Тепловая машина без охладителя

[goran d]

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!

[КотКот]

Очередная модель вечного двигателя.....
Что заставит поршень вернуться обратно?

[goran d]

Очередная модель вечного двигателя.....
Что заставит поршень вернуться обратно?

Поршень поднимаетса механизмом с затратой енергии.

[Lamort]

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.

[RadioactiveRainbow]

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.

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.

[КотКот]

Без холодильника все равно никуда не денетесь....

[Атяпа]

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...

[Lamort]

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.

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.

[Lamort]

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...

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.

[mark200000]

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.

[Атяпа]

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...

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?

[Lamort]

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?

Если химическая реакция, температура которой ограничена, не сможет нагреть топливо, то вы не получите повышения давления и расширения топлива.

[Lamort]

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.

Может, вы его выбрасываете и оно уносит избыточное тепло вместе с уносом массы.

[mark200000]

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.

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!

[Lamort]

Очень 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.

[mark200000]

Очень 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

[Lamort]

А, я так надеялся

Хорошо, расскажите вашу теорию того, что является холодильником ЖРД, я, знаете, в нанотехнологиях не разбираюсь, может ваше нанознание мне прольёт свет.

[Tiger]

Охлаждение за счёт расширения газов выхлопа?

[mark200000]

Может, 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.

[Lamort]

Может, 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.