной высоты.
К моменту достижения крайней точки, давление в цилиндре практически уравнивается
с атмосферным (относительно, скажем 2-3 атм - незначительная потеря энергии).
Температура пара значительно уменьшается (в реальности длина цилиндра больше).

Запускаем в рубашку цилиндра холодную воду (в нижнюю часть). Вода отбирает тепло у пара и пар конденсируется. Нагретая цилиндром вода пускается на бытовые нужды.

Стадия 7.
По мере конденсации поршень возвращается в исходное положение под давлением 1 атм.
Возвращаясь назад поршень, совершает работу, вращая генератор электрического тока.

Стадия 8-11.
После того как пар совершил работу, мы имеем накопленную энергию, которая может
быть превращена в работу в любое время без потерь при хранении.
Цепляем грузы к генераторам, опускаясь под силой притяжения грузы вращают генераторы производя электрический ток.

Стадия 12.
Машина готова к новому циклу нагревания и производства работы.


click for enlarge 1600 X 800  66,3 Kb picture

Virgo_Style
24-5-2009 18:11 Virgo_Style
диаграммы?
Virgo_Style
24-5-2009 22:18 Virgo_Style
Кажется, диаграмм нам не видать

quote:
Originally posted by abc55:

Нагретая цилиндром вода пускается на бытовые нужды.

В общем-то, счастье наступает именно в этот момент. Как только удается худо-бедно утилизовать отводимое тепло - жизнь налаживается.

Рассмотрим конструкцию с точки зрения инженера, которому все это строить. Первое, что бросается в глаза - это

quote:

Теперь остается только один легкий поршень, он поднимается до максимальной высоты.

На зачем нам нужен легкий поршень на максимальной высоте, если мы можем использовать отводимую теплоту? Совершенно он нам там не нужен.

Едем дальше.

Значит, грузы поднимаются на высоту и там хранятся.
Ага. Значит, нужно многоэтажное хранилище (начальник склада пятитонных болванок - не работа, а мечта!).
На каждом этаже стоит кран.
На каждом этаже предусмотрена система стопоров для платформы.

А где-то рядом стоит платформа, на которой грузы будут ехать вниз, вращая генератор. Система торможения платформы. Некая система стабилизации скорости, чтобы добиться худо-бедно одинаковых параметров вырабатываемого тока в начале и в конце пути.

Некая самобеглая тележка, которая доставит груз к платформе, еще один кран, который груз на нее поставит.

Инженер смотрит в чертеж и пьет водку.
У него депрессия.

Строитель смотрит в смету и пьет водку.
Он счастлив.

Отойдя от похмелья, инженер думает: а не выкинуть ли нам хранилище монаху на ухо?
Хм. А почему бы и нет. Значит, набор грузов один и тот же, просто катается вверх и вниз. "Лишняя" теплота - печально, конечно, но ведь мы ее можем утилизовать. Зато целое здание с чугунными болванками и вся к ней прилагающаяся ерундистика по транспортировке болванок ушла в небытие.

Стоитель пьет водку на пару с несостоявшимся начальником склада.

Инженер с горящими глазами смотрит в схему. Он вошел во вкус оптимизации и хочет еще.

Болванки. Значит, едем вверх - запасаем энергию, а потом едем вниз и крутим генератор. М-м-м... а давайте сразу генератор крутить? Поднимаем - крутим, опускаем - крутим... А может, ну их, эти болванки? А вместо подъема-опускания грузов будем крутить маховик - просто добавим еще несколько цилиндров и кривошипно-шатунный механизм. Скорость вращения генератора стабилизировалась.
Жизнь, похоже, налаживается.

А чтобы ускорить процесс конденсации - верхней точке будем выпускать пар в конденсатор-теплообменник с развитой поверхностью, а уж воду потом запустим обратно и будем ее греть по новой.
Хотя можно обойтись и без этого - пар будем отдавать потребителю, а воду, что была в первом проекте охлаждающей - подадим в цилиндр. И не надо без толку нагревать-охлаждать цилиндр.

Та-ак. Значит, впуск рабочего тела, затем нагрев, поршень вверх, вращает вал, затем выпуск рабочего тела, поршень идет вниз, и затем процесс повторяется.

Инженер в задумчивости - у него deja vu.
Положительно он где-то уже видел что-то подобное...

Virgo_Style
24-5-2009 22:35 Virgo_Style
Если же вдруг (вдруг!) эффективность первой схемы окажется выше - начальник склада пятитонных болванок нам все равно не понадобится.

Зачем нам кузнец? Кузнец нам не нужен.

Берем озеро-море-океан-водохранилище, и вместо подъема грузов - вытесняем воду из вертикальной или наклонной шахты.

Впрочем, у инженера опять странное чувство чего-то смутно знакомого, ибо ГАЭС тоже уже придумали до нас.

edit log

abc55
25-5-2009 01:25 abc55
По воде на бытовые нужды.
В обычной ТЭС отработанный пар раньше отводился в холодильники, теперь отводится на нужды города (горячая вода воняет и не пригодна для питья). В моей схеме нагретая вода вряд ли обеспечит город, так, только на нужды самой станции и прилегающих строений.
Можно конденсировать пар за счет окружающего воздуха, но это долго и бестолково.

Можно конечно поршень не поднимать да крайней точки, пустив холодную воду раньше.
Можно поднять поршень до крайней точки, тем самым, дав пару проделать большую работу. Цель машины не греть воду, а вырабатывать электричество.

Кстати вес поршня может быть не обязательно слишком малым. При возвратном, конденсационном движении масса поршня тоже участвует в выработке тока.

По строительству.
Думаю, пока этот вопрос стоит опустить как второстепенный, тем более схема машины примитивная, проще турбины или ДВС. Задача выяснить - будет ли КПД этой машины выше турбины или кровошипной системы.

По вытеснению воды.
Подъем груза и вытеснение воды - одно и тоже. Не знаю устройство системы забирающей
энергию возвращающейся воды, думаю, там стоят турбины.
Встает вопрос - что даст больше эл. тока - 1т падающей воды на лопатки турбины, или
1т падающей воды в ведре, прицепленном тросом к колесу генератора?
Мое мнение - у ведра с водой КПД выше, чем у турбины.
Причина - ведро с водой - это давление на дно ведра под углом 90 градусов.
Давление же на лопатку турбины - 30-45 градусов.

ГЭС.
Вода с высоты падает на лопатки и крутит генератор.
Думаю, что если бы вся вода за плотиной опускалась в ведрах - КПД стал выше.

Паровая турбина.
Пар давит на лопатки турбины так же под углом 45 градусов, так сказать частично соскальзывает.
На поршень же, пар давит под углом 90 градусов (образно), и соскальзывать ему некуда
в замкнутом пространстве.

Кривошипный механизм.
Рассмотрим ДВС. Отработанный газ вылетает из цилиндра под давлением - потери.
В моем цилиндре пар (газ) распрямляется почти до конца.
Вирго - вы говорили про давление выхлопов автобуса, советовали приложить ладонь.
Да, давление там не столь сильное, ведь газ прошел через расширитель (глушитель).
Подставьте ладонь под цилиндр мотоцикла без глушителя в термоперчатках, даванет не слабо.
Сейчас немцы из-за трудной жизни начали отбирать тепло глушителя ДВС, превращая его в пар и вращая дополнительную турбину, но выхлоп по-прежнему выходит с давлением -
опять потери.
В моей схеме пар в конце работы практически выравнивается с атмосферным давлением.

abc55
25-5-2009 01:51 abc55
По равномерному вращению.
Рассмотрим падение.
Падение на Землю без трения увеличивается ежесекундно. Падение с однообразным трением происходит с постоянной скоростью - становится стабильным.
Груз, вращающий генератор столкнется с трением в магнитном поле генератора,
наступит стабильное вращение.
Можно возразить - грузов несколько и их нельзя цеплять к одному генератору, мол
вращение будет неоднообразным. Да это так. Эта проблема решаема.
Каждый груз будет на индивидуальном генераторе и опускаться они будут одновременно.

Падать не обязательно на тросе, падать можно и вдоль направляющей трубы с зубцами.
Груз снабжен генератором, падая вдоль зубцов генератор получает вращение.

Станция будет иметь десятки подобных цилиндров с грузами. Энергия их будет сходиться
в единую точку, а там, в дело вступят трансформаторы, конденсаторы и прочие причиндалы.


kotowsk
25-5-2009 11:01 kotowsk
кпд порядка 10%. современные газотурбинно - паровые турбомашинные установки выдают до 70%. плюс отводимое тепло греет "горячую" воду в кранах и отапливает город.

edit log

Virgo_Style
25-5-2009 11:15 Virgo_Style
Примитивный расчет.

Пусть мы хотим получить потенциальную энергию поднятых грузов в единицу времени, эквивалентную 1 МВт. Это несерьезно, конечно, но для ровного счета сойдет.

Заметим, что полученная энергия будет много меньше - КПД генератора, расходы на перемещение грузов и туча времени на все это. Но - "сопротивлением воздуха пренебречь".

Примем высоту, на которую поднимается груз, равной 500 м - это чуть ниже, чем Останкинская башня - просто для масштаба.

Примем среднюю скорость подъема 1 м/с - что очевидно недостижимо - тогда время подъема будет 500 с.

Энергия E = mg(h2-h1); Мощность P = E/t = mg(h2-h1)/t.

По условиям задачи остается неизвестной масса.

m = Pt/g(h2-h1);

Подставляя, получим

m = 10^6*500/9.8*500 = 102040кг, примерно 100 т. (*)

Итак, для получения потенциальной (!) энергии 1 МВт требуется поднимать груз 100т на высоту 500м со средней скоростью 1 м/с.

И это без учета времени обратного хода!!!

---
Товарищ изобретатель, если не хотите учить термодинамику - ну изучите же хотя бы физику.

quote:
Originally posted by abc55:

Падение с однообразным трением происходит с постоянной скоростью

Товарищ изобретатель, истинно говорю вам: учите физику!

(*) попутал порядок, до редактирования было 10т - а надо 100т

edit log

abc55
25-5-2009 22:54 abc55
Котовск - Вы говорите, если я вас правильно понял, что КПД моей машины 10%.
Это вы поторопились.

Начнем с котла. Котел отдает пару до 90% выделяемой топливом энергии. Это неплохой результат, но к моей машине это не относится. Потери в котле не будем учитывать.
Будем учитывать чистую работу моей машины в сравнении с другими системами.
С котлом отдельная история, его тоже надо доводить (тепло выходит из труб).

Паровая турбина имеет КПД 40%. Да, да 40, а не 70. Результат 60-70 наступает только после того, как пар начинает охлаждаться в системе отопления города.
Город - холодильник турбины.
Но что мы будем делать летом? Город топить не нужно, горячей воды в кране завались.
Можно сказать - отключим половину турбин, тогда и электричества станет меньше.
В южных регионах такая система - растрата энергии. В южных странах и горячей воды расход небольшой, куда девать 30% энергии? (про 60% молчу)
Я знаю - в трубу ее пускают, в трубу. В баальшую трубу! Стоят, парят холодильнички!
Что в АЭС, что в ТЭЦ.

Расчеты - все это хорошо, но давайте начнем с примитивного.
Чем хорош гравитационный аккумулятор?
Возьмем в руки 10кг шар и поднимем его на высоту 10м. Затратим на подъем энергию.
Шар покоится на высоте 10м, покоится год, два. Скинем шар с вышки. При столкновении с землей шар произведет работу - оставит вмятину. Работы будет произведено ровно столько, сколько было вложено энергии на подъем, не больше и не меньше.
Первая выгода - вечное хранение потенциальной энергии без потерь.
Вторая - работы будет произведено ровно столько, сколько было вложено.

Мое мнение - лучший объемный двигатель - это длинный цилиндр с поршнем.
Взорвем смесь, поршень пройдет длинный путь. Если в конце пути давление в цилиндре
сравняется с окружающим - КПД этой машины будет равен 99%.
Чтобы максимально вытащить энергию из газа, нужно применять длинный цилиндр.

Вода на дне цилиндра под большим давлением груза. Греем воду. Чем выше давление
груза, тем выше температура кипения. Чем выше температура кипения, тем большую работу произведет пар. Но работа пара падает в геометрической прогрессии с увеличением объема цилиндра - скидываем грузы, работа продолжается, таким образом можно максимально отнять энергию у пара. А турбина сможет так сработать, или шатунный механизм?

По высоте машины.
Высота не имеет значения. Высоту можно компенсировать большой массой груза.
Остальное все доделают передаточные шестерни, превращая медленное вращение в быстрое.
Эта машина быстро подниматься не будет, пар не порох.
Можно также заставить эту машину работать на солярке, впрыскивая топливо через форсунку.


Падение с трением.
Падает парашютист. Вот он разогнался до 100мс, дальше разогнаться не может - трение о воздух. Предположим, что давление на высоте 10км и 1км одинаковое, парашютист
так и будет падать с постоянной 100мс.
Та же картина в генераторе работающем от падающего груза. Груз медленно падает вдоль
направляющего шеста с зубцами. Первое большое колесо генератора медленно вращается о шест, зато последнее колесо передаточной системы будет вращаться быстро. Застопорив пальцем последнее колесо, мы остановим падение 100т груза! Пусть в нашем генераторе будет маленькое сопротивление магнитного поля, но этого уже достаточно, чтобы падение 100т превратилось в медленное падение с постоянной скоростью.

100т на высоту 500м - 1мвт энергии.

Приведу свои подсчеты
в 1843г Джоуль публикует
нагревание 1 кг воды на 1 градус равноценно поднятию 1 кг груза на 460 метров

вскипятить воду

1кг воды на 100 градусов = 100 кг груза на 460 метров
1кг воды на 100 градусов = 1000 кг груза на 46 метров
10кг воды на 100 градусов = 10 000 кг груза на 46 метров
100кг воды на 100 градусов = 100 000 кг груза на 46 метров

В котле вода закипает до 580 градусов - 240атм.

Virgo_Style
25-5-2009 23:54 Virgo_Style
quote:
Originally posted by abc55:

Первая выгода - вечное хранение потенциальной энергии без потерь.

На зачем в таком виде?

quote:

Вторая - работы будет произведено ровно столько, сколько было вложено.

Ничуть.

quote:

Если в конце пути давление в цилиндресравняется с окружающим - КПД этой машины будет равен 99%.

С чего бы?

quote:

По высоте машины. Высота не имеет значения. Высоту можно компенсировать большой массой груза.

Вам ста тонн мало?

quote:
Originally posted by abc55:

Падает парашютист.

Охо-хо... Ну разумеется... так и знал, что после фразы о "однообразном" трении речь пойдет о парашютисте.
Душераздирающее зрелище (с).

Rumorukato
26-5-2009 21:35 Rumorukato
Американцы создали гелиостанцию с довольно высоким КПД недостижимым пока для фотоэлектрических преобразователей, используя управляемую систему зеркал и помещённый в её фокусе двигатель стирлинга. Вышло у них при этом процентов 75-80 кажется. И это при том что источник тепла бесплатный.

edit log

xxxNVNxxx
27-5-2009 08:39 xxxNVNxxx
Вобшето более простой стирлинг заправленый азотом или гелеем (под давлением) даёт КПД-70%
http://ru.wikipedia.org/wiki/Двигатель_Стирлинга
cerfujyljyzaqwsx
27-5-2009 12:34 cerfujyljyzaqwsx
А что нового abc55 придумал то, кроме довольно уродливой реализации? В паровых машинах пар расширялся в цилиндре высокого давления, а потом - в цилиндре бОльшего диаметра низкого давления.
kotowsk
27-5-2009 13:25 kotowsk
quote:
В паровых машинах пар расширялся в цилиндре высокого давления, а потом - в цилиндре бОльшего диаметра низкого давления.

а после этого работал в паровых турбинах низкого давления. схеме этой уже лет сто. а лет двести назад отказались от подогрева воды непосредственно в цилиндре и поставили отдельный котёл.
Шекспир
27-5-2009 19:24 Шекспир
На КПД теплового двигателя накладывает жесткое ограничение разница температур нагревателя и холодильника. И никакими конструкциями не удастся этот предел обойти, иначе бы получился вечный двигатель. Повышение КПД возможно только двумя путями- повышение температуры нагревателя, и понижение температуры холодильника. Конструкция тут принципиальной роли не играет.
xxxNVNxxx
27-5-2009 19:30 xxxNVNxxx
quote:
Originally posted by Шекспир:

И никакими конструкциями не удастся этот предел обойти, иначе бы получился вечный двигатель


Не получился бы-топливо всёравно надо.
Кстати правильно подогнаный стирлинг даже от руки работает.
Шекспир
27-5-2009 22:09 Шекспир
quote:
Originally posted by xxxNVNxxx:

Не получился бы-топливо всёравно надо.
Кстати правильно подогнаный стирлинг даже от руки работает.




Тепловая энергия передается от более нагретого тела к менее нагретому, и только на этом пути можно отнять у нее часть, и перевести в работу. Чем меньше разница в температур нагревателя и холодильника, тем ниже КПД. Если бы двигатель мог работать с незначительной разницей температур нагревателя и холодильника, то можно было бы использовать в качестве нагревателя к примеру воздух, а в качестве охлаждателя- море. Получился бы вечный двигатель, т.к. запасы тепла у воздуха и моря неограничены.

Стирлинг гениальное изобретение, почему только он не используется. Наверно потому что из него газ быстро испаряется.

Что значит от руки? От тепла руки???

kotowsk
28-5-2009 10:12 kotowsk
quote:
Если бы двигатель мог работать с незначительной разницей температур нагревателя и холодильника, то можно было бы использовать в качестве нагревателя к примеру воздух, а в качестве охлаждателя- море. Получился бы вечный двигатель, т.к. запасы тепла у воздуха и моря неограничены.

не "вечный" а "бесплатный". бесплатными считаются ветряки, солнечные батарейки, гидроэлектростанции и всё за что не надо платить. попутный газ раньше тоже считался "бесплатным", так как был отходом нефтедобычи.
Шекспир
28-5-2009 10:34 Шекспир
Нет, именно вечный двигатель, второго рода. Есть вечный двигатель первого рода, в котором отсутствует трение. Есть вечный двигатель второго рода, который позволяет переводить в работу теплоту, отбирая ее у холодных тел. Оба типа невыполнимы. О том что энергия не теряется, а лишь переходит в теплоту, лучше забыть. Потому что этот процесс необратим.
abc55
30-5-2009 12:38 abc55
Первая выгода - вечное хранение энергии без потерь.
Зачем нужна такая энергия?
Первое, что привлекает в такой энергии - примитивность конструкции аккумулятора.
Начнем с Дании.
В Дании есть следующая проблемка. Ветряки вырабатывают половину энергии страны.
Когда ветра завались, наступает перебор с энергией - датчане продают энергию соседям по бросовой цене.
Потом наступает другая ситуация - ветер перестает дуть. В стране нехватка энергии,
датчане покупают энергию у соседей, далеко не за ту цену, что продавали.
Результат - имей датчане аккумулятор работающий без потерь, они стали бы богаче.

Иметь в запасе энергию граваккумулятора всегда удобно. Храни скок хош, а когда произойдет авария какая, или плановый ремонт - запускай аккумулятор.
Гравнакопитель выдает энергию с четким постоянством. Энергия его поступает без рывков и каких либо колебаний. Ее не нужно выпрямлять, выравнивать.
Это вам не кислотный аккумулятор, который по мере разряжения или износа выдает разные цифры. Или взять ДВС вращающий генератор - не фонтан стабильной работы. Лампочка постоянно мигает, если лампочка работает на прямую от движка-генератора.
Турбина работает плавнее, но пар подать стабильно на нее проблема.
Давление в паровом котле всегда колеблется.

Граваккумулятор - хорошо, так почему бы не применить его к тепловой машине, применить напрямую.

Работы будет произведено ровно столько, сколько было вложено.
Вирго - вы говорите - ничуть.
Я считаю - именно чуть, еще как чуть.
Проведем эксперимент.

Возьмем гирьку весом в 1кг, подвесим ее к надувному шару. Накачаем в шар водорода столько, сколько нужно для того, чтобы гирька висела на одном уровне, не поднималась и не опускалась. Из равновесия делаем вывод, что шар имеет силу подъема равную 1кг.
Теперь отцепляем гирьку и мотаем веревку шара к колесу генератора. Давление и температура воздуха на высоте 0 и 1000м одинаковое. Пренебрегаем трением о воздух, трением в лебедке, весом веревки.
Шар начнет подниматься и вращать генератор. Вот шар поднялся на высоту 1000м,
мы остановили процесс.
Теперь отсоединим шар и присоединим гирьку. Гирька, опустившись с высоты 1000м,
произведет ровно столько работы, сколько произвел шар.
Это еще не все.
В условии эксперимента сказано, что мы пренебрегаем трением о воздух.
Представьте себе картину, что воздух в эксперименте присутствует, давление его на всех высотах одинаковое, но он нам не мешает при подъеме.
Цепляем опять гирьку к шару - наступает равновесие или невесомость для гирьки.
Слегка подталкиваем гирьку снизу - наша конструкция будет подниматься вечно в условиях нашего эксперимента.
Думаю, этот эксперимент доказывает, что при опускании груза будет произведено работы ровно столько, сколько было затрачено на подъем. Это явление дает надежду на создание граваккумуляторов и тепловых машин моего типа.

Сравняется ли давление в цилиндре с окружающим давлением?
Про КПД 99%.
Я говорил о идеальной машине, которую ни создать, но к которой надо стремиться.
Не в смысле, стремиться создать невозможное, а стремиться только приблизится к невозможному. Это как разогнать ракету до околосветовой скорости, где скорость света недостижимый идеал 100-тной скорости.

Я говорил о том, что на сегодня поршень и цилиндр - лучшее приспособление для отнятия энергии у газа. Не турбина и не агрегат, который вырабатывает электричество из
струи раскаленного газа.

Для того, чтобы прикинуть КПД моей машины, нужно исходить от обратного - сколько
энергии мы выкинем в трубу?
Энергия сжигания топлива почти вся уйдет в воду. Нагретый пар максимально поднимет
грузы. Тепло отводимое из цилиндра пойдет на бытовые нужды в виде отопления и чистой горячей воды. Моя машина не выбрасывает пар в холодильники летом, как это делают турбины. У этой машины трение только в кольцах поршня, нагрузка на кольца отсутствует.
Можно еще сжигать уголь непосредственно в цилиндре.
Кладем в цилиндр дозированный брикет угля и сжигаем его, впрыскивая кислород через форсунку. Продукты сгорания, расширяясь, начнут толкать поршень.


Шекспир
30-5-2009 23:46 Шекспир
То, что при падении груза произойдет ровно столько же работы, сколько было затрачено на его поднятие- это вы правы. Но во-первых, в граваккумуляторе может быть запасено очень мало энергии, иначе придется всю Данию на воздух поднять. Во- вторых, перевод этой механической энергии в электрическую- опять упирается в КПД. Одно дело- превратить быстрое врашение в медленное, а совсем другое- медленное в быстрое. Пример- шестереночный домкрат. Вращая ручку поднимаем танк. Но когда отпускаем ручку, то под давлением танка она не начинает быстро- быстро вращаться.
Теперь о КПД поршня. Вы утверждаете, что опустив температуру (и давление) в цилиндре о атмосферной, можно добиться КПД 100%. Это не так, можно добиться только КПД, ограниченного отношением температуры сгорания топлива к температуре окр. среды. И этот предел для КПД составляет около 40%- недостижимый предел теплового двигателя. Чтобы повысить этот недостижимый предел, надо увеличивать температуру в двигателе, поэтому дизели имеют несколько больший КПД- из-за большей температуры. Тот факт, что на выхлопе еще есть некоторое давление, не сильно снижает КПД, ибо давление это весьма низко по сравнению с рабочим давлением в двигателе.
abc55
31-5-2009 02:20 abc55
Представим себе, что мы фермеры, живущие в одноэтажных домах на одну семью.
У каждого свой ветряк сельского типа. Не каждый день дует ветер, а днем так нужен нам этот ветер, когда столько дел надо проделать. Но вот проблема - ветер временами дует ночью и его надо запасать.
Подвесим груз между ног опоры пропеллера.

нагревание 100кг. воды на 100 градусов = падение 100т. груза с 46 метров

если груз изготовить из бетона, получится куб со сторонами 3,5х3,5х3,5 м
вес его будет 98,6 т (плотность бетона 2300 кг на 1 м3 )
груз должен пройти путь в 46 метров ( половина пути может проходить под землей)

если груз изготовить из железа, получится куб со сторонами 2,5х2,5х2,5 м
вес его будет 123 т (плотность железа 7880 кг на 1 м3 )
груз должен пройти путь в 46 метров ( половина пути может проходить под землей)

если груз изготовить из свинца, получится куб со сторонами 2х2х2 м
вес его будет 91 т (плотность свинца 11400 кг на 1 м3 )
груз должен пройти путь в 46 метров ( половина пути может проходить под землей)
если путь сократить до 23 метров, то куб будет иметь стороны 2,6х2,6х2,6 м
и вес 200 т
Трение в расчетах не учитывается.

По редуктору.
Редуктор специально придуман для превращения медленной мощи в слабую скорость и наоборот. Одним словом рычаг.
Трение конечно в редукторе неизбежно. Смиримся пока с этим.

По давлению в цилиндре.
Можно подвесить к поршню сверхтяжелый груз, что энергии выделяемой углем не хватит
для того, чтобы сдвинуть его с места.
Нам это не нужно. Мы хотим вытащить из угля по максимуму.
Предположим, что уголь при сгорании с поддувом кислорода способен нагреть воду
до 600 градусов. Вес нашего груза должен быть таким, чтобы вода под его давлением начала кипеть только при температуре 600. В этом случае мы максимально вытащим из угля энергию. Хотел бы услышать ваше мнение по этому поводу господа.

Есть у меня идейка по поводу расширения металла.
Рельсы при температуре 50 градусов расширяются и перекашиваются настолько, что
поезда слетают с колеи.
Есть подозрение, что металлы при расширении делают большую работу, чем пар,
при одинаковых затратах тепла.
О чем это я? О том, что если железо нагреть до 50-100 градусов, оно способно толкнуть
груз значительно большего веса, нежели пар. Беда в том, что железо расширяется по всем направлениям в отличие от пара, сконцентрировать его толчок в одном направлении невозможно.
То, что железо толкает много, но на маленькое расстояние, меня не смущает.

У нас есть станина. Ставим на станину кубик железа 10х10х10см. На кубик ставим груз
массой 100т. Греем кубик. Расширяясь кубик приподнимет 100т на 1/10 мм.
Фиксируем груз, охлаждаем кубик и подкладываем под него пластину (домкратим станину на 1/10мм без нагрузки в 100т).
Повторяем процесс 100 раз. Вот наш груз приподнялся на 1см - немного.
Немного то оно конечно немного, но мы то и кубик грели не печью, а свечкой.
Грели всего до 50 градусов.
Ваше мнение господа.
Если эта концепция работает, ее можно использовать для поднятия грузов при помощи солнца.
Скажем днем при нагревании железа груз приподнимается, ночью станина домкратится.
Или такой вариант.
Нагреваем на солнце кубик - груз поднимается.
Закрываем кубик картонкой - станина домкратится, или отбираем тепло у железа водой,
для ускорения процесса.
Не критикуйте строго, это я просто разминаю мозги.

Шекспир
31-5-2009 12:35 Шекспир
quote:
Originally posted by abc55:

Вес нашего груза должен быть таким, чтобы вода под его давлением начала кипеть только при температуре 600.

При определенной температуре вода превратится в газ, какое бы сильное давление не было. По-моему , это температура 280 градусов. Если налить воду дополна в очень прочную емкость и нагреть ее до этой температуры, то в емкости жидкости не будет. Будет газ с той же плотностью что была вода- 1 г/куб. см. И соответственно офигенное давление.

Доктор Грюбер
11-11-2009 10:57 Доктор Грюбер
Идея весьма интересная, но...
1. Металлоемкость конструкции на лицо - а это во многом и определяет ее рентабельность http://parmashina.narod.ru/book_parovye_dvigateli/Parovye_Dvigateli.djvu
2. Стабильность оборотов установки на конечном валу в паровых двигателях достигается за счет специального устройства связывающее входной дроссель с валом двигателя (исходя из вышеуказанной литературы).
3. Конечно можно попробовать отнимать те копейки у паровой установки которые неизбежно вылетают в трубу, но заметьте, при любом раскладе цикл Карно предусматривает потери.
4. Следует задуматься не только над КПД такого двигателя, но и над тем что он будет кушать. Ибо если он опять будет кушать уголь, нефть и прочие ископаемые ресурсы, заметьте - не возобновляемые в природе, то его ждет не долгая работа и понижающаяся рентабельность с уменьшением количества топлива (а значит и с его дорожанием).
Лично для меня определяющим фактором при построении паровой машины будет служить цена топлива и возможность этим топливом обзавестись. На мой взгляд уголь не является таковым (уголь на дороге не валяется), а более всего будет выгодным использовать либо дрова, либо биогаз (кстати с примером о фермерах - если есть скот то биотоплива им хватит на долго).
Еще один фактор - это вред окружающей среде. В ДВС топливо может сгорать не полностью и образовывать очень нехорошие выхлопы, при сгорании угля, мазута, нефти тоже ничего хорошего не происходит (клубы густого черного дыма). В данном вопросе следует исходить, прежде всего, из универсальности и целесообразности конструкции, топлива, энергетических циклов.
Этот
25-2-2020 20:51 Этот
Не совсем понял,зачем уважаемому автору понадобилось громоздить 100 тонн твёрдого груза на такую высоту,чтобы затем использовать энергию падения(по сути давления на рейку с рычагом и рядом повышающих передач) на разные мелкие бытовые цели, когда можно запасти на такой же высоте жидкость, и при необходимости дозировать энергию её падения.Кроме статического граваккумулятора,который по моему мнению не реализует с полной эффективностью основное и единственное достоинство-ускорение свободного падения, предлагаю автору рассмотреть возможность аккумуляции энергии гигантским маховиком,который попеременно падающие 100тонные грузы будут раскручивать,а скажем 1тонные поддерживать скорость вращения.
По-моему не менее эпично будет.
Guns.ru Talks
Оружейные идеи
Попытка увеличить КПД тепловой машины.