Как известно ЖРД в принципе не нуждаютса в охлаждении чтоб функционировать - оно нужно только для того чтоб конструкция не разплавилась. Так что двигатели без охлаждения в принципе возможны. Теперь перейдем к другому неохлаждаемому тепловому двигателю, который выдумал я.
Двигатель состоит из цилиндра и поршня. Поршень может двигатьса внутри цилиндра, подразумеваем что когда свободное место внутри цилиндра минимально то поршень в верхнем положении. Между цилиндром и поршнем есть вещество, которое при комнатной температуре в состоянии газа, к примеру углекислый газ. С верхней стороны цилиндра есть теплообменник, который может нагревать вещество. С низу цлилндра с задней стороны поршня есть вакуумная камера. Двигатель работает следующим образом.
Начальное состояние: Поршень в верхном положении. Вещество холодное в твердой фазе и совсем немного в газовой.
Цикл 1: Поршень держитса в верхнем положении. Теплообменник включен, теплообмен идет пока все вещество приходит в газовую фазу и нагреваетса до комнатной температуры, при етом значительно повышаетса давление.
Цикл 2: Теплообменник отключен. Вещество разширяетса, толкая поршень в низ и совершая работу. При етом вещество охлаждаетса. Разширение произходит до тех пор, пока вещество охлаждаетса до перехода в твердую фазу. Конечно, остаетса пренебрежимое количество и в газовой фазе. Отметим, при етом, что т. к. по зади поршня вакуум, то разширение вещества производит полезную работу на все время второго цикла (без учета трения) - не приходитса работать против атмосферного давления.
Цикл 3: Поршень в нижнем положении. Имеетса холодное вещество в твердой фазе с пренебрежимом количеством газа. Поршень поднимаетса, сжимая незначительное количество газа, и поетому производит работу и тратит енергию. Однако так как газа при поднятии значительно меньше, чем при опускании, работа в етом цикле гораздо менше чем во втором цикле. Поетому извлекаетса полезная работа.
Конец Цикла 3: Поршень в верхнем положении, возврат в начальное состояние.
В конечном итоге, извлекаетса енергия прямо из тепла!
Очередная модель вечного двигателя.....
Что заставит поршень вернуться обратно?
ЦитироватьОчередная модель вечного двигателя.....
Что заставит поршень вернуться обратно?
Поршень поднимаетса механизмом с затратой енергии.
goran d, вы не правы, в ЖРД есть холодильник, как в любой тепловой машине, это само топливо.
В вашем случае не могу точно сказать где у вас ошибка, но, по-моему, расширившееся вещество не превратится в твёрдое тело, а останется газом и при сжатии надо будет отводить тепло, чтобы оно стало твёрдым телом.
ЦитироватьВ вашем случае не могу точно сказать где у вас ошибка, но, по-моему, расширившееся вещество не превратится в твёрдое тело, а останется газом и при сжатии надо будет отводить тепло, чтобы оно стало твёрдым телом.
плюсадин
От порождения подобных чудовищ разума надежно спасает одно верное средство - аналитический или, если (как у меня, например) недостаточно мозгов, численный расчет.
Ставлю рубль на то, что сконденсировать рабочее тело одним только механическим расширением невозможно. По крайней мере, существенную его часть.
Без холодильника все равно никуда не денетесь....
Между прочим, автор явно путает холодильник тепловой машины и систему технологического охлаждения (чтобы двигатель не развалился!).
По крайней мере для ракетного двигателя.
Там всё же холодильник - окружающая среда, куда выбрасывается струя где и охлаждается рабочее тело...
ЦитироватьЦитироватьВ вашем случае не могу точно сказать где у вас ошибка, но, по-моему, расширившееся вещество не превратится в твёрдое тело, а останется газом и при сжатии надо будет отводить тепло, чтобы оно стало твёрдым телом.
плюсадин
От порождения подобных чудовищ разума надежно спасает одно верное средство - аналитический или, если (как у меня, например) недостаточно мозгов, численный расчет.
Ставлю рубль на то, что сконденсировать рабочее тело одним только механическим расширением невозможно. По крайней мере, существенную его часть.
Я, как мне кажется, детальней представил в чём ошибка у автора.
Допустим, у него есть вещество, которое после расширения до определённой степени начинает сублимировать в твёрдую фазу, наверняка есть такие реальные вещества.
Однако, останется часть газовой фазы, которую надо изотермически сжать, иначе газ нагреется и твёрдая фаза опять начнёт переходить в газ.
Таким образом нужен холодильник для обеспечения отвода тепла от газовой фазы.
Интересно то, что теоретически эта система будет работать, если перегнать в твёрдое тело весь газ, то КПД действительно будет 100%, это связано с тем, что поршень обеспечивает расширение в вакуум.
Практически же ход поршня будет огромным и неизбежные технические потери съедят весь КПД.
ЦитироватьМежду прочим, автор явно путает холодильник тепловой машины и систему технологического охлаждения (чтобы двигатель не развалился!).
По крайней мере для ракетного двигателя.
Там всё же холодильник - окружающая среда, куда выбрасывается струя где и охлаждается рабочее тело...
Вы ошибаетесь, для ЖРД безразлична температура внешней среды, он работает потому, что топливо достаточно холодное и может гореть.
Снаружи может быть миллион градусов, теплообмен между вылетевшим рабочим телом и средой не имеет значения.
В этом смысле ЖРД отличается от, например, двигателя внутреннего сгорания только тем, что ДВС забирает воздух из внешней среды и температура топлива у него это температура внешней среды.
В остальном у него то же самое, "холодильником" является само топливо.
Выше RadioactiveRainbow дал очень мудрый совет - взять и посчитать.
Почемуто, никто не прислушался к его совету.
Достаточно подсчитать теплоемкость топлива и его теплотворную способность и сравнить две полученные цифры, что бы прийти к выводу, что ТОПЛИВО НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ХОЛОДИЛЬНИКОМ.
ЦитироватьЦитироватьМежду прочим, автор явно путает холодильник тепловой машины и систему технологического охлаждения (чтобы двигатель не развалился!).
По крайней мере для ракетного двигателя.
Там всё же холодильник - окружающая среда, куда выбрасывается струя где и охлаждается рабочее тело...
Вы ошибаетесь, для ЖРД безразлична температура внешней среды, он работает потому, что топливо достаточно холодное и может гореть.
Снаружи может быть миллион градусов, теплообмен между вылетевшим рабочим телом и средой не имеет значения.
В этом смысле ЖРД отличается от, например, двигателя внутреннего сгорания только тем, что ДВС забирает воздух из внешней среды и температура топлива у него это температура внешней среды.
В остальном у него то же самое, "холодильником" является само топливо.
Ну не внешняя среда, так сопло. Чтобы соершить полезную работу, рабочее тело должно сначала приобрести энергию - нгреться, затем потерять энергию, т. е. охладиться.
Причём тут первоначальная температура топлива?
ЦитироватьНу не внешняя среда, так сопло. Чтобы соершить полезную работу, рабочее тело должно сначала приобрести энергию - нгреться, затем потерять энергию, т. е. охладиться.
Причём тут первоначальная температура топлива?
Если химическая реакция, температура которой ограничена, не сможет нагреть топливо, то вы не получите повышения давления и расширения топлива.
ЦитироватьВыше RadioactiveRainbow дал очень мудрый совет - взять и посчитать.
Почемуто, никто не прислушался к его совету.
Достаточно подсчитать теплоемкость топлива и его теплотворную способность и сравнить две полученные цифры, что бы прийти к выводу, что ТОПЛИВО НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ХОЛОДИЛЬНИКОМ.
Может, вы его выбрасываете и оно уносит избыточное тепло вместе с уносом массы.
ЦитироватьЦитироватьВыше RadioactiveRainbow дал очень мудрый совет - взять и посчитать.
Почемуто, никто не прислушался к его совету.
Достаточно подсчитать теплоемкость топлива и его теплотворную способность и сравнить две полученные цифры, что бы прийти к выводу, что ТОПЛИВО НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ХОЛОДИЛЬНИКОМ.
Может, вы его выбрасываете и оно уносит избыточное тепло вместе с уносом массы.
Очень хорошо!
Еще, чуть чуть, и вы сообразите, что является холодильником в ЖРД!
ЦитироватьОчень хорошо!
Еще, чуть чуть, и вы сообразите, что является холодильником в ЖРД!
Холодильником ЖРД является само топливо, которое расходуется при работе ЖРД, благодаря тому, что топливо можно нагреть обеспечивается повышение давления и расширение топлива на выходе ЖРД.
Если вы загрузите на борт топливо с температурой нагревателя, то ЖРД не будет работать, для ЖРД такую ситуацию сложно представить, а вот для ВРД она вполне актуальна, - с ростом скорости воздух на входе ВРД при торможении нагревается так, что его уже невозможно дополнительно нагреть за счёт горения топлива.
Ракета с ЖРД ускоряет вместе с собой и запас энергии в виде химического топлива и "холодильник", которым является это же самое топливо выброшенное наружу.
Благодаря этому ракете безразлично в какой среде лететь.
ЦитироватьЦитироватьОчень хорошо!
Еще, чуть чуть, и вы сообразите, что является холодильником в ЖРД!
Холодильником ЖРД является само топливо, которое расходуется при работе ЖРД, благодаря тому, что топливо можно нагреть обеспечивается повышение давления и расширение топлива на выходе ЖРД.
Если вы загрузите на борт топливо с температурой нагревателя, то ЖРД не будет работать, для ЖРД такую ситуацию сложно представить, а вот для ВРД она вполне актуальна, - с ростом скорости воздух на входе ВРД при торможении нагревается так, что его уже невозможно дополнительно нагреть за счёт горения топлива.
Ракета с ЖРД ускоряет вместе с собой и запас энергии в виде химического топлива и "холодильник", которым является это же самое топливо выброшенное наружу.
Благодаря этому ракете безразлично в какой среде лететь.
А, я так надеялся :(
ЦитироватьА, я так надеялся :(
Хорошо, расскажите вашу теорию того, что является холодильником ЖРД, я, знаете, в нанотехнологиях не разбираюсь, может ваше нанознание мне прольёт свет.
Охлаждение за счёт расширения газов выхлопа?
ЦитироватьМожет, вы его выбрасываете и оно уносит избыточное тепло вместе с уносом массы.
Вот в этой Вашей фразе правильный ответ.
Холодильником в ЖРД является газ (рабочее тело) истекающий из сопла.
Топливо (жидкое) в термодинамическом процессе вообще не участвует. Оно служит источником энергии.
ЦитироватьЦитироватьМожет, вы его выбрасываете и оно уносит избыточное тепло вместе с уносом массы.
Вот в этой Вашей фразе правильный ответ.
Холодильником в ЖРД является газ (рабочее тело) истекающий из сопла.
Топливо (жидкое) в термодинамическом процессе вообще не участвует. Оно служит источником энергии.
Тогда вы меня почему-то неправильно поняли, вы решили, что я считаю топливо хладагентом аккумулирующим избыточное тепло, однако топливо "холодильник" в том смысле, что оно имеет температуру ниже, чем температура в камере сгорания, благодаря чему происходит повышение давления.
Если вы каким-то хитрым образом загрузите на борт топливные компоненты с температурой равной температуре в камере сгорания, то ЖРД работать не будет или будет работать только за счёт уже имеющегося избыточного давления топлива.
Я выше уже сказал, что ситуация с горячим рабочим телом характерна для ВРД на больших скоростях, воздух при входе в воздухозаборник тормозится и нагревается, в результате чего двигатель с ростом скорости перестаёт работать.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьМожет, вы его выбрасываете и оно уносит избыточное тепло вместе с уносом массы.
Вот в этой Вашей фразе правильный ответ.
Холодильником в ЖРД является газ (рабочее тело) истекающий из сопла.
Топливо (жидкое) в термодинамическом процессе вообще не участвует. Оно служит источником энергии.
Тогда вы меня почему-то неправильно поняли, вы решили, что я считаю топливо хладагентом аккумулирующим избыточное тепло, однако топливо "холодильник" в том смысле, что оно имеет температуру ниже, чем температура в камере сгорания, благодаря чему происходит повышение давления.
Если вы каким-то хитрым образом загрузите на борт топливные компоненты с температурой равной температуре в камере сгорания, то ЖРД работать не будет или будет работать только за счёт уже имеющегося избыточного давления топлива.
Я выше уже сказал, что ситуация с горячим рабочим телом характерна для ВРД на больших скоростях, воздух при входе в воздухозаборник тормозится и нагревается, в результате чего двигатель с ростом скорости перестаёт работать.
Да пожалуйста!
Предположи, что у нас есть некие суперемкости. Они позволяют хранить газ с температурой и давлением как в камере сгорания( лучше с большим!).
Мы передаем этот газ из этих емкостей в камеру "сгорамния" (кавычки - там больше ничего не горит). Далее - как в обычном ракетном двигателе...
Но смысл моего замечния в принципе касался другого - система охлаждения двигателя вовсе не является холодильником в смысле Карно...
ЦитироватьДа пожалуйста!
Предположи, что у нас есть некие суперемкости. Они позволяют хранить газ с температурой и давлением как в камере сгорания( лучше с большим!).
Мы передаем этот газ из этих емкостей в камеру "сгорамния" (кавычки - там больше ничего не горит). Далее - как в обычном ракетном двигателе...
Работа такого двигателя будет отличаться от работы ЖРД, в нём вообще нет нагревателя.
Давление в этих супербаках будет падать, соответственно будет падать и тяга.
ЦитироватьНо смысл моего замечния в принципе касался другого - система охлаждения двигателя вовсе не является холодильником в смысле Карно...
Более того, она в ряде случаев просто отсутствует. :)
Я уже сказал выше, что двигатель внутреннего сгорания в этом смысле отличается от ЖРД только тем, что берёт воздух из внешней среды, система охлаждения ДВС тоже нужна только для того, чтобы двигатель не перегрелся и не вышел из строя.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьМожет, вы его выбрасываете и оно уносит избыточное тепло вместе с уносом массы.
Вот в этой Вашей фразе правильный ответ.
Холодильником в ЖРД является газ (рабочее тело) истекающий из сопла.
Топливо (жидкое) в термодинамическом процессе вообще не участвует. Оно служит источником энергии.
Тогда вы меня почему-то неправильно поняли, вы решили, что я считаю топливо хладагентом аккумулирующим избыточное тепло, однако топливо "холодильник" в том смысле, что оно имеет температуру ниже, чем температура в камере сгорания, благодаря чему происходит повышение давления.
Если вы каким-то хитрым образом загрузите на борт топливные компоненты с температурой равной температуре в камере сгорания, то ЖРД работать не будет или будет работать только за счёт уже имеющегося избыточного давления топлива.
Я выше уже сказал, что ситуация с горячим рабочим телом характерна для ВРД на больших скоростях, воздух при входе в воздухозаборник тормозится и нагревается, в результате чего двигатель с ростом скорости перестаёт работать.
На самом деле, подогревать топливо было бы полезно. КПД ЖРД зависит от температуры в камере и температуре на срезе сопла. Чем больше разница этих температур, тем больше КПД.
Предварительный подогрев топлива позволил бы поднять температуру в камере и увеличить КПД.
Проблема в том, что нечем подогревать. Едиественный, на сегодняшний день, практически реализуемый, достаточно мощный источник тепла - ядерный реактор. А, если связываться с ядерным реактором, лучше сразу делать ЯРД.
Интересно, что КПД у ЯРД ниже, чем у ЖРД.
ЦитироватьНа самом деле, подогревать топливо было бы полезно. КПД ЖРД зависит от температуры в камере и температуре на срезе сопла. Чем больше разница этих температур, тем больше КПД.
Предварительный подогрев топлива позволил бы поднять температуру в камере и увеличить КПД.
Проблема в том, что нечем подогревать. Едиественный, на сегодняшний день, практически реализуемый, достаточно мощный источник тепла - ядерный реактор. А, если связываться с ядерным реактором, лучше сразу делать ЯРД.
Интересно, что КПД у ЯРД ниже, чем у ЖРД.
Да, полезно, если бы подогреватель ничего не весил, как, например в том случае когда часть топлива охлаждает саму конструкцию двигателя.
Топливо играет роль одновременно "нагревателя", рабочего тела и "холодильника", если бы существовал более эффективный нагреватель, то можно было бы просто использовать какое-то химически нейтральное рабочее тело, как, например, водород в ЯРД.