Aktuálně: Nový finanční systém - SPDR nabízí doživotní měsíční rentu, oddlužení. financování vlastních projektů. Více zde... Město Krnov - Přímá pomoc jedné domácnosti postižené povodní.Více zde...
Vo viacerych prispevkoch tu bol spomenuty freonovy motor, preto by som mu chcel zalozit samostatne vlakno. Vzhladom na siroke moznosti jeho vyuzitia nielen ako doplnkoveho zdroja vyuzivajuce odpadove teplo inych motorov, ale aj ako samostatneho motora, ktory dokaze premienat inak neuslachtile nizkopotencialne teplo, na uslachtilu energiu. Energiu vyuzitelmu aj v domacnosti alebo v "ostrovnych systemoch", vlastne vsade. Informacii o tejto problematike je na nete poskromne, oproti napr. "bublifukom na vodik". Princip je v podstate uplne zhodny z parnym strojom s uzavretym okruhom, len medium nieje voda ale freon ci ine. Vzhladom na druh pouziteho media sa s ucinnostou dostavame niekde uplne inde ako u vody. Napriklad pre medium R22 uz len zmenou skupenstva z tekutej fazy do plynnej pri teplote 60st C dostavame ucinnost premeny tepelnej energie na mechanicku pracu okolo 18%, a to prakticky pri nulovom teplotnom rozdiele na vstupe. Akord si o tom moze mysliet co len chce , je to tak. Ak by sme plyn nechali expandovat, ucinnost by sa este zvysila...
beldy píše:Napriklad pre medium R22 uz len zmenou skupenstva z tekutej fazy do plynnej pri teplote 60st C dostavame ucinnost premeny tepelnej energie na mechanicku pracu okolo 18%, a to prakticky pri nulovom teplotnom rozdiele na vstupe. Akord si o tom moze mysliet co len chce , je to tak. Ak by sme plyn nechali expandovat, ucinnost by sa este zvysila...
Vieš čo, ty teoretik, takéto veci píš, až budeš mať niečo za sebou. Ja som za posledné 2 mesiace dorobil 2 parné stroje s uzavretým obehom. A skúšal som v nich aj iné médium, než voda. Ani jeden dobre nefungoval. Robím teraz tretí. Mám aj fotky, ale nemám čas to dávať na web, lebo niečo. Na prvý motor mám aj svedkov z fóra. Ten druhý som dorobil minulý týždeň a šlo o lamelový stroj, ktorý som už v jednom príspevku spomenul. Držal som v ruke aj hriadeľ 500W funkčného Stirlinga, viem, čo je výkon pri otáčkach, a ako ťažko sa k nemu dohrabať, môžeš si o tom myslieť, čo chceš. Bež si to najprv overiť, kým vyvoláš ďalšiu paniku, zmena skupenstva pri nulovom teplotnom rozdieli sa rovná nulovej zmene tlaku. No a bez zmeny tlaku nemáš mechanickú prácu a motor. Veď ak by si varil aspoň vodu v papiňáku s teplomerom a tlakomerom, tak by si to zistil. pdV je čo? Expanzia pri nulovom tlakovom spáde je čo? Začni niečo robiť, a bude to úplne iná debata. Tu nie sú všetci hlúpi a viacerí papiňák aj tabuľky pár majú. Píš čo vieš a nie o čom ešte nevieš, že Ti nie je ľúto času iných na nutné korekcie - inak sú tu samé dezinformácie.
Pre menej informovaných doplňujem, že podobné až zhodné obehy sa vyskytujú pod označením ORC cyklus, ORC značí Organic Rankine Cycle, aj keď freón nie je organická zlúčenina, tak sa účelom použitia nelíši od uvedených. Ako pracovné médiá sa vyskytujú námatkovo toluén, bután, či neorganický silikónový olej, či ďalšie možnosti mimo freónov. Určujúci je teplotný rozsah.
No, ked si myslis, ze som iba teoretikom, tak si na velkom omyle. Tiez som ing elektrotechniky (technicka kybernetika)a zivim sa ako zivnostnik, a svoj prvy parny stroj som "zostrojil" asi v 14 rokoch, ked som prerobil nejake piestove meracie zariadenie z vyradenej benzinovej pumpy, a fungoval. A nemysli ze tu iba tak taram do vetra, vsetko co tu pisem aj za tym si stojim a mozem i dokazat. Na prototipe freonoveho motora som uz zacal tiez pracovat, akurat dnes som dozvaral vymennik freon-voda.
Co sa tyka toho co som popisal, viem ze je Ti to proti srsti, lebo tvrdis ze na mediu nezalezi, vsetko je Carnot. Ja tvrdim ze zalezi. Ten priklad co som uviedol vychadza z vypoctu. Ak 1kg media zmeni skupenstvo na plynne, logicky musi zmenit aj svoj objem aj ked bude tlak i teplota nezmenena. No a ked sa zmeni objem(potlaci piest) tak vykona aj pracu. Pre 1kG R12 treba na vyparenie 233KJ. Pri tlaku 3.2MPa zvacsi svoj objem na 14l. Vykona pracu 45Kj. Mechanicka ucinnost bude 45/233=0.18, t.j. 18%. Tento plyn vsak moze este expandovat do nizsieho tlaku a vacsieho objemu a vykonat dalsiu pracu, co ucinnost deja este zvysi (to este len preratam) Je viac nez zrejme, ze pre ine media budu ucinnosti ine, niektore lepsie, niektore horsie. Preto je vhodne preskumat vhodnost roznych medii, a vybrat to najlepsie.
Ty mi teda dávaš zabrať.
(Ja neberiem do úvahy hračky, tých som postváral aj ja dosť, ale použiteľnú vec. Ak ja napíšem, že niečo funguje, tak viem, že účinnosť je prijateľná. Aj vrtuľa z papiera funguje.)
Som rád, že uvádzaš číselné upresnenie a je sa čoho chytiť.
Odkedy má R12 pri 3.2MPa objem 14dm3/kg ? Čo keby si si tú stratenú bodku premiestnil aj do účinnosti?
Uznavam, ze som chybil, ale nie radovo. Bolo to sposobene najskor nocnym videnim, ale aj nocnym myslenim. Vprvom rade sa jedna o plyn R22 a nie R12, vsetky konstanty som uviedol pre R22: http://encyclopedia.airliquide.com/ency ... &UNNumber=
Dalej hodnota tlaku pri 60st pre R22 nieje 3.2Mpa ale 2.5MPa, Takze: Objem plynu R22 je pri tlaku 0.1 Mpa a teplote 294K je 0.275m3. Zo stavovej rovnice vypocitam objem pri tlaku 2.5MPa a teplote 333K (60C). V= 0.0127m3. To je objem 1kg R22 v plynnom skupenstve. Praca ktoru vykona plyn bude: p*dV tj 2,5E6*0.0127=31750J tj 31.7kJ. Ucinnost 31.7/233.4=0.136 tj 13.6% co je i tak dost...
Objem plynu máš síce dobre vypočítaný, ale plyn nie je ideálny, a ideálne vlastnosti neideálneho plynu sú v tabuľkách pre tieto pomery s objemom iba 9dm3/kg a nie 12.7. Máš šťastie, že si podhodnotil rozdiel entalpií medzi plynnou a kvapalnou fázou, lebo ten je iba 140kJ/kg, takže Ťa asi poteší, to potom vyjde pre ten R22 pre čistý var asi na akoby16 percent, čo naozaj nie je málo. To je však ešte od reality ešte dosť ďaleko. Plnotlaký stroj sa tiež nerobí ľahko, 2.5MPa Ti lamely alebo scroll neurobí. Expanzia by zase mohla príliš ochladiť výstupný plyn až na nepoužiteľnú hodnotu, navyše stúpnu straty rozdielmi teplôt v tom stroji. Odpariť 30g/s chce slušnú plochu, ak to nemá chrchlať. To bude asi 30cm3/s pri 5kW tepla na vstupe a to je poriadny mini strojček, nejaká klíma sa na to príliš nechytá, ak to má mať použiteľné otáčky. Navyše tesniť 2.5MPa freónu je na experiment dosť šibeničné. Plnotlaký stroj má však zásadnú výhodu v tom, že je na výstupe dostatočná teplota použiteľná ďalej na kúrenie. Na vstupe to už však je otázka, lebo síce nižšia teplota ohrievača teoreticky zvyšuje účinnosť kotla, ale zhoršuje horenie, či dohorenie spalín, pokiaľ je výmenník blízko. Pokiaľ je ďaleko, tak sa naň zase lepia nečistoty, hlavne sadze. Nevýhoda plnotlakého je spomínaný väčší výmenník, hmotnostný prietok je typicky 2x väčší aj s ohľadom na plnenie a expanziu. Mne sa zdá v tomto prístupnejší ten silikónový olej, aj keď termodynamicky nebude tak dobrý ako freón. Výhodu má v mazaní. Nie je pritom tak nebezpečný ako trebárs bután. Ide však urobiť zmes silikón-bután. Jediná a zásadná nevýhoda-príliš dobre horí. Klasické chlórované uhľovodíky sú toxické. Vlákno má však v názve freón, tak nebudem veľmi odbočovať. Však uvidíme, ako to dopadne.
Už už som chcel napísať, že som spravil chybu, že som napísal, že 18 percent je strelených(mojich akoby16 nie je ďaleko), nechal som sa predtým trochu rozčúliť, lebo si ignoroval tlak v motore a mával Carnotom pred očami ako červenou handrou. Skrátka je nekvalitných argumentov na fóre priveľa. Lenže ak sa vynechá expanzia, tak teplota plynu nepoklesne a musel by som uznať, že zhruba 18 percent sa dá dosiahnuť púhym varom. Takmer si ma o tom presvedčil či unavil. Lenže potom by neplatil ani Carnot a spomenul som si, že som už takú situáciu raz riešil.
Pri teplote ohrievača 60C by musel mať chladič menej než 10C, aby išlo hovoriť o 16percentách. Najprv je tá teplota už často nepoužiteľne nízka. No ale zaujímavejšia hádanka je, kde hľadať tú teplotu 10C. Nespoliehaj príliš na to,že Carnot neplatí. Vypustenie plynu pod tlakom nie je približne adiabatická expanzia.
Ďalší nemenej dôležitý fakt je, že účinnosť motora nie je pomer premeny práce a tepla z jedného idealizovaného deja. Nie je to ani náhodou to isté, na to sa vždy zoberie celý idealizovaný obeh, ide o častý omyl. Práca čerpadla pri freóne je úmerne väčšia(v pomere tepiel voči vode), než pri vode, kde ju často zanedbávame. pdV Čerpadla je asi 2500kJ, takže sme späť pri 14percentách. Neviem, či by som bral iba kotol, bez čerpadla, predsa ide o freón. No a ak zarátame aj to nejaké ochladenie plynu, aby už platil ten Carnot, tak sa môžeme dostať tak na 10percent pri teplote chladiča asi 20C. Orientačne, inak by som mal s tým o dosť viac roboty.
Aby si sa aj Ty nenudil.....nikdy netvrď, že nejde urobiť blbosť, niekto o nej nevie a spraví ju -týka sa to samozrejme aj mňa.
Jasne, mal som iba omedzene informacie, nepredpokladal som, ze rozdiel oproti idealnemu plynu moze byt az taky. Doplnil som data, a vycislil ucinnost aj pre ine hodnoty teplot. Pre R22 pri-30 C je to asi 11%, pri 90C az 22%. Predpokladam, ze keby sa plyn nechal este vyexpandovat, ucinnost by mohla vyrazne prekrocit 30%. A to je velmi zaujimava hodnota pre nizkopotencialny motor (na Carnota na chvilu zabudneme). Zaujimava moznost by bola v spojeni takehoto motora s akumulacnym zasobnikom tepla na vykurovanie ako zdrojom, a podlahovyn kurenim ako chladicom. Pri 30% ucinnosti motora a tepelneho cerpadla s topnym faktorom okolo 4 by taketo spojenie mohlo dodat do kurenia o 100% energie viac, ako sa nachadzalo v zasobniku. Akord- zatial neries problem s tlakovym namahanim tepelneho motora a vymennikov. To je uspokojivo vyriesene vpodstate v kazdej chladnicke, beznom TC ,a v klimatizacii aut(A/C kompresory aut mozu pracovat az ponad 4MPa). Zatial som vytipoval na "prerobenie" scroll compresor SANDEN napr:TRSA09, http://www.sanden.com/index.php?id=LZYYCH9G2 krore sa na prve pokusy daju zohnat bud z vrakoviska, alebo od ludi co sa na nom zivia, asi za 100E. Po odstraneni vystupneho spatneho ventila by sa z neho okamzite mal stat tepelny motor. Silne vidim analogiu medzi el. asynchronnym motorom a jeho "prerobenim" na asynchronny generator. Na tej stranke su aj vykonove charakteristiky kompresorov, kde COP sa pohybuje okolo 2. Az citim zimomriavky pri pomysleni, ze 1/COP moze byt ucinnost takeho tepelneko motora. To by znamenalo az do 50% (zase asi vysoko lietam).
beldy píše:... 22%. Predpokladam, ze keby sa plyn nechal este vyexpandovat, ucinnost by mohla vyrazne prekrocit 30%. A to je velmi zaujimava hodnota pre nizkopotencialny motor (na Carnota na chvilu zabudneme).
Nie je to tak. Na Carnota nezabudneme, neprišiel si skrátka zatiaľ na to, kde je tam tá spodná teplota. Lebo ona tam je. Ďalej máš problém urobiť obeh uzavretý, lebo ide o freón, neprečítal si, alebo nerozumel zmyslu toho, čo som napísal predošle. Čo Ti skvapalní plyn, ak Ti poklesne tlak po prechode motorom, ak teplota klesne málo až v princípe vôbec ? Pokiaľ totiž plyn sám neexpanduje v uzavretom meniacom sa objeme, a iba koná tlakovú prácu (plnotlaký režim-piest je stále pod plniacim tlakom), tak jeho teplota takmer neklesá na rozdiel od pravej(adiabatickej) expanzie. Doplň si informácie o adiabatickej expanzii versus Joule-Thomsonov činiteľ. Častá chyba začínajúcich, hoci aj učiteľov, pletie si to skoro každý. O expanzii nepíš, lebo tam Ti tiež teplota klesá a preto tiež neurobíš uzavretý obeh s touto účinnosťou. Začínaš to miešať, to, čo píšeš sú iba fantastické hypotézy.
Iba s tými 100Eur máš pravdu, vyskúšal som na vlastnej koži.
Jasne, senzacia sa nekona, Carnot opat odolal. Tie ucinnosti co vysli su pravda, ale iba za predpokladu, ze by medium expandovalo do okolia (napr.ako to robi motor na CO2), co si vsak pri freonoch nemozeme dovolit. V skutocnosti bude aj na "druhu stranu" piesta posobit tlak media, ktory bude dany teplotou media v chladici (uz skvapalneneho). Takze vykonana praca plnotlakeho nebude dV*p ale iba dV*dp co je o dost menej. Takze pre uvedeny priklad pre R22 a t1=30C t2=90C bude dp=3.3MPa a ucinnost poklesne z 22% na 15,85%. Pre porovnanie Carnot dava pre dane teploty ucinnost 16.53%, co su hodnoty velmi blizke. Ale clovek nikdy nevie, mam taky pocit, ze Carnot by aj mohol byt prekonany,lebo ucinnost TM sa pocitala vylucne z materialovych konstant media pri danych teplotach a Carnot iba z teplot. Este by som mohol skusit prepocitat co to zrobi, ked sa to doplni o adiabaticku ci izotermicku expanziu, to by mozno Carnota aj naburalo, samozrejme pokial som sa zase dakde nesekol...
Je dobre, že sa vytratilo čiernobiele videnie, v podstate súhlasím. Poviem to asi beletricky - ak zasadíme Carnota u nás, tak korene bude mať až v Japonsku - veľmi málo ľudí tuší, na čom je postavený Carnotov vzorec. To nie je obyčajný vzťah. Jeho korene sú v tom, že sa poriadok v usporiadaní častíc nerobí sám od seba. To vedie až k tým teplotám, hoci to nie je takmer vôbec vidno. V skutočnosti Carnot na teplotách nestojí, ale stojí na usporiadaní častíc v látkach. Carnot nie je o účinnosti motora, na toto sa prakticky nehodí, lebo mu príliš nejde o mechanickú prácu. Je to v podstate iba inak napísaná 2.termodynamická veta, ktorá tiež hovorí o tom, že sa poriadok neurobí sám od seba.
Dokonca majú s tým problém aj živé organizmy, pretože aj tie napriek čiastočnej schopnosti zaviesť poriadok v skutočnosti žijú z vyššieho poriadku daného existenciou vysokopotenciálnej slnečnej energie. Teda ani živé organizmy neznižujú v konečnom dôsledku entropiu. Nie som presvedčený zástanca tepelnej smrti vesmíru, iba to nechávam otvorené, pretože nie je príliš jasné, čo vlastne vesmír robí, naša existencia je nepatrný zlomok z času, ktorý by bol treba na registrovanie určitých trendov a javov.
Klasické tepelné deje Carnota preto nemajú šancu nabúrať. Poznám projekt-motor založený na stlačiteľnosti a rozťažnosti kvapalín zdanlivo prekračujúcich Carnota. Autori v ňom však z neznalosti ignorujú rozpustnosť plynov v kvapaline a fázové diagramy sústav para-kvapalina na rozhraní pri rôznych tlakoch. Získať také dáta nie je jednoduché. Ak by to započítali, tak sa im Carnot hneď dostaví cez štatistiku a usporiadanie častíc-teplotu.
Nechcem Ťa príliš trápiť, deje sú zložitejšie, než ide napísať za 5 minút. Oplatí sa premýšľať, človek príde na samozrejmé veci a ušetrí si hromadu roboty. Oplatí sa zohľadniť všetky dobre overené a nespochybniteľné javy.
Je snáď jediné, čo stojí za zmienku. Ten princíp ale poznám. Používali ho ešte vo vojnovom nemecku ako parný akumulátor (v úlohe akú má akumulačná prečerpávacia vodná elektráreň), išlo o to isté-prehriata kvapalina. Základné problémy s tým sú asi dva, prvý je ten, že prehriata voda sa vyparí iba na úkor vlastného ochladenia kvapaliny, a jej merné teplo v použiteľnom rozsahu to značne limituje. Inak by šlo o výborný akumulátor-prenášač tepla namiesto použiteľného. Druhá nevýhoda vyplýva z prvej, aby sa využil dostatočný rozsah teploty pre kvapalinu, tak je výstupný pretlak malý, obvykle menší, než 2 bary. Účinnosť prípadnej akumulácie je obvykle okolo 30 percent a ťažko sa zvyšuje, je to drahé. Ak by šlo o freón, tak jeho obvyklá výhoda je v tomto nevýhoda, kvapalinové merné teplo má veľmi malé, takže ho je treba veľa vstreknúť a narastie výtlačná práca kvapaliny. Ak je to pre vodu najmenej 0.1ml (ide využiť tak 1000kJ/kg), tak pre freón až jednotky ml, pre otáčky okolo 600/min pre tepelný príkon 1kW. Freón má ďalší problém a to nízky kritický tlak oproti vode, museli by sa nájsť optimálne podmienky. Motor -expanzný stroj by musel byť vyložene nízkotlaký.
(Turbíny sú pri malých výkonoch okolo 1kW problém, ich účinnosť je závislá dosť na veľkosti, nejde o mechanický či konštrukčný problém. Freónových motorov a jeho slnečných aplikácií aplikácií je hlavne v južných štátoch dosť, ak sa ale majú použiť na výrobu elektriny, tak je už dnes fotovoltaika účinnejšia, hlavne kvôli tomu, že spracováva difúznu zložku žiarenia, s ktorým majú koncentrátory problém. Je aj menej náročná na údržbu a celkovo lacnejšia.)
Nemyslim, ze by za zmienku nemal stat aj ten freonovy motor, alebo ORC ak chces.Ten okruh predsa nemusi byt v spojeni zo solarnou energiou, ale napr. aj s kotlom na kurenie. stane sa to, ze trocha tepla kotlu "ukradnem" a premenim na mechanicku pracu. Vyrobena uslachtila energia mi mozno zaplati aj palivo na kurenie. Tiez by nemuselo byt zle vyuzit pri tom aj pripadnu akumulacnu nadrz. Ten scroll komresor normalne funguje ako motor s expanziou a celkom dobrou ucinnostou. Staci vyguglit "scroll expander" a je tam toho na mraky. Dokonca ta expanzia nemusi byt ani adiabaticka, aj s izotermicou su vyborne vysledky, hlavne ked za vystup z expandera sa pouzije protibezny vymennik s kondenzatom.
beldy píše: Ten scroll komresor normalne funguje ako motor s expanziou a celkom dobrou ucinnostou. Staci vyguglit "scroll expander" a je tam toho na mraky. Dokonca ta expanzia nemusi byt ani adiabaticka, aj s izotermicou su vyborne vysledky, hlavne ked za vystup z expandera sa pouzije protibezny vymennik s kondenzatom.
Zle som si všimol názov, a odpovedal som predtým trochu inak. Posledne šla reč o lamelovom kompresore, a tak som zo zotrvačnosti odpovedal na ten. Teraz ak sa hovorí o scrolle, tak sa mi ho zatiaľ nepodarilo kúpiť, týchto kompresorov je všeobecne zatiaľ menej.
1. Lamelový kompresor výbornej kvality za 100 neukradnutých Eur som od minulej debaty už skúsil použiť, no a narazil som si trochu pritom čumák. Môžeš hádať, prečo.
2. Nejde príliš o to, ži je expanzia adiabatická, alebo izotermická, či skôr polytropická. To ma príliš netrápilo. Ide o stupeň plnenia. A o tom sme sa predsa bavili. No a ak vyskúšaš niečo skondenzovať, tak napíš svoje postrehy, o tom protibežnom výmenníku som tuším na fóre písal aj ja, týkal sa plnotlakej verzie. Plnotlaká verzia predsa nie je expanzia, ani izotermická.
3. Scroll môže fungovať, netvrdil som, že nie. Ja som mal rozobratý chladiarenský scroll, ale nenadchol ma celkovo. Ako vyzerajú scrolly v klíme auta zatiaľ neviem. Ak nejaký získam, vyskúšam.
