Очень популярная тема (более 25 ответов) Источник энергии: испарение - конденсация (число прочтений - 25326 )
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Re: Источник энергии: испарение - конденсация
Ответ #90 - 11.03.2014 :: 13:19:12
Функции поста
RuslanG!

Я понял почему у Вас так горячо нагревается газ, Вы конденсат отводите через клапан, т. е. выводите из системы конденсат, затем сжимаете адиабатически остаток газа. Но, в моей работе нет никакого клапана, а есть поплавок, который препятствует теплообмену между газовой и жидкой средой и не препятствует и не должен препятствовать массообмену между жидкой и газовой средами. Массообмен происходит между стенками поплавка-теплоизолятора и корпуса-теплоизолятора.  При движении поршня вниз получается не такая простая картина:
- газ сначала не сжимается, а конденсируется в жидкую фазу до тех пор, пока граница фаз не прогреется до равновесного состояния по давлению с газовой средой, затем газ сжимается и нагревается, потом опять конденсируется в холодную жидкую фазу, прогревая её границу и так далее. В итоге, газ и жидкость представляют собой единую систему с различием только по температуре. Для этой системы и работает формула (6). Обратите внимание, что, если жидкую фазу вывести за пределы системы через клапан, то, конечно, формула (6) теряет смысл, ведь, закон сохранения энергии подразумевает закон сохранения массы. Таким образом, если мы используем поплавок, то изменение давления показывает формула (6), если использовать клапан и выводить конденсат из системы, то там работают другие зависимости, но в моей работе клапанов нет и конденсат не выводится из системы.

Спасибо за Ваше мнение, было очень интересно!
« Последняя редакция: 11.03.2014 :: 13:20:41 - 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 #91 - 11.03.2014 :: 13:39:16
Функции поста
Erik писал(а) 11.03.2014 :: 13:19:12:
Вы конденсат отводите через клапан, т. е. выводите из системы конденсат,


Нет не вывожу, конденсат находится внизу и просто не участвует в теплообмене, его объемом можно пренебречь до некоторого предела. Раз конденсат не участвует в теплообмене то его при сжатии не рассматриваем он останется с температурой -30 градусов до самого конца сжатия.

Erik писал(а) 11.03.2014 :: 13:19:12:
- газ сначала не сжимается, а конденсируется в жидкую фазу до тех пор,


Нет. Для изобутана или бутана такой сценарий возможен для СО2 адиабатное сжатие не вызывает конденсацию. Смотрите диаграмму, при адиабате линия адиабаты не пересекает кривую х=1, адиабата уходит правее кривой, поэтому конденсация не происходит при сжатии.

Erik писал(а) 11.03.2014 :: 13:19:12:
потом опять конденсируется в холодную жидкую фазу,


Конденсат выпадает с температурой которую имел газ на момент конденсации, холоднее быть при сжатии конденсат не может.

  

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 #92 - 11.03.2014 :: 14:57:30
Функции поста
RuslanG писал(а) 11.03.2014 :: 13:39:16:
Конденсат выпадает с температурой которую имел газ на момент конденсации, холоднее быть при сжатии конденсат не может.


Когда газ адибатически сжимается он становится теплее конденсата под поплавком и, контактируя с конденсатом, часть газа конденсируется, вследствие, охлаждения, т. е. часть газа при сжатии уходит в конденсат, поскольку поплавок не может препятствовать массообмену, газ уходит в конденсат вдоль стенок корпуса-теплоизолятора и поплавка-теплоизолятора. Поэтому, газ при сжатии не сможет нагреться до 123 градусов , а его конечное давление (Г) будет меньше давления первоначального (А).

Ещё раз, повторю: при адиабатическом сжатии (В-Г) часть газа будет уходить под поплавок, поскольку поплавок не препятствует массообмену, он только теплоизолирует. Более того, я замечу, в случае узкой горловины, поплавок вообще не нужен, он применён только для наглядности.
« Последняя редакция: 11.03.2014 :: 14:58:23 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Редактирование от 12 марта
Ответ #93 - 12.03.2014 :: 06:35:30
Функции поста
Я добавил на страницу 2 следующий текст:

При опускании поршня (рис. 1, В – Г) следует учесть, что часть сжимаемого углекислого газа перейдёт в конденсируемое состояние на границе двух фаз, вследствие, проникновения газа через зазор между стенками горловины и поплавком, и охлаждения газа за счёт уже образованного конденсата, который, в свою очередь, будет нагреваться.

Работу прочесть можно здесь: Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
« Последняя редакция: 12.03.2014 :: 17:46:59 - Erik »  
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links) ( 3437 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 #94 - 12.03.2014 :: 07:17:22
Функции поста
Erik писал(а) 12.03.2014 :: 06:35:30:
При опускании поршня (рис. 1, В – Г) следует учесть, что часть сжимаемого углекислого газа перейдёт в конденсируемое состояние на границе двух фаз, вследствие, проникновения газа через зазор между стенками горловины и поплавком, и охлаждения газа за счёт уже образованного конденсата, который, в свою очередь, будет нагреваться.


Такого не будет. Газ нагреет конденсат и конденсат испариться - СО2 сжижаться на границе двух сред не будет.

С чего Вы взяли что газ начнет сжижаться? Изучите диаграмму состояния СО2.

Адиабатное сжатие характеризуется тем, что газ при сжатии нагревается и чем выше показатель адиабаты тем сильнее, у СО2 сравнительно высокая адиабата сжатия (показатель).

Из используемых фреонов низкая адиабата (показатель) у пропана, бутана и изобутана, но даже они в процессе сжатия сжижаются незначительно в пределах нескольких процентов.

Если бы при адиабатном сжатии газы сжижались бы то, компрессора ловили бы гидроудар и разбивали бы себе "головы".  Но как мы видим компрессора не "бьются".

Erik писал(а) 11.03.2014 :: 14:57:30:
Когда газ адибатически сжимается он становится теплее конденсата под поплавком и, контактируя с конденсатом, часть газа конденсируется, вследствие, охлаждения, т. е. часть газа при сжатии уходит в конденсат


Откуда все таки Вы это взяли?
  

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 #95 - 12.03.2014 :: 08:35:05
Функции поста
RuslanG!

Вы рассматриваете сжатие газа без его воздействия с уже образованным конденсатом, поэтому у Вас не возникает коденсации при адиабатическом сжатии газа, и так оно в этом случае и есть.

А я рассматриваю адибатическое сжатие газа при его проникновении в конденсат в нижней части резервуара, поэтому у меня во время такого сжатия происходит частичная конденсация сжимаемого газа. Нагрев такого газа в моём случае не описывается стандартной формулой, т. е. приведённый Вами график расчётов не годится. Испаряться конденсат не будет, т. к. давление и температура газовой среды над ним увеличивается при переходе поршня от положения В к положению Г, от теплообмена конденсат защищён поплавком. Конденсат испарится на отрезке Г - А за счёт теплообмена, т. к. поплавок утоплен.

Поведение такой системы, адиабатическое сжатие двухфазной системы, я считаю, описывается формулой энтальпии, см. (5) или (6).
« Последняя редакция: 12.03.2014 :: 08:41:29 - 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 #96 - 12.03.2014 :: 09:45:55
Функции поста
В том то и дело что это Вы так считаете, а на самом деле будет сжиматься по диаграмме (адиабате). Наличие жидкости в газе на суть процесса влияния не оказывает можно построить диаграмму с учетом жидкcnи из точки x=0.908 и диаграмма в лучшем случае попадет обратно в точку А без выигрыша, а в реальности из-за потерь все равно попадет в область перегретого пара, причем вся жидкость выкипит.

Erik писал(а) 12.03.2014 :: 08:35:05:
от теплообмена конденсат защищён поплавком.


Надо определиться есть теплообмен между конденсатом и газом или нет. Иначе тавтология получается. Типа газ соприкасаясь с конденсатом будет конденсироваться, а конденсат от соприкосновения с газом не нагреется и не закипит. Вы не находите странным это противоречие. Сравните теплоемкость газа и жидкости эти величины одного порядка однако количество конденсата всего то около 9% от массы газа.

Еще раз, возьмите диаграмму и прошагайте ее по давление, объему и температуре. Вы сразу заметите, что температура газа и его теплосодержание растут быстрее, чем давление насыщенных паров при том же давлении (т.е газ всегда будет перегрет). Поэтому ни от соприкосновения ни в другом случае в адиабатном сжатии конденсация СО2 не наступит. Ну не конденсируется СО2 от адиабатного сжатия. Чтобы газ сконденсировать нужно его охладить ниже температуры насыщенных паров, а чем вы собираетесь его охладить? Жидкостью в количестве одной одинадцатой от массы газа? Не хватит теплоемкости в жидкости.
  

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 #97 - 12.03.2014 :: 09:59:23
Функции поста
RuslanG писал(а) 12.03.2014 :: 09:45:55:
Чтобы газ сконденсировать нужно его охладить ниже температуры насыщенных паров, а чем вы собираетесь его охладить? Жидкостью в количестве одной одинадцатой от массы газа? Не хватит теплоемкости в жидкости.
Наверх


Так я же писал, что часть газа, а не весь газ сконденсируется, т. е. количество газа при сжатии (В-Г) несколько убудет, конденсат нагреется не за счёт теплообмена, а за теплоты конденсации и потому он не выкипит, будет градиент температуры по высоте. Весь газ конденсировать не нужно. Но, если даже небольшая часть газа сконденсируется при его сжатии, то все Ваши расчёты превращаются в бутафорию, поскольку они не к месту.
  
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 #98 - 12.03.2014 :: 10:15:41
Функции поста
Erik писал(а) 12.03.2014 :: 09:59:23:
Так я же писал, что часть газа, а не весь газ сконденсируется,


По диаграмме с+20 до -30 градусов, 9.2% газа сконденсируется.

Erik писал(а) 12.03.2014 :: 09:59:23:
несколько убудет, конденсат нагреется не за счёт теплообмена, а за теплоты конденсации и потому он не выкипит,


Так не получиться я думаю. Получиться, либо весь конденсат останется если нет теплообмена, либо весь выкипит если конденсат теплообменивается с газом.

Erik писал(а) 12.03.2014 :: 09:59:23:
Но, если даже небольшая часть газа сконденсируется при его сжатии,


Я думаю не выйдет, потому что при сжатии никакая часть конденсата не возникнет, а значит жидкость внизу так и останется при температуре -30.

Если следовать Вашей логике:

Даже если гипотетически предположить что конденсат внизу "заперт" теплоизолятором с некоторым объемом газа и при сжатии этот "запертый" газ незначительно перейдет в конденсат, то нетрудно прикинуть, что большого значения или выигрыша не наблюдается. Потому что когда мы сжимаем газ мы передаем ему энергию (затрачиваем работу сжатия), и эта энергия значительно превосходит возможный дисбаланс. Есть некоторая проблема в том что при расширении газ отдает немного меньше энергии (совершает работы) чем сухой газ при сжатии - это связанно со свойствами газов. По диаграмме синие полосы это s=const (адиабаты) и видно что "расширяемся" мы в левой части графика, а "сжимаем" сухой газ в правой, но справа адиабаты имеют больший наклон и работа в этих областях требуется больше.

  

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 #99 - 12.03.2014 :: 11:12:42
Функции поста
RuslanG писал(а) 12.03.2014 :: 10:15:41:
По диаграмме с+20 до -30 градусов, 9.2% газа сконденсируется.


А Вы можете просчитать от +20 до - 50 и -100?

Меня интересуют  проценты конденсации, сами диаграммы не важны.
« Последняя редакция: 12.03.2014 :: 11:18:36 - 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 #100 - 12.03.2014 :: 14:28:57
Функции поста
Erik писал(а) 12.03.2014 :: 11:12:42:
А Вы можете просчитать от +20 до - 50 и -100?

Меня интересуют  проценты конденсации, сами диаграммы не важны.


Если расширение идет с h=const, то при -10 минимум сухости x=0.897 значит максимум конденсата 1-x=10.3%

При -100 углекислота уже твердая.

Если расширение c +20 идет по s=const (по адиабате) то конденсата будет больше.
-10 x=0.806
-20 x=0.784
-30 x=0.768
-40 x=0.754
-50 x=0.743

Масса конденсата 1-x, т.е при -50 масса конденсата 25.7%.

По диаграмме достаточно отложить отрезок до нужной температуры, по вертикали если h=const, или вдоль s=const если адиабата, и смотрим значение х в этой точке.
  

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 #101 - 12.03.2014 :: 15:36:16
Функции поста
RuslanG писал(а) 12.03.2014 :: 14:28:57:
Если расширение c +20 идет по s=const (по адиабате) то конденсата будет больше.
-10 x=0.806
-20 x=0.784
-30 x=0.768
-40 x=0.754
-50 x=0.743


Спасибо!

h=const - это для обоснования формулы (6), а расширение и сжатие идёт адиабатически по условию.

25% - это вселяет оптимизм, установка работать будет!
  
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 #102 - 13.03.2014 :: 09:10:50
Функции поста
Erik писал(а) 12.03.2014 :: 15:36:16:
h=const - это для обоснования формулы (6)


Я бы не связывался бы с формулами толку от них немного, а возни выше крыши.
  

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 #103 - 22.03.2014 :: 08:31:01
Функции поста
Условие неизменности энтальпии на практике.

В работе "Источник энергии: испарение - конденсация" приводится вывод формулы (6) на основании предположения того, что в замкнутой теплоизолированной системе при заданном объёме (Vmin) её энтальпия остаётся неизменной. Ниже приводится описание того, как это может выглядеть на практике (чего нет в приведённой работе).

V - объём пространства под поршнем; Vmax, Vmin - максимальное, минимальное значения объёмов пространства под поршнем.

Поршень идёт вверх от Vmin к Vmax, при этом испытывает силу трения от стенки цилиндра. Затем поршень возвращается в исходную позицию от Vmax к Vmin. Пусть значение силы трения будет подобрано таким, что работа силы трения, будет равна площади фигуры А - Б - В - Г - А на рис. 2 или кинетической энергии поршня, которую тот будет иметь в положении Г (см. рис. 1) в отсутствие силы трения и отвода полезной работы потребителю. Роль такой силы трения сводится к тому, что кинетическая энергия поршня в его финальной позиции Г будет равна нулю. Эта кинетическая энергия преобразуется с помощью силы трения в тепловую энергию газовой среды посредством теплообмена последней со стенкой цилиндра. Таким образом, энтальпия системы "цилиндр - поршень" остаётся неизменной, а температура системы "цилиндр - поршень" после завершения цикла А - Б - В - Г - А становится равной первоначальной.
« Последняя редакция: 23.03.2014 :: 05:19:01 - Erik »  
Наверх
 
IP записан
 
Erik
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 50
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 15.10.2013
Редактирование от 26 марта 2014
Ответ #104 - 26.03.2014 :: 08:38:39
Функции поста
Здравствуйте!

Снова небольшое редактирование.
Всё-равно, в итоге, 3 страницы, Круглые глаза.
Ещё раз, спасибо, за конструктивную критику.
Особенное  спасибо, за такую критику, RuslanG!
« Последняя редакция: 26.03.2014 :: 08:40:04 - Erik »  
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links) ( 3577 KB | Загрузки )
Наверх
 
IP записан