Как вернуть сбежавших лошадей?

Anatoliy

Верной дорогой идете товарищи !!!
Откуда
Севастополь
Есть очень интересная мысль. :🙂
Если посмотреть на двигатели внутреннего сгорания, то вызывает грусть КПД существующего процесса сжигания топлива. 🙁
Если не цепляться за точность цифр, то у карбюраторных двигателей КПД примерно 25 -27 %, а у дизелей 33 – 36 %.
Все привыкли к этим цифрам и борются только за «несчастные» единицы процентов.
А как жалко наблюдать, как из стада  кобыл в 300 голов проходят мимо 200 штук и только 100 тянут самолеты в небо. Оставшиеся без дела 200 лошадок попросту портят воздух.
Как пристроить хотя бы лошадок 20 к работающей сотне?
Это же целый 20 % прироста мощности!!!! :🙂
А теперь мои мысли на эту тему.
Современные полупроводниковые термоэлементы преобразовывают тепловую энергию в электрическую с КПД достигающим величины 14 %. Теперь допустим, что удастся направить 70% выделяющейся теплоты в термобатарею с КПД только 10%. Тогда мы вернем из 200 лошадей (200 * 0,7 * 0,1 = 14)  14 процентов к тем 100 работающим лошадям. Ну, это уже не плохо. А если переработать 80% выделенной теплоты и применить 14% термоэлементы, то получим 22,4 лошадиных сил дополнительно.
А как их включить в работу? Можно поставить электрический турбонаддув или применить обратимый генератор – электродвигатель, который будет «подкручивать» основной двигатель, или запитать от этой дополнительной энергии все, что на борту и сауну в придачу, а можно крутить второй воздушный винт в «заду» электродвигателем.
Осталось совсем немного. Пристроить к системе охлаждения и к выхлопной трубе термоэлектропреобразователь, и придумать всю эту конструкцию. И еще совсем немного добавить. Не могу найти конкретные отдельные эти преобразователи и их параметры и габариты.
 
@ Anatoliy
Мысль интересная и не новая 😉 Комбинированные циклы, турбонаддув, установка на выхлопную систему термоэлементов и пр. - из этой серии. Фактически Вы предлагаете использовать крайний упомянутый способ.
С одной стороны он самый простой(не надо никаких МЕХАНИЧЕСКИХ изменений в конструкции ДВС городить), с другой - у него самый низкий КПД, около 5% (где Вы обнаружили цифру в 14%?). Вот одна из ссылок: http://peltier.narod.ru/
Теперь мои мысли по поводу конструкции термоэлектропреобразователя. ИМХУ, надо его делать как многослойный(каскадированный) элемент Пельтье.
Грубо это выглядит так: берём два листа фольги из разных материалов(термопара), накладываем их друг на друга и свариваем/спаиваем между собой ПО ПЛОЩАДИ, вложив между ними токосъёмники. Потом накрываем один из слоёв полученного элемента(допустим "холодный") очередным слоем из противоположного матерала("горячим") и снова спаиваем, проложив токосъёмниками и т.д. По идее такой "бутерброд" будет лучше/эффективней использовать тепло. Видимо знаки выводов будут меняться от слоя к слою, т.е. если на первом слое "минусовой" контакт будет условно слева, то на следующем он будет справа и т.д.
На картинке красные слои - "горячие", синие - "холодные", жёлтым обозначенны контакты. Подвод тепла со стороны первого(нижнего) "горячего" слоя.
Мысли/критика/етц.?
 

Вложения

  • Peltye.jpg
    Peltye.jpg
    10,6 КБ · Просмотры: 95
Отработанный в серийном производстве вариант - конструкция термоэмиссионного преобразователя, которым пользовались наши деды, слушая в немецком тылу сводки Совинформбюро.

З.Ы. Кстати, кто сказал, что таки все лошади сбежавшие? Выключите зимой в полёте печку и Вы очень быстро поймёте - куда они сбежали  ;D
 

Вложения

  • tel.JPG
    tel.JPG
    30,6 КБ · Просмотры: 113
Анатолий! Этот вопрос плотно обсуждался полтора года назад и в той же редакции вопроса - http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1251184489

Оставшиеся без дела 200 лошадок попросту портят воздух.
А здесь заложена принципиальная логическая ошибка: двигателю, чтобы произвести 100 лошадей на выходе, нужно тоже "поесть" - на всасывание, на сжатие, на выталкивание выхлопных газов, а это затраты мощности на собственные нужды. ДВС работают по определенному ЦИКЛУ и совершают работу только на одном его участке - процессе расширения. Остальные участки цикла - потребление- о которых почему-то забывают. Увы, без них нет основного (полезного) участка. Поэтому "улетучивается" не 200 лошадей, а только на уровне около 100. Термоэлементы - по твоим данным - "вернут" 14%, которые в процессе преобразования в механическую энергию превратятся в 10%. Таков расклад.
 
Отработанный в серийном производстве вариант - конструкция термоэмиссионного преобразователя, которым пользовались наши деды, слушая в немецком тылу сводки Совинформбюро.
Это Вы по поводу моего предложения? Ну дык про "партизанскую электростанцию" на керосиновой лампе мне(да и всем, наверное) известно. Я интересовался мнением окружающих о каскадировании слоёв. Повысит ли это эффективность термоэлемента(интуитивно вроде бы должно)? Насколько?
 
ЭДС термопары пропорционален разности температур "горячего" и "холодного" спаев. Какой перепад температур между спаями будет в "слойке" (тепло- и температуропроводность металлов высокая!)?
 
Я интересовался мнением окружающих о каскадировании слоёв. Повысит ли это эффективность термоэлемента(интуитивно вроде бы должно)? Насколько?
Выигрыша не получится. Дело в том, что термо-ЭДС зависит от разницы температуры между горячими и холодными спаями. Поэтому если мы разделим этот градиент температур на несколько маленьких разниц температур, а потом сложим несколько маленьких термо-ЭДС вместе, то теоретически получим тот же результат. В рабочем диапазоне термо-ЭДС примерно линейно зависит от разницы температур. Тут вмешаются потери на переходах от слоя к слою и общая картинка станет хуже чем при одиночной термопаре.
 
@ Жорж & Anatoliy
Ну я примерно так же и предполагал, просто по одной из ссылок про использование элементов Пельтье для охлаждения процессоров компьютеров(процесс, обратный термопаре) это самое каскадирование упоминается. И именно так как я предлагал - на холодный слой - горячий и далее по тексту.
ЗЫ. В школе ещё приходила идея "электроСтирлинга", т.е. сделать расширительный цилиндр из "горячего" металла, а конденсаторный из "холодного". С места соединения преполагалось снимать доп.энергию, ну или греть такой стирлинг эл.током(чтоб кислород не тратить на горение топлива, под водой например)  ;D
 
А здесь заложена принципиальная логическая ошибка: двигателю, чтобы произвести 100 лошадей на выходе, нужно тоже "поесть" - на всасывание, на сжатие, на выталкивание выхлопных газов, а это затраты мощности на собственные нужды. ДВС работают по определенному ЦИКЛУ и совершают работу только на одном его участке - процессе расширения. Остальные участки цикла - потребление- о которых почему-то забывают. Увы, без них нет основного (полезного) участка. Поэтому "улетучивается" не 200 лошадей, а только на уровне около 100. 

Если поразмыслить глубже, то все 200 лошадей перейдут в тепло.
Сжимаем воздух - выделяется температура, трутся детали друг о друга - выделяется температура, перекачивается масло - выделяется температура. Короче, куда ни кинь - везде повышение температуры. Я имел ввиду частичную утилизацию (14%) ВСЕЙ выделяемой тепловой энергии, и через выхлопную трубу, и с радиатора, и с картера, и со всего корпуса двигателя. Вот и наберутся все пропащие 200 лошадей.

Термоэлементы - по твоим данным - "вернут" 14%, которые в процессе преобразования в механическую энергию превратятся в 10%. Таков расклад.

Если выработанную электроэнергию направить в электродвигатель, то потеряем по дороге не более 5%. У меня такой расклад.
 
просто по одной из ссылок про использование элементов Пельтье для охлаждения процессоров компьютеров(процесс, обратный термопаре) это самое каскадирование упоминается. 
В каскадированный элементах Пельтье все нормально. Складываются градиенты температур, и получают большую разницу, а в Вашем предложение исходная разница температур не меняется, поэтому и выигрыша ни какого.
 
...то все 200 лошадей перейдут в тепло.
Анатолий... Есть мысли, которые нельзя озвучивать ни при каких обстоятельствах. Один из анекдотов, на тему "Кто лучше знает женщин", заканчивается словами: "Вовочка написал слово "Мир", а Вы что? И мало того, что написали, Вы ещё и нарисовали..." Я же Вам не указываю, куда "бегут" электроны....
 
Я же Вам не указываю, куда "бегут" электроны....
Что то я не понял Вашу мысль.

Почему я заинтересовался этим вопросом?
Конкретно в моем аппарате двигатель полностью спрятан в корпусе и можно направить практически всю выделяемую теплоту на какой то "утилизатор" теплоты. Если прирастет мощности на 12 %, то грубо говоря взлетный вес можно увеличить на 12 %, а в моем конкретном случае это 60 кг. Пусть этот "утилизатор" будет весить 30 кг. Тогда дополнительно на борт можно взять 30 кг горючего, а при моей скорости это прибавка примерно  в 400 километров полета. Вот за что я борюсь.
Сама идея не нова. Уже разрабатывают насадки на выхлопные трубы. Вот в авиации это не применяют.
Нужно найти те самые полуфабрикаты термопреобразователей и разработаль легкую конструкцию.
 
ЭДС термопары пропорционален разности температур "горячего" и "холодного" спаев. Какой перепад температур между спаями будет в "слойке" (тепло- и температуропроводность металлов высокая!)? 
     Да, это верно. Для термопары(силовой) - одна из проблем - подобрать материалы (пару) с максимальной электропроводностью и минимальной теплопроводность (а то температуры "концов" сровняются).  А плюс еще  есс-но с макс термоэлектрическим эффектом... В целом задача непростая  🙁
 
одна из проблем - подобрать материалы (пару) с максимальной электропроводностью и минимальной теплопроводность (а то температуры "концов" сровняются).
Эта проблема просто решается. Труднее найти те 14 %. Высказываний в сети много про эту цыфру, а конкретного ни как не найду.
 
От всего двигателя тепло использовать нельзя, т.к. он по определению - [highlight]тепловой[/highlight]. Т.е. работает на разности температур, а вы, включаясь в этот поток, создадите дополнительное тепловое сопротивления.
   Вот глушители, каталитические дожигатели и т.п. "ненужные" для работы двигателя устройства можно использовать.  При условии если это не создаст дополнительное гидравлическое (или еще какое) сопротивление.
 
Эта проблема просто решается. Труднее найти те 14 %. Высказываний в сети много про эту цыфру, а конкретного ни как не найду
     Насколько помню, что-то бо-менее высокое только у полупроводников.  Вроде есть и керамические.
 
Насколько помню, что-то бо-менее высокое только у полупроводников.Вроде есть и керамические. 
Так я в первом посте так и выразился о ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ термоэлементах. Их и имею в виду.
Только конкретных ссылок нет.
 
Что то я не понял Вашу мысль.
Перед этим Вы сказали, что
Если поразмыслить глубже, то все 200 лошадей перейдут в тепло.
А сам процесс СОБСТВЕННО сжатия - самый энергозатратный - ничего не потребит из этих 200 сил? В тепло уйдет СВЕРХ этого та часть, которая относится к "уважаемому" КПД процесса сжатия (15...25)%...
Ладно. В посте #3 я дал ссылку на серьезный раздел форума, где это все обсуждалось, и, учитывая "специфику" раздела, в котором находится данная тема, мешать "смакованию подробностей" не буду - времени жаль.
 
От всего двигателя тепло использовать нельзя, т.к. он по определению - тепловой. Т.е. работает на разности температур, а вы, включаясь в этот поток, создадите дополнительное тепловое сопротивления.
Вот стоит ребристая рубашка охлаждения цилиндра. Выделяется тепло с неё. Вентилятором обдувается эта рубашка и двигатель находится в своём привычном тепловом режиме. А потом этот теплый воздух направляется на "переработку" для преобразования тепла в электричество. Двигатель сам собой работает, а лишнее тепло с малым, а может быть и с не малым КПД преобразовывается в дополнительные лошади или прямо в "сервилат".
 
Ладно. В посте #3 я дал ссылку на серьезный раздел форума, где это все обсуждалось, 
Там процесс обсуждениям проблемы зашёл далеко в сторону от авиации и зашел в наземные неподъемные версии.
 
Назад
Вверх