Авторизация
Наша группа Вконтакте
Наши партнеры
КРЫМ. СТРОЙИНДУСТРИЯ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ВЕСНА — 2016
22 окт 01:55Технологии

Монотермический двигатель

Предлагается на всеобщее обсуждение проект соединения теплового насоса и теплового двигателя. В этом преобразователе рассеянного тепла в работу используется соединённые вместе тепловой насос и тепловой двигатель, работающие при одинаковых температурах. В тепловом насосе используется труднокипящее рабочее тело (например аммиак), а в тепловом двигателе используется легкокипящее рабочее тело (например фреон).

Объяснение работы монотермического двигателя базируется на незыблемости законов физики и особенно 1-го и 2-го закона термодинамики. Никакие отступления не допускаются.

Всем известно, что соединять тепловой насос и тепловой двигатель бессмысленно. Выигрыша в энергии не получим. Такое утверждение справедливо для газовых процессов. Для тепловых машин где используется фазовое превращение вещества картина кардинально меняется. Поэтому рассмотрим этот случай.

Монотермический двигатель

Получение монотермического двигателя.


Имеем термодинамическую схему, соединённые вместе две одинаковые тепловые машины с изменением агрегатного состояния рабочего тела жидкость-газ (Ж-Г). Слева одна машина работает как тепловой насос, справа как тепловой двигатель. Так как тепловые машины одинаковы но работают противоположно друг другу, то согласно законам термодинамики сколько энергии расходуется тепловым насосом(слева W1) столько и отводится в тепловом двигателе (справа W1), сколько работы затрачивается на перенос тепла в тепловом насосе (слева А1) столько и получаем работы в тепловом двигателе (справа А1).

Поменяем рабочее тело теплового насоса. В обеих тепловых машинах используется изменение агрегатного состояния рабочего тела (испарение и конденсация), которые характеризуются теплотой парообразования. Значение величины теплоты парообразования законам газовой термодинамики не подчиняется и является для каждого конкретного вещества табличной величиной. Возьмем рабочее тело для теплового насоса с теплотой парообразования большей ,чем тепловом двигателе (справа) допустим в два раза и проанализируем.

Монотермический двигатель

Теперь для испарения такого же количества рабочего тела надо в два раза больше энергии 2W1, но для сжатия образовавшегося газа работу надо приложить такую же, как и раньше А1. Энергия, которая передаётся тепловому двигателю равна 2W1+ А1. Как видим передаваемая энергия увеличилась менее чем в два раза, в n раз ( где n равно отношению 2W1+ А1 к W1+ А1).

Так как тепловой двигатель оставлен прежним, то соответственно полученная работа и отвод тепла увеличились в n раз (nA1 и nW1), где 1

В качестве рабочих тел можно рассматривать для теплового насоса – аммиак, а для тепловой машины - пропан. У них теплоты парообразования на 1 моль отличаются в два раза, а температуры кипения примерно равны.

Получается следующее. При работе тандема тепловой насос и тепловой двигатель с разными рабочими телами, тепловой насос отбирает больше тепла (2W1), чем отдаёт тепловой двигатель (nW1), и тепловой двигатель производит больше работы nA1 чем идёт на привод теплового насоса A1. То есть, температура Т2 падает (разница Т1-Т2 остаётся постоянной). Чтобы Т2 оставалось на одном уровне необходимо постоянно «подогревать» Т2 некоторой энергией Wx. Эту энергию можно брать из окружающего рассеянного тепла (или любого источника тепла).

Вывод: При этом, как видно, теоретически абсолютно всё подводимое тепло из окружающей среды Wx переходит в работу равную nA1-A1.

Монотермический двигатель

Где Т1 - высокая температура, Т2 – низкая температура, n равно отношению (2W1+ А1) к (W1+ А1), Wx – поглощаемая тепловая энергия из окружающей среды, nA1 - А1 получаемая механическая работа.

Монотермический двигатель

Учитывая, что для теплового двигателя закон сохранения энергии имеет вид: 2W1+ A1= nA1+nW1 находим WX.

WX = nA1 - А1


Монотермический двигатель

Примерная конструкция монотермического двигателя


Материал для статьи предоставлен инженером-конструктором Яйли А.С. из г. Калининград
E-mail для связи: alex25011970@mail.ru


Тема на форуме для обсуждения данного материала - Монотермический двигатель.
Рейтинг:
21
  1. Алексей
    Алекс45
    13 января 2014 12:13
    Хорошая идея. Теперь нужен макет устройства.

  2. Лиманский В.Г.
    12 июля 2014 01:50
    В работе "Единая физическая теория ..". доказан закон не сохранения энергии, из
    которого следует бестопливная, экологически чистая техника типа НЛО. Там же приведена схема движителя с КПД более 100%. Таким образом, источники
    альтернативной, дешевой, экологически чистой энергии найдены, их можно немедленно внедрять в производство. См. сайт: valentin777.ru.
    Энергетическая и транспортная проблемы наукой полностью решены!

  3. Simona
    19 января 2016 19:41
    бред этот удалите с сайта пожалуйста.

  4. Теплотехник
    19 мая 2020 15:58
    Не приведен К.П.Д. эксергии, нет К.П.Д. тепловой машины, впрочем и нет к.п.д. теплового насоса. Разница температуры нагревателя(насоса) и холодильника(атмосферы), судя по рабочим телам, будет крайне низка, машина не вернет энергию даже на саму себя.
    Обратный цикл Карно выдает энергии из среды больше, чем сам потребляет, это кажется волшебством, но в нём кроется коварство, коэффициент теплотрансформации тем выше, чем меньше тепловой напор, а ведь для машины прямого цикла Карно нужен именно температурный градиент, значит к.п.д. насоса растет, а тепловой машины падает. Если увеличить тепловой напор теплонасоса, тогда теплотрансформации стремится к 1, к.п.д. насоса обваливается на глазах, но тепломашина начинает чувствовать себя неплохо, но "даровой энергии" из среды она уже особо не получает. Поэтому, подобные машины НЕ РАБОТАЮТ.

  5. Теплотехник
    19 мая 2020 16:15
    В целом не имеет значения как переносить теплоту, сколько теплообменников, что выступает нагревателем, а что холодильником, для машины с одновременно обращённым и прямым циклами Карно о работоспособности говорит лишь эксергетический к.п.д.

Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Вопрос:
От чего дают энергию солнечные батареи?
Ответ:*
Важно ваше мнение
Какая на Ваш взгляд самая перспективная технология в энергетике?