Двигатель с внешним подводом теплоты

[Kanonier]

Впуск ДВС в отдельный(холодный) цилиндр. Убирает проблему наполнения, и сжатие относительно холодного воздуха (дизель). И далее в отделенную КС оптимальной (сферической) формы , куда подводится, тепло от регенератора (рекуператора) перед впрыском топлива. ( все это, тоже технически реализовать не удалось, хотя стремились).

В роторном ДВПТ это проще и работает (это естественно, паралеллизм основа работы роторного ДВПТ). Отдельные модули реализующие каждый свой такт. Сжатие и изохорный нагрев.

К чему, это я. Народ видел перечисленные способы улучшить эффективность двигателя, но технически реализовать в ДВС, это сложно (или даже не возможно). Естественно у ДВС преобразование тепла в работу выше (температура выше. и не через стенку).

Но в ДВПТ роторного типа похожие элементы улучшения можно реализовать проще.

А ДВС я выбрал потому, что большинству он более понятный, а аналогии показывают в разнице сложности реализации похожих способов улучшения для ДВПТ и ДВС.

 

[JohnDoe]

А вот если его выкинуть , не будет изохорного нагрева, а будет подвод тепла на расширении (с вытекающими), можно но накладно.

В дизеле, в Брайтоне спокойно работает. Брайтон с рекуперацией прекрасно работает еа низких давлениях, ПИк. Без конкретных цифр словами можно мериться до бесконечности.

 

[Kanonier]

В дизеле, в Брайтоне спокойно работает.

Джон. вы путаете мощность цикла -площадь диаграммы, с энергетической эффективностью -КПД .
Нагрев на расширении менее эффективен в плане КПД. Это как двумя банками (тепло на расширении) закрасить 1 ед.площади забора.
А при изохорном нагреве и далее (пусть и на относительно) адиабатном расширение - 1 банкой -3/4 площади забора.
Кстати для "спорт" режима и у нас предусмотрен нагреватель после S 2, надо включаем, не надо отключаем на "эконом" режиме.

 

[JohnDoe]

Джон. вы путаете мощность цикла -площадь диаграммы, с энергетической эффективностью -КПД .
Нагрев на расширении менее эффективен в плане КПД. Это как двумя банками (тепло на расширении) закрасить 1 ед.площади забора.
А при изохорном нагреве и далее (пусть и на относительно) адиабатном расширение - 1 банкой -3/4 площади забора.
Кстати для "спорт" режима и у нас предусмотрен нагреватель после S 2, надо включаем, не надо отключаем на "эконом" режиме.

При изохорном нагреве растет температура и давление РТ. Те у Вас будет возрастать давление в теплообменнике. Отсюда, при открытии выпуска в S1 в него будет обратно заталкиваться часть РТ из теплобменника и потом вновь выпихиваться лопаткой в выпуск. И так на каждой порции РТ в S1.
А если, чтобы этого избежать, обеспечить откачку РТ S2 так, чтобы не было обратных забросов, то это будет уже не изохора, а изобара.
Имху

 

[Kanonier]

заталкиваться часть РТ из теплобменника и потом вновь выпихиваться лопаткой в выпуск.

И что? Стремление системы перейти в равновесное состояние и только. Насколько изменится (уменьшится) объем (уже сжатого РТ до нужной степени) в S1 настолько возрастет в S2. и никакой работы не будет. Весь нагрев на изменение внутренней энергии. А между S2 и S3 согласно разницы площадей при равном давлении сила будет совершать работу. за счет накопленой внутренней энергии по адиабате (условно приближенной). И все. Так. это и принцип роторного- соотношение площадей (лопаток), соответствует соотношению сил и разницы в горячем и холодном отделе.
В поршневом- смещение фаз и разницы моментов горячего и холодного цилиндров (или вытеснителя.
Оно по форме разное. но по сути то же. только в роторном больше возможностей.
А вот по какому процессу будет расширение, зависит. что мы хотим иметь.
Если большую энергоотдачу-тогда Изобара.
Если большую энергоэффективность-то Адиабата.
Изобара более пологая- больше работа, но и большими затратами (две банки на единицу площади)
Адиабата круче падает, площадь (работа) меньше, но экономичнее КПД цикла выше. (одна банка на 3/4 площади- к цифрам не привязывайтесь, это для понимания0)
Это как в ДВС богатая смесь "тяговитая" , а бедная более экономичная. Надо разгон подливаем больше бензинчика, разогнались и держим скорость-обедняем.

 

[Varan]

Изобара более пологая-

если речь идет о координатах p-V, судя по заявлению что "мощность цикла -площадь диаграммы"(хотя конечно не мощность а работа) то изобара не пологая а горизонтальная

 

[JohnDoe]

И что? Стремление системы перейти в равновесное состояние и только.

Не только. Это двойная работа S1(вытолкнутое предыдущей лопаткой РТ частично возвращается в S1 при выпуске из модуля следующей порции). Аротиводавление. Расширение газа. Падение температуры Возможный резонанс. Потери, потери.

 

[Kanonier]

судя по заявлению что "мощность цикла -площадь диаграммы"(хотя конечно не мощность а работа

Ха, я как только это написал. сразу почувствовал. что Варан вцепится зубами (хотя вы правы). Но, я специально акцентировал, для лучшего восприятия -"мощность цикла". И это верно. Диаграмма-открытая характеристика, временная зависимость есть. И мощность цикла (и как единица времени-время цикла).

то изобара не пологая а горизонтальная

Однозначно, но в идеале.

Расширение газа. Падение температуры Возможный резонанс. Потери, потери.

Это буря в стакане воды. Объем между S1 и S2 неизменен (лопатки согласовано отрабатывают перенос РТ. и все -запечатанную колбу переносят в пространстве). И нет работы (перенос в пространстве, это работа других сил), есть теплообмен и изменение энергии только за счет подвода теплоты.

 

[JohnDoe]

Это буря в стакане воды. Объем между S1 и S2 неизменен (лопатки согласовано отрабатывают перенос РТ. и все -запечатанную колбу переносят в пространстве). И нет работы (перенос в пространстве, это работа других сил), есть теплообмен и изменение энергии только за счет подвода теплоты.

Геометрически возможно, что обьем неизменен. Фактически нет. Запечатанное в колбы между S1 и S2 РТ имеет темпераиуру и давление отличные от температуры и давления РТ запечатанного в колбу между лопаток S1. Со всеми вытекающими. Изохорный процесс это вообще больше про периодичность,а не стационарность. ПуВРД против ГТД, условно. Закачали со впуска порцию, изолировали, нагрели, выпустили в работу с выпуска.
В двигателе нет никаких других сил. Толтко подведеная так, или иначе теплота. Как она делится дело десятое. На переос массы РТ по трубам, обьемам и тд тоже тратится часть подведенной теплоты. Чем больше теплоты уходит на вспомогательные нужды, тем меньшее пойдёт на полезную работу.
Имху

 

[Kanonier]

Запечатанное в колбы между S1 и S2 РТ имеет темпераиуру и давление отличные от температуры и давления РТ запечатанного в колбу между лопаток S1.

Если сползать на микроуровень., то и в колбе эти параметры и до рекуператора и после, и у нагревателя будут разные. Так, и у модуля S1 давление и температура будут разные. и вполне сопоставимыми с РТ в S1. А с учетом скорости РТ в системе, просто, эта скорость несколько упадет на выходе из модуля. И никакого "запихивания" РТ назад в модуль S1 не будет.

 

[JohnDoe]

Если сползать на микроуровень., то и в колбе эти параметры и до рекуператора и после, и у нагревателя будут разные. Так, и у модуля S1 давление и температура будут разные. и вполне сопоставимыми с РТ в S1. А с учетом скорости РТ в системе, просто, эта скорость несколько упадет на выходе из модуля. И никакого "запихивания" РТ назад в модуль S1 не будет.

Скорость РТ, как Вы сами ранее сказали, гевелика, 10м/с. Скоростной напор невелик, падать нечему. Разница температур и давлений в тепообменнике и S1 будет примерно как у выпускв S3 выпуска S1, потому что в идеале у противоточного теплообменника температура отбирающего РТ на выходе из теплообменника, равна температуре отдающего РТ на входе. А исходя из Ваших стремлений и представлений, то самой идеальной из реализацией будет ранее мной уже озвученная схема, в которой выхлоп S3 просто соединяется с его впуском через подогреватель. В ней будет ровно тоже самое:обьем неизменен(сумма обьемов за и перед лопаткой постоянна) , нет ни сжатия, ни расширения, нагрев по изохоре, вся работа за счет подвода теплоты.))

 

[Varan]

Но, я специально акцентировал, для лучшего восприятия -"мощность цикла".

в координатах p-V никакой мощности быть не может, там нет времени и более того площадь диаграммы имеет физический смысл работы только в этих координатах

 

[Kanonier]

в координатах p-V никакой мощности быть не может, там нет времени и более того площадь диаграммы имеет физический смысл работы только в этих координатах

Вам важно поспорить, ну по любому поводу. А вот если я скажу, что на различных режимах будут разные диаграммы (дросселирование и сопутствующие) . И измерение диаграммы(параметров) идет в установившемся режиме. И тогда диаграмма цикла привязана к оборотам (а значит и ко времени.
И какая вам хрен разница секунда или время цикла, будет определять мощность.
Хотя формально вы правы.

 

[Kanonier]

Скоростной напор невелик, падать нечему.

Вы наносите смертельный удар законам сохранения. В замкнутой системе неизменного объема (лопатки механически связаны) вдруг возникает какое то противодействие движению этой системы в координатах уже внешней системы.
СМЕЛО.
Не, мы стоим стойко на принципах марксизма-ленинизма (карнолизма-стирлингализма) и не будем поступаться принципами. И не позволим некоторым буржуазным течениям нарушить нашу стройную, и единственно верную теорию.

 

[Varan]

на различных режимах будут разные диаграммы (дросселирование и сопутствующие)

на различных режимах диаграммы конечно разные и разная площадь этих диаграмм будет соответствовать разным РАБОТАМ цикла на этих режимах, так например большую часть времени автомобильные двигатели выдают мощность 3-5кВт, поэтому и диаграммы их на этих режимах будут соответствующие

 

[JohnDoe]

Вы наносите смертельный удар законам сохранения. В замкнутой системе неизменного объема (лопатки механически связаны) вдруг возникает какое то противодействие движению этой системы в координатах уже внешней системы.
СМЕЛО.
Не, мы стоим стойко на принципах марксизма-ленинизма (карнолизма-стирлингализма) и не будем поступаться принципами. И не позволим некоторым буржуазным течениям нарушить нашу стройную, и единственно верную теорию.

Смело, это видеть, то, чего не написанно. Ни о каких "координатах внешних систем" мною не поминалось. Скоростной напор Po * V^2 / 2 это второй член уравнения Бернулли, динамическое давление потока.

 

[Kanonier]

Смело, это видеть, то, чего не написанно

Вы представьте -- два поршня жестко соединенные стержнем и двигающихся в цилиндре под воздействием внешней силы. Внутри между поршнями ,пусть не равновесное состояние- есть группа горячих агрессивных и подвижных молекул, есть холодные, более спокойные и определенным образом распределены в изолированном пространстве. Да там идет "война" приведение системы в равновесное состояние, при "накачке" или отбора энергией. Но каким образом, это повлияет на изменение движения обоих поршней (системы)? Ну, если не "перекачаете" и система рванет. Вы же, ничего не выкидываете от туда, импульса нет. При движении лопаток нет прерывистости, нет момента когда. система теряет изолированность. Лопатки двух смежных модулей согласовано синхронны, отслеживают один и тот же угол. Идет равномерный поток РТ, определенный вращением лопаток. Причем идет пропорциональное изменение перемещения количества РТ, или пропорционально заданное соотношение (разные объемы смежных модулей) в модулях. В переходной момент (смена лопаток), вторая лопатка (по ходу) проходит впускное окно, а первая еще не дошла до выпускного. Данный объем, перед тем как начать новый такт на мгновенье "запечатывается" . Т.Е. никакой связи и взаимодействия РТ из различных тактов НЕ СУЩЕСТВУЕТ.
Как в таком случае система может оказать влияние на внешние силы. задающих движения этих поршней?

 

[JohnDoe]

Вы представьте -- два поршня жестко соединенные стержнем и двигающихся в цилиндре под воздействием внешней силы. Внутри между поршнями ,пусть не равновесное состояние- есть группа горячих агрессивных и подвижных молекул, есть холодные, более спокойные и определенным образом распределены в изолированном пространстве. Да там идет "война" приведение системы в равновесное состояние, при "накачке" или отбора энергией. Но каким образом, это повлияет на изменение движения обоих поршней (системы)? Ну, если не "перекачаете" и система рванет. Вы же, ничего не выкидываете от туда, импульса нет. При движении лопаток нет прерывистости, нет момента когда. система теряет изолированность. Лопатки двух смежных модулей согласовано синхронны, отслеживают один и тот же угол. Идет равномерный поток РТ, определенный вращением лопаток. Причем идет пропорциональное изменение перемещения количества РТ, или пропорционально заданное соотношение (разные объемы смежных модулей) в модулях. В переходной момент (смена лопаток), вторая лопатка (по ходу) проходит впускное окно, а первая еще не дошла до выпускного. Данный объем, перед тем как начать новый такт на мгновенье "запечатывается" . Т.Е. никакой связи и взаимодействия РТ из различных тактов НЕ СУЩЕСТВУЕТ.
Как в таком случае система может оказать влияние на внешние силы. задающих движения этих поршней?

У Вас есть обьем теплообменника между S1 и S2 в котором, по задумке, происходит изохорный нагрев. При этом, согласно определению, будет расти температура и давление на выходе тепоообменеикв, но тк выход и вход тепоообменника сообщаются между собой, не изолированны, то давление будет в обоих частях тепообменника одинаковым.
В S1, как заявлено, имеется на определенном участке пути лопаток изолированный обьем(где идет внутреннее сжатие). Давление в нем к моменту ОТКРЫТИЯ(прохождения передней лопатки) выпусккного окна в теплообменник будет меньше давления в теплообменника(см. выше). Это вызовет перепуск РТ из тепообменника в S1. Что не так?

 

[Kanonier]

Что не так?

Вы не разделяете макро и микро уровень. Так там в объеме (еще до S1) будут разные локальные параметры, перед S2 молекулы будут с большей энергией, чем у модуля S1 (здесь холоднее). Но это не влияет на общее состояние, при равном объеме (ведь не только открывается объем S1, но одновременно "отрезается" объем S2 с самыми "активными" молекулами и уменьшаем внутреннюю энергию системы). Т.Е если S1 и S2 S с объемом Vl и синхронным и согласованным вращением лопаток, никакого противодействия (антиработа PV) не происходит (а обмен энергией нормальное процесс).
А вот когда появляется малогабаритный модуль S (высокооборотистый) с объемом Vх, тогда да есть изменение опорной площади (она становится меньше и меньше опорной площади (постоянной) шестеренчатого модуля S2. И соответственно и объем всей системы контура на этом участке изменяется -расширяется. Т,е. то, что вы хотели. Только, это расширение крайне не значительное в сравнении с сумvарными объемами расширителя, нагревателя и модуля S2. И мы немного "крадем" у модуля расширения S3.

 

[JohnDoe]

Вы не разделяете макро и микро уровень. Так там в объеме (еще до S1) будут разные локальные параметры, перед S2 молекулы будут с большей энергией, чем у модуля S1 (здесь холоднее). Но это не влияет на общее состояние, при равном объеме (ведь не только открывается объем S1, но одновременно "отрезается" объем S2 с самыми "активными" молекулами и уменьшаем внутреннюю энергию системы). Т.Е если S1 и S2 S с объемом Vl и синхронным и согласованным вращением лопаток, никакого противодействия (антиработа PV) не происходит (а обмен энергией нормальное процесс).
А вот когда появляется малогабаритный модуль S (высокооборотистый) с объемом Vх, тогда да есть изменение опорной площади (она становится меньше и меньше опорной площади (постоянной) шестеренчатого модуля S2. И соответственно и объем всей системы контура на этом участке изменяется -расширяется. Т,е. то, что вы хотели. Только, это расширение крайне не значительное в сравнении с сумvарными объемами расширителя, нагревателя и модуля S2. И мы немного "крадем" у модуля расширения S3.

Ничего никуда не "отрезается" Давление на выходе и входе теплообменника будет одинаковое. Волнв давления распросьранянтся ао асе стороны одинаково и со скоростью звука. Это означает, чтр как толтко по любоц причине в любом месте объёма теплообменника давление изменяется, то это изменение влияет на весь остальной обьем, оно усредняется. Никаким "изолированием активных молекул" это не изменить. Превышение давления в теплообменнике над давлением в S1 означает противодавление, отрицательную работу, потери на перепуск и колебания давления и масс РТ.
Имху