Двигатель на углекислом газе

[Вашкевич Виктор]

ТАК В ТЕБЕ НИЧЕГО ТВЕРДОГО НЕ ОСТАЛОСЬ! Как можно изобразить тебя без мягкого знака? Ты болван разобрался в том, какое из двух противоречащих утверждений ДОЛЖЕН ПРИНЯТЬ К СВЕДЕНИЮ ФОРУМ, КАК ТВОЁ?! Я такого Асла встречаю впервые, чтобы на одной странице....и даже когда его рылом ткнули в специально написанном для ДЕБИЛА посте, на что потрачено время впустую. Хотя это и есть цель твоего пребывания на форуме: пустой флуд, разрушение дискуссий.

Ха! "Разрушение дискуссий". Есть такая задача?
Враг хитер и коварен.

[Олег Владимирович Лавринович]

Я тоже профессионал в своем деле.

О твоем деле известно мало.
 А детадер и прочая техника, явно , не твое дело.

[Олег Владимирович Лавринович]

Так выглядит струя СО2 из огнетушителя. https://holm.admin-smolensk.ru/files/479/op3.jpg

[Вашкевич Виктор]

Я нагородил ситуацию, которая возникнет при работе ВД2. Ты и этого не можешь понять, дэбилушко?
Так выкладывай всё как было. А было так. Припер тебе .двигатель с помойки. тыкали вы в него шлангом из баллона во все дырки...а двигатель стоял как член на заре. Приустали вы с болгарином, хряпнули по стаканюке и начали постить на фрум о     БТГ, о том как использовали движок мерса в качестве детандера.

Ну видишь? Ты все знаешь, зачем тебе "выкладывать все как было".

[inj]

1. Нагревается верхняя трубка любым способом.
2. Будут со временем. Теоретическая подготовка http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=599770.msg8604634#msg8604634

Судя по МЕШКУ ОШИБОК, допущенных в представлении характеристик УСТРОЙСТВА, не будут определены не только общанные в стартовом топе параметры...дело не дойдет даже до представления реально работающего проекта устройства. А утопическая мечта об определении КПД, так и останется мечтой ВАШЕЙ мечтой. Впредь распадется евросоюз. Это отнюдь не голословный наезд и ни в коем случае ни чего личного. А чтобы вы поняли на сколько беспомощна  НЫНЕШНЯЯ ТЕРМОДИНАМИКА и все не так просто как вы об этом думали, я бы хотел вам предложить, на первый взгляд детский вопрос, но КОТОРЫЙ НЕ АСИЛИЛИ ВАЖНЫЕ, СПЕСИВЫН ВЧЕНЫЕ МИФИ: укажите точки измерения температуры холодильника и нагревателя, в конструкции ЛЮБОГО ВЫБРАНОГО ВАМИ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ, по результаттам измерения температуры в которых, определяется МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНЫЙ КПД ,. вашего двигателя. Может быть на этом флруме найдется знаток наследия великого Карно.

[Ost]

http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=599770.msg8604634#msg8604634

Система уравнений.

1.   \(\displaystyle  \nu_{42} \left((a-R)~T_{42} + \frac{1}{2}b~T_{42}^2 - \frac{c}{T_{42}} \right)+\nu_{0} \left( (a-R)~T_{0}+ \frac{1}{2}b~T_{0}^2 - \frac{c}{T_{0}} \right)= (\nu_{42}+\nu_{0}) \left( (a-R)~T_{22} + \frac{1}{2}b~T_{22}^2 - \frac{c}{T_{22}} \right) \).

2.   \(\displaystyle p_0~V_k=(\nu_{42}+\nu_{0})~R~T_{22}\).

3.   \(\displaystyle (a-R)~ln\left(\frac{T_{31}}{T_{22}} \right) + b \left(T_{31} - T_{22} \right) - \frac{1}{2}c \left(\frac{1}{T_{31}^2} - \frac{1}{T_{22}^2} \right)= -R~ln \left(k \right)\).

4.   \(\displaystyle (a-R)~ln\left(\frac{T_{41}}{T_{31}} \right) + b \left(T_{41} - T_{31} \right) - \frac{1}{2}c \left(\frac{1}{T_{41}^2} - \frac{1}{T_{31}^2} \right)= -R~ln \left( \frac{V_{30}}{V_{0}} \right) \).

5.   \(\displaystyle p_{a}~V_{30}=(\nu_{42}+\nu_{0})~R~T_{41}\).

6.   \(\displaystyle (a-R)~ln\left(\frac{T_{42}}{T_{41}} \right) + b \left(T_{42} - T_{41} \right) - \frac{1}{2}c \left(\frac{1}{T_{42}^2} - \frac{1}{T_{41}^2} \right)= R~ln \left(k \right)\).

7.   \(p_a~V_{0}=\nu_{42}~R~T_{41}\).


Константы: \( R;~~a;~~b;~~c;\).

Входные параметры: \( p_a;~~p_0;~~V_k;~~V_0;~~k;~~T_{0}\).

Переменные: \( \nu_{42};~~\nu_{0};~~ T_{42};~~  T_{22}~~; \) \(\displaystyle T_{31};~~T_{41};~~V_{30} \) - 7.

Количество уравнений -  7.


Упрощаем систему уравнений.

Делим ур. 5 на 7 и подставляем в 4.

\(\displaystyle \frac{V_{30}}{V_{0}}=1+\frac{\nu_0}{\nu_{42}}\).

...

[Ost]

Решаем систему уравнений

[Ost]

В чем затаенный смысл сего поста??? 

Двигатели на сжатом газе давно известны и ограниченно применялись и применяются. 
Баллон с сжатым газом выполняет роль аккумулятора механической энергии. И все. 
Почему применяются ограничено??? 
Потому, что затраты на сеть компрессорных, обучение и контроль за персоналом, контроль за исправностью оборудования высокого давления, особые требования к сосудам высокого давления, нивелируют любые преимущества и умозрительные удобства данного типа двигательных установок. 
Вот и занимают эти двигатели очень узкую нишу для специальных случаев. 

Исследовать термодинамику такого двигателя.

[Ost]

Расход газа за минуту в граммах \(q=60 \cdot n_0~\nu_0~\mu_{co2} = 19.01 \) грамм/мин.

Процент обновления газа в цикле \(\displaystyle 100 \cdot \frac{\nu_0}{\nu_0+\nu_{42}}=65.59~\%\).

Коэффициент расширения при выхлопе \(\displaystyle 1+ \frac{\nu_0}{\nu_{42}}=2.906~\).

Понижение температуры при смешивании \(T_0-T_{22}=71.505^\circ\).

Давление в конце рабочего хода поршня \(\displaystyle \frac{\nu_0+\nu_{42}}{p_a~V_0} R~T_{31}=3.808~ат\).


Работа газа за один цикл.

Работа при ходе поршня вниз равна изменению внутренней энергии
\(\displaystyle A_1=(\nu_{42}+\nu_{0}) \int \limits_{T_{31}}^{T_{22}} c_v(T)~dT= (\nu_{42}+\nu_{0}) \left((a-R)~\left(T_{22} - T_{31} \right) + \frac{1}{2}b \left(T_{22}^2 - T_{31}^2\right) - c \left(\frac{1}{T_{22}} - \frac{1}{T_{31}} \right) \right)=2.3276\).

Работа при ходе поршня вверх

\(\displaystyle A_2=\nu_{42}\int \limits_{T_{42}}^{T_{41}} c_v(T)~dT=\nu_{42} \left((a-R)~\left(T_{41} - T_{42} \right) + \frac{1}{2}b \left(T_{41}^2 - T_{42}^2\right) - c \left(\frac{1}{T_{41}} - \frac{1}{T_{42}} \right) \right)=-0.62852\).

Мощность двигателя \(P=n_0 (A_1+A_2)=84.95~\) Вт.


Расход энергии на нагрев газа
 
\(\displaystyle Q_1=\nu_{0}\int \limits_{T_{b}}^{T_{0}} c_p(T)~dT=\nu_{0} \left(a \left(T_{0} - T_{b} \right) + \frac{1}{2}b \left(T_{0}^2 - T_{b}^2\right) - c \left(\frac{1}{T_{0}} - \frac{1}{T_{b}} \right) \right)=3.0966\).                         \(T_b=t_b+273.15\).


Мощность нагрева \(n_0~Q_1=154.83\) Вт.

...

[Ost]

Сравнение изобарных теплоёмкостей \(CO_2\) из разных источников.

Краткий справочник ф. х. величин. А. А. Равделя.   (1)

https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Units=SI&Mask=1#Thermo-Gas     (2)
 


Посмотрим какие отклонения величин будут при замене (1) на более точный вариант (2).

[Ost]

[Ost]

[Ost]

Баланс энергии.

Работа при ходе поршня вниз  \(\displaystyle A_1=(\nu_{42}+\nu_{0}) \int \limits_{T_{31}}^{T_{22}} c_v(T)~dT \).

Работа при ходе поршня вверх  \(\displaystyle A_2=\nu_{42}\int \limits_{T_{42}}^{T_{41}} c_v(T)~dT\).

Полная работа газа при выхлопе  \(\displaystyle A_3=(\nu_{42}+\nu_{0}) \int \limits_{T_{41}}^{T_{31}} c_v(T)~dT \).

Охлаждение газа после выхлопа \(\displaystyle Q_3=\nu_{0}\int \limits_{T_{b}}^{T_{41}} c_v(T)~dT\).

Нагрев газа изохорный  \(\displaystyle Q_2=\nu_{0}\int \limits_{T_{b}}^{T_{0}} c_v(T)~dT\).

Для этих интегралов выполняется уравнение \(Q_2-((A_1+A_2)+A_3+Q_3)=0\).

Закон сохранения энергии соблюдается.

[Ost]

Вычисление температурной поправки к газовой постоянной.

\(\displaystyle c_p-c_v=\left(\frac{\partial U}{\partial T}\right)_p-\left(\frac{\partial U}{\partial T}\right)_V+p~\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)_p\).

Если считать, что внутренняя энергия не зависит от давления и объёма, то останется

\(\displaystyle c_p-c_v=p~\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)_p\).

Для идеального газа \(p~V=R~T\), тогда \(\displaystyle c_p-c_v=R\).

Если газ реальный и известен закон состояния, можно вычислить функцию \(R(T)\).

Рассмотрим закон Ван-дер-Ваальса \(\displaystyle \left(p+\frac{\alpha}{V^2} \right)\left(V-\beta \right)=R~T\).

\(\displaystyle p~V-p~\beta+\frac{\alpha}{V}-\frac{\alpha~\beta}{V^2}=R~T\).  Дифференцируем по температуре

\(\displaystyle p \frac{\partial V}{\partial T}-\frac{\alpha}{V^2}\frac{\partial V}{\partial T} +\frac{2 \alpha~\beta}{V^3} \frac{\partial V}{\partial T}=R\);

\(\displaystyle \frac{\partial V}{\partial T} \left(p -\frac{\alpha}{V^2} +\frac{2 \alpha~\beta}{V^3} \right)=R\).  Исключаем давление \(\displaystyle p=\frac{R~T}{V-\beta}-\frac{\alpha}{V^2}\).

Получили дифференциальное уравнение \(\displaystyle \frac{\partial V}{\partial T} \left(\frac{R~T}{V-\beta} -\frac{2\alpha}{V^2} +\frac{2 \alpha~\beta}{V^3} \right)=R\).

\(\displaystyle R(T)=R+\left(\frac{\alpha}{V^2}- \frac{2 \alpha~\beta}{V^3} \right) \frac{\partial V}{\partial T} = R+\frac{\alpha}{V^2} \left(1- \frac{2\beta}{V} \right) \frac{\partial V}{\partial T}\).

Если   \(\displaystyle r(T) = \frac{\alpha}{V^2} \left(1- \frac{2\beta}{V} \right) \frac{\partial V}{\partial T}\).

\(c_v(T)=c_p(T)-R-r(T)\).

...

[Ost]

Решаем дифференциальное уравнение и вычисляем поправку.

[Вашкевич Виктор]

Решаем дифференциальное уравнение и вычисляем поправку.

Ну и что Вы получили в результате всех этих хитрых манипуляций?

[Ost]

Ну и что Вы получили в результате всех этих хитрых манипуляций?

Получили графики.

Зависимость объёма моля газа от температуры.


Поправка к теплоёмкости углекислого газа.


Теперь ясно, как влияет поправка на расчёт теплоёмкости.
Очень незначительно, в выбранном диапазоне температур и нормальном давлении.

[Вашкевич Виктор]

Получили графики.

Зависимость объёма моля газа от температуры.
[im]http://inertia.ucoz.ru/inbf/dug6.png[/img]

Поправка к теплоёмкости углекислого газа.
[im]http://inertia.ucoz.ru/inbf/dug5.png[/img]

Теперь ясно, как влияет поправка на расчёт теплоёмкости.
Очень незначительно, в выбранном диапазоне температур и нормальном давлении.

Ну и как эти графики объясняют работу  двигателя?
От жидкого азота не надо энергию отбирать.
Энергию отбирать надо от газообразного азота.

Я же приводил схему:




Тут: 1 -  баллон с газом
       2 - двигатель
       3 - баллон  для сбора конденсата
       4 - теплоизоляция, чтоб конденсат не нагревался от среды
        5  - насос высокого давления для перекачки конденсата

Обычная паровая машина замкнутого цикла.
А вот почему  до такой  элементарной замены в паровой машине воды  легкокипящим веществом "не догадались"  произвести специалисты - это предмет специального расследования "дела Промпартии".
Омерта белогвардейщины.

Что непонятно?
Жидкий азот в баллоне 1, он должен разогреваться от окружающей среды, а уже выхлоп собирается в емкости 3, и она теплоизолирована, чтоб тепло окружающей среды не разогревало конденсат до насоса.

[Ost]

Ну и как эти графики объясняют работу  двигателя?
От жидкого азота не надо энергию отбирать.
Энергию отбирать надо от газообразного азота.

Я же приводил схему:


https://content.foto.my.mail.ru/list/wiktors/_mypagephoto/h-122.jpg

Тут: 1 -  баллон с газом
       2 - двигатель
       3 - баллон  для сбора конденсата
       4 - теплоизоляция, чтоб конденсат не нагревался от среды
        5  - насос высокого давления для перекачки конденсата

Обычная паровая машина замкнутого цикла.
А вот почему  до такой  элементарной замены в паровой машине воды  легкокипящим веществом "не догадались"  произвести специалисты - это предмет специального расследования "дела Промпартии".
Омерта белогвардейщины.

Что непонятно?
Жидкий азот в баллоне 1, он должен разогреваться от окружающей среды, а уже выхлоп собирается в емкости 3, и она теплоизолирована, чтоб тепло окружающей среды не разогревало конденсат до насоса.

Ну и как эти графики объясняют работу  двигателя?

Эти графики просто уточняют теплоёмкость газа.

Что непонятно?
Жидкий азот в баллоне 1, он должен разогреваться от окружающей среды, а уже выхлоп собирается в емкости 3, и она теплоизолирована, чтоб тепло окружающей среды не разогревало конденсат до насоса.

Правильно, азот нагревается от окружающей среды и когда в результате прогрева вся жидкость испарится, машина остановится.

[Вашкевич Виктор]

Эти графики просто уточняют теплоёмкость газа.
Правильно, азот нагревается от окружающей среды и когда в результате прогрева вся жидкость испарится, машина остановится.

А какова функция насоса высокого давления для перекачки конденсата, по схеме  5:

Тут: 1 -  баллон с газом
       2 - двигатель
       3 - баллон  для сбора конденсата
       4 - теплоизоляция, чтоб конденсат не нагревался от среды
        5  - насос высокого давления для перекачки конденсата