Очень популярная тема (более 25 ответов) Источник энергии: испарение - конденсация (число прочтений - 25323 )
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #75 - 10.03.2014 :: 05:50:55
Функции поста
Редактирование от 10 марта см. вложение или здесь:

Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
  
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links) ( 3151 KB | Загрузки )
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #76 - 10.03.2014 :: 07:50:54
Функции поста
Недельку назад считал по диаграмме для СО2 выигрыша пока не нашел. Т.е. из-за природы вещей, процесс сжатия всегда идет более затратный чем расширение, отсюда отделив жидкарь от газа получить выигрыш мне на бумаге не удалось, по крайней мере для СО2.

А идея красивая.
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #77 - 10.03.2014 :: 08:02:38
Функции поста
Еще у Вас там в расчетах процесс расширения идет с h=const - это соответствует процессу без совершения работы поршнем, как при дросселировании.

Если расширение без совершения работы еще как-то можно представить, то как представить сжатие при h=const?, т.е без приложения внешних сил, но как? Т.е полезная работа A=0 при таком процессе.

Адиабатному расширению соответствует s=const, а полезная работа A=dh=h2-h1
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #78 - 10.03.2014 :: 09:59:15
Функции поста
RuslanG писал(а) 10.03.2014 :: 08:02:38:
Еще у Вас там в расчетах процесс расширения идет с h=const - это соответствует процессу без совершения работы поршнем, как при дросселировании.

Если расширение без совершения работы еще как-то можно представить, то как представить сжатие при h=const?, т.е без приложения внешних сил, но как? Т.е полезная работа A=0 при таком процессе.

Адиабатному расширению соответствует s=const, а полезная работа A=dh=h2-h1


Я понимаю о чём Вы пишите. Но теоретически Вы можете себе представить поршень, уравновешенный с одной и с другой стороны одинаковыми силами и одна из которых - действие СО2. Пусть действие силы СО2 на очень малую величину больше противодействующей силы. В этом случае поршень медленно, но достигнет своего максимального положения (Vmax). Затем противодействующая сила станет на очень малую величину больше силы, действующей на поршень со стороны СО2, тогда поршень медленно достигнет своего минимального положения (Vmin). С учётом малого значения результирующей силы, действующей на поршень, работой поршня можно пренебречь. При этом разность давлений между состояниями А и Г остаётся неизменным. Именно эта разность давлений является необходимым условием для возможности получения полезной работы потребителю.
« Последняя редакция: 10.03.2014 :: 17:37:53 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #79 - 10.03.2014 :: 10:52:57
Функции поста
Erik писал(а) 10.03.2014 :: 09:59:15:
В этом случае поршень медленно, но достигнет своего максимального положения (Vmax)


Так сила то у вас не постоянна из-за изменения давления и от изменения объема и температуры. Это же не изобарный процесс конденсации или кипения, когда давление и температура остаются постоянными из-за притока (оттока) тепла. В теплоизолированном цилиндре давление не будет постоянным.

Erik писал(а) 10.03.2014 :: 09:59:15:
С учётом малого значения результирующей силы, действующей на поршень, работой поршня можно пренебречь. При этом разность давлений между состояниями А и Г остаётся неизменным.


Это еще почему? Состояние А и Г различаются массой газа под поршнем и температурой окуда давление будет одинаковое?

Erik писал(а) 10.03.2014 :: 09:59:15:
Я привёл в своей работе расчёт разности давления в идеальном случае, когда работа не отводится потребителю и, следовательно, разность давления будет максимальной. При отводе полезной работы потребителю на эту энергию надо будет уменьшить теплоту конденсации при расчете по формуле (6). Можно отвести такое кол-во работы потребителю за один цикл, что разность давления станет равной нулю, если взять величину ещё большую, то разность давлений станет положительной.


Без формул и расчетов непонятно.
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #80 - 10.03.2014 :: 11:18:35
Функции поста
RuslanG писал(а) 10.03.2014 :: 08:02:38:
Еще у Вас там в расчетах процесс расширения идет с h=const - это соответствует процессу без совершения работы поршнем, как при дросселировании.

Если расширение без совершения работы еще как-то можно представить, то как представить сжатие при h=const?, т.е без приложения внешних сил, но как? Т.е полезная работа A=0 при таком процессе.

Адиабатному расширению соответствует s=const, а полезная работа A=dh=h2-h1


Ладно, попробую по другому.

При отсутствии подвода энергии извне, а, также, отсутствия утечек энергии из системы, т. е. условия полной замкнутости системы, закон сохранения энергии требует неизменной энтальпии (Н=const). Я прав?
Если я прав, то разность давлений по формуле (6).

Ещё вопросы?
« Последняя редакция: 10.03.2014 :: 11:19:29 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #81 - 10.03.2014 :: 11:35:12
Функции поста
Erik писал(а) 10.03.2014 :: 11:18:35:
неизменной энтальпии (Н=const). Я прав?


Причем здесь закон сохранения энергии?

Если газ расширяется и давит на поршень, то h=const уже никак не может быть. H=const это когда газ проходит сквозь дроссель или капилярку без совершения работы.

Все таки предположим, что у Вас газ расширяется с h=const, а сжимать вы его как будете? И в чем будет принципиальная разница вашего способа перед обычным холодильным циклом?
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #82 - 10.03.2014 :: 12:08:23
Функции поста
RuslanG писал(а) 10.03.2014 :: 11:35:12:
Причем здесь закон сохранения энергии?

Если газ расширяется и давит на поршень, то h=const уже никак не может быть. H=const это когда газ проходит сквозь дроссель или капилярку без совершения работы.

Все таки предположим, что у Вас газ расширяется с h=const, а сжимать вы его как будете? И в чем будет принципиальная разница вашего способа перед обычным холодильным циклом?


Прирост энтальпии равен нулю при переходе от состояния А к состоянию Г, т. е. Н(А)=Н(Г), промежуточные же состояния не рассматриваются - здесь, это просто лишено смысла. И у меня нет никакого дросселирования, давайте забудем о дросселировании.

Закон сохранения энтальпии и закон сохранения энергии - это практически одно и тоже, энтальпия - часть энергии. Термоизолированная система, не производящая работу над внешней средой и не подверженная воздействию внешней среды как-либо механически, требует сохранения энтальпии при фиксированном объёме, у нас V(А)нач.=V(Г)конечн.=Vmin, Н(Vmin)=const

Дальше работает формула (6), которая показывает, что вырабатывается разность давлений.
Смысл всей работы показать, что испарение - конденсация при определённых условиях может являться источником энергии, возобновляемым и экологически чистым.
« Последняя редакция: 10.03.2014 :: 12:09:04 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #83 - 11.03.2014 :: 08:29:35
Функции поста
Предположим у нас есть 1 кг СО2 при температуре +20 давлении р=57.224бар, которая занимает объем v=0,00519. Сухость пара x=1, т.е. ни конденсата ни перегрева у пара нет.

Расширим газ до объема v=0.02452, пусть h=const (будь по вашему, но не суть). Тогда температура газа упадет до -30 и давление станет р=14.292бар, а сухость пара x=0.908, что означает что 9.2% массы газа выпадет в конденсат.

Изолируем конденсат от газа и попробуем сжать газ до прежнего объема v=0.00519. По диаграмме будем искать значение объема v/x, т.к. газ у нас частично ушел в конденсат. При адиабатном сжатии s=const, такая точка v/x=0.00572 находится при давлении р=105,38бар и температуре Т=+123,2 градуса.

Получилось, чтобы вернуться к исходному объему газа нужно создать большее давление чем в начале. Причина, это высокая температура конца сжатия, характерная для СО2 из-за его высокого показателя адиабаты.

Если мы сожмем газ только до начального давления то объем газа под поршнем будет больше чем первоначальный, а также температура будет выше первоначальной.

Таким образом в теплоизолированном цилиндре не получается вернуться в исходную точку без совершения теплообмена либо превышения начального давления.

По диаграмме жирной линией выделен цикл и указаны значения в точках.
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #84 - 11.03.2014 :: 10:12:00
Функции поста
По поводу графика - у вас интересная игрушка, покруче "Modern Warfare - 2".

Теперь по поводу обнаруженной проблемы:
RuslanG писал(а) 11.03.2014 :: 08:29:35:
Получилось, чтобы вернуться к исходному объему газа нужно создать большее давление чем в начале. Причина, это высокая температура конца сжатия, характерная для СО2 из-за его высокого показателя адиабаты.

На практике она решается просто - во время сжатия устанавливать теплообмен поршня с цилиндром с окружающей средой, таким образом, не будет высокой температуры и, как следствие, высокого давления.

Но, я не уверен в правильности этих рачётов, не могли бы Вы привести формулу?

« Последняя редакция: 11.03.2014 :: 10:13:34 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #85 - 11.03.2014 :: 10:23:13
Функции поста
Erik писал(а) 11.03.2014 :: 10:12:00:
На практике она решается просто


В практике это как раз не просто решается. Нужен изотермический компрессор, а большинство политропные компрессоры с уклоном в адиабатный.

На графике я выделил красной линией сжатие по изотерме, но как вы можете увидеть сначала придется сжать по адиабате до температуры +20 далее охлаждать во время сжатия по изотерме +20 до начальной точки. Это дает некоторый выигрыш по работе и дает возможность не создавать давление выше начального. Однако с учетом того что часть газа ушла из-под поршня то нужно это как-то отразить при изотермическом сжатии в смысле остается вопрос что будет в конце меньше давление или меньше объем?

Теперь главный вопрос, а чего мы добились?

Erik писал(а) 11.03.2014 :: 10:12:00:
у вас интересная игрушка, покруче "Modern Warfare - 2".


Не играл.  Улыбка

Erik писал(а) 11.03.2014 :: 10:12:00:
Но, я не уверен в правильности этих рачётов, не могли бы Вы привести формулу?


Это не формула, а диаграмма состояний LOG p - h. Я нанес на диаграмму ваш цикл.
Вы считаете температуру и энтальпию, но забываете о давлении и объеме газа при разных температурах. А в техническом смысле при расширении и сжатии вы управляете лишь объемом цилиндра и можете подвести - отвести тепло, но в остальном от Вас уже не так много зависит.
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #86 - 11.03.2014 :: 10:36:53
Функции поста
RuslanG писал(а) 11.03.2014 :: 10:23:13:
Однако с учетом того что часть газа ушла из-под поршня то нужно это как-то отразить при изотермическом сжатии в смысле остается вопрос что будет в конце меньше давление или меньше объем?

Теперь главный вопрос, а чего мы добились?


Что значит часть газа ушла из под поршня? Предлагаю рассматривать идеально герметичный поршень - иначе мы совсем запутаемся.

Насчёт главного вопроса. Главное - это обеспечение кривой А-Б-В-Г-А на рис.2 моей работы. Площадь этой кривой - полезная работа, которую мы можем отвести потребителю.
Вы утверждаете на основе приведённого графика (диаграмма состояний LOG p - h), что достигнув состояния Г газ под поршнем станет настоль горячим, что его давление станет больше первоначального - это противоречит формуле (6). Итак, Вы считаете, что формула (6) неверна?
« Последняя редакция: 11.03.2014 :: 10:39:13 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #87 - 11.03.2014 :: 10:43:58
Функции поста
Erik писал(а) 11.03.2014 :: 10:36:53:
то противоречит формуле (6). Итак, Вы считаете, что формула (6) неверна?


Это всего лишь формула.

Проверьте по объему давлению и температуре газа в точках А Б В Г. Формула то не дает ответа чему равно давление и объем, отсюда какая от нее польза?

Erik писал(а) 11.03.2014 :: 10:36:53:
Что значит часть газа ушла из под поршня? Предлагаю рассматривать идеально герметичный поршень - иначе мы совсем запутаемся.


Я имел ввиду что жидкость отделена от области сжатия (теплоизолированным поплавком) и потому эту массу газа при сжатии не учитываем - она ведь остается в виде жидкости. Верно?
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #88 - 11.03.2014 :: 11:01:10
Функции поста
RuslanG писал(а) 11.03.2014 :: 10:43:58:
Я имел ввиду что жидкость отделена от области сжатия (теплоизолированным поплавком) и потому эту массу газа при сжатии не учитываем - она ведь остается в виде жидкости. Верно?


Так в этом и есть соль моей идеи, что часть газа при расширении переходит в жидкость, а при сжатии сжимается только остаток газа.
  
Наверх
 
IP записан
 
RuslanG
ЗавсегдатАй форума
*
Отсутствует


Антихолод=Тепло

Сообщений: 1064
Местоположение: Оренбург
Зарегистрирован: 24.07.2013
Пол: Мужской
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #89 - 11.03.2014 :: 11:08:09
Функции поста
Erik писал(а) 11.03.2014 :: 11:01:10:
Так в этом и есть соль моей идеи,


Проблема то еще и в том как этот остаток газа сжать, чтобы получить выигрыш.

Пока я выигрыша не вижу. Сжатие требует энергии, которую нужно отводить от газа иначе он перегревается.

Ваш рисунок 2 неправильный. Потому что там изображена диаграмма идеального газа, а вы используете реальный и кроме этого с частичной конденсацией. При h=const процесс расширения не дает полезной работы, а на рис 2 вы как бы подразумеваете что есть полезная работа расширения.
  

Антихолодильщик (АХ), а также провокатор и демагог.  Тепло=Холод+Работа Улыбка
Наверх
IP записан