Паровоз в космосе!

[X]

2. Газ в турбине остывает сам - за счет адиабатического расширения (в идеале, ессно). Поэтому охлаждать "другой конец" турбины не надо.

 Господи! Куда я попал! И никто его не поправил! Расширение газа на турбине не адиабатическое. Газ совершает работу, от него отбирается энергия и выводится из системы. И эти люди мне запрещают ковыряться в носу! (с)

Да. И еще не раз.  :twisted:

Итак, Старый. Учите матчасть! А именно:
1. термодинамику
2. теорию реактивного движения
3. геологию
4. планетологию
5. гляциологию
6. вулканологию
и т.д. и т.п.

И только тогда никто не сможет вам запретить ковырять пальцем в носу... Хоть это и некрасиво  :twisted:

[X]

Ок, с натрием неудачный пример.

Так кто знает системы с замкнутым циклом с радиатором?

[Agent]

Ок, с натрием неудачный пример.

Так кто знает системы с замкнутым циклом с радиатором?

Холодильник.

[X]

Старый, Вы что же -- вечный двигатель 2-го рода решили соорудить в космосе? Где это видано -- тепловая машина с нагревателем, но без холодильника?

[Andrey]

О какие страсти разгорелись.
А если вспомнить кпд цикла Карно провести несложные
выкладки получим:
Pиз=Pпол*T0/(T1-T0)
где:
Pиз   -излучаемая мощность
Pпол -полезная     <<
T1     -температура нагревателя
T0     -    <<      холодильника

Получается что излучаемая мощность,
при T1 >> T0 ,пропорциональна  температуре холодильника.
В результате получим что площадь холодильника будет
обратно пропорциональна 3 степени температуры а не 4,
как я изначально говорил. Виноват.
Что конечно улучшает ситуацию но не принципиально,
всеравно уменьшение температуры холодильника приводит
к сильному росту его поверхности и массы.
Ну а подобные системы американцы разрабатывали
рабочим телом, насколько помню, у них была ртуть.

[Pavel]

Ну а подобные системы американцы разрабатывали
рабочим телом, насколько помню, у них была ртуть.

Почти по теме.
http://ido.kemsu.ru/space/raznoe/snap1.htm
Хотя этой разработке в обед сто лет.

[Bell]

Рабочее тело в турбине остывает, совершив работу.
Место где остывает рабочее тело, называется холодильником.
Отсюда: турбина - есть холодильник.
Вот так.

ОТДЕЛЬНЫЙ ХОЛОДИЛЬНИК НЕ НУЖЕН!!!

Нужен нагреватель для подвода энергии в систему.

Холодильник в паро-водяных системах необходим для конденсации воды. И ТОЛЬКО!

Аналогично:
http://ido.kemsu.ru/space/raznoe/snap1.htm
Последним из наиболее важных элементов схемы является конденсатор-излучатель. Он необходим для того, чтобы сконденсировать ртутный пар с расходом 0,86 кг/мин в условиях невесомости и поддерживать давление на входе в насос 0,126 атм.

[hcube]

Тут есть две альтернативы - или холодильник, или открытый цикл. Поясню зачем нужен холодильник - чтобы сжимать приходилось меньший обьем газа, то есть совершать меньшую механическую работу. Холодильник _почти_ не нужен будет в том случае, когда мы очень сильно расширяем газ. Тогда он будет иметь низкую выходнуюж температуру, и на дополнительное охлаждение будет потрачено мало радиатора. Но охлаждать ВСЕ РАВНО НАДО. Цикл расширения-сжатия полностью обратим.

[ing]

ОТДЕЛЬНЫЙ ХОЛОДИЛЬНИК НЕ НУЖЕН!!!

Нужен нагреватель для подвода энергии в систему.

Bell, вы почти правы, только холдильник все равно нужен. Процессы не идеальны из системы вы выносите тепловую энергию в виде работы. Вот на эту величину "система остыла". В процессах цикла вы не все привнесенное тепло переводите в работу. То есть расширенный газ будет иметь несколько большую плотность энергии. При сжатии его вы затратите несколько больше работы, взятой от турбины. Далее цикл повторится и вам опять надо прибавить мощности на сжатие. Надо ли объяснять, что процесс быстро заткнется.
ing
PS Попробую еще по другому. В конечном итоге мы срабатываем разницу в плотности энергии между точками подвода энергии и ее вывода в виде работы. Но тепло рассеивается на всех этапах цикла, выравнивая эту разницу. КПД Карно определяет эффективность преобразования при заданной разнице в плотности энергии. Если рассееную теплоту не убрать эффективность падает, до 0.

[Bell]

Ну наконец-то!

ИМЕННО! Холодильник нужен в РЕАЛЬНЫХ системах для технологически необходимого охлаждения рабочего тела. Например, для конденсации пара, аммиака или паров ртути.

Для газов будет достаточно НЕБОЛЬШОГО радиатора. Дельта Т порядка 50К

Кстати, мне больше нравиться гелий или аргон в силу их химической инертности.

И еще я по простоте душевной не пойму следующего:
Нас интересует разница температур на входе и выходе их турбины. Т на выходе определяется совершенством самой турбины (фактически - КПД преобразования тепловой энергии рабочего тела в кинетическую энергию ротора). Т на входе задается нагревателем.
(Цикл Карно и описывает увеличение Т в нагревателе и уменьшение - в турбине.)
Тогда на входе нагревателя Т будет примерно равно Т на выходе турбины. Так? Зачем же еще халодильники/морозильники?

Это, впрочем, чисто академический интерес.

[Andrey]

>Место где остывает рабочее тело, называется холодильником.
 >Отсюда: турбина - есть холодильник.
Холодильник место где рабочее тело отдает тепло без
совершения работы.
В турбине рабочее тело остывает за счет перехода
части тепла в механическую энергию.
Вообщето все это есть в школьных учебниках.

>Холодильник _почти_ не нужен будет в том случае, когда мы очень
>сильно расширяем газ. Тогда он будет иметь низкую выходнуюж
>температуру, и на дополнительное охлаждение будет потрачено
>мало радиатора.
Повторюсь:
При уменьшении температуры холодильника мощность
которую необходимо рассеять падает почти прямо пропорционально.
Уменишили температуру в два раза и мощность холодильника тоже упала в два раза.
Но площадь  холодильника прямо пропорциональна мощности и
и обратно пропорциональна четвертой степени температуры.
В результате площадь обратно пропорциональна третьей
степени температуры.
Уменьшив температуру в 2 раза мы должны увеличить площадь радиатора в 8 раз. Так что не выгодное это дело уменьшать температуру холодильника.
Наоборот стараются поднять.
В Топазе нашем (http://ido.kemsu.ru/space/raznoe/topaz1.htm)
стоит термоэмиссионный преоразователь кпд у них
никудышный зато температура холодильника может быть порядка
800 гр.

[Bell]

>Место где остывает рабочее тело, называется холодильником.
 >Отсюда: турбина - есть холодильник.
Холодильник место где рабочее тело отдает тепло без
совершения работы.
В турбине рабочее тело остывает за счет перехода
части тепла в механическую энергию.
Вообщето все это есть в школьных учебниках.

Ну конечно. Турбина выступает в роли "холодильника" только в части снижения температуры рабочего тела.

[ДмитрийК]

Ну сколько же можно это мусолить

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter3/section/paragraph11/theory.html

Цитирую:
"Рабочее тело получает (или отдает) тепловую энергию в процессе теплообмена с телами, имеющими большой запас внутренней энергии. Эти тела называются тепловыми резервуарами"

И далее по тексту:
"Общее свойство всех круговых процессов состоит в том, что их невозможно провести, приводя рабочее тело в тепловой контакт только с одним тепловым резервуаром. Их нужно, по крайней мере, два. Тепловой резервуар с более высокой температурой называют нагревателем, а с более низкой – холодильником. "

Так что холоддильник все-таки нужен. Турбина холодильником не является по определению т.к. теплообмена в ней не происходит.

[Старый]

Старый, Вы что же -- вечный двигатель 2-го рода решили соорудить в космосе? Где это видано -- тепловая машина с нагревателем, но без холодильника?

Не, второго рода это который без нагревателя. Который самсебя охлаждает а тепало наружу отдаёт. Если нагрев извне производится, то это уже не второго рода.

[Старый]

Хорошо что у нас вчера вылетел свич на самом интересном месте, ато я уже начал заговариваться.
 Значит я имел в виду что? Ничего на холодном конце дополнительно охлаждать не надо. Надо поддерживать его температуру постоянной, то есть НЕ ДАВАТЬ ЕМУ НАГРЕТЬСЯ. Причём тепло это должно само собой перетекать с холодного конца к охлаждаюшщей среде. То есть повторяю: никакого дополнительного охлаждения рабочего тела после ткрбины не нужно, нужно только не давать ему нагреться.
 Отчего происходит нагрев? А от нестопроцентного кпд. Часть энергии уходит из системы через вал турбины, а другая часть рассеивается в системе, так как кпд не 100%. Это тепло и надо отводить, иначе в конечном итоге система перегреется и разрушится. Работать не престанет, так как подводимая с горячего конца теплота будет нагревать его дальше и поддерживать теплоперепад, но в конечном итоге общая температура системы станет такой, что она расплавится.

 То есть суть какая? С холодного конца нужно рассеивать лишь тепло, вызванное несовершенством системы, не100% её кпд. Чем совершеннее система, тем меньше тепла нужно рассевать с холодного конца, при той же мощности системы. Ну и в идеальной системе его вобще не нужно рассеивать. Вот про что я имел в виду.
 То есть необходимость рассевания тепла с охладителя не является фатальной. В идеале количество этого тепла стремится к нулю. Если к примеру температура горячего конца 1000К, а холодного - 300К, то с холодного конца прийдётся отводить как минимум 30% тепла подведённого к горячему концу, если температуру холодного конца снизить до 30К,  то всего 3% от подводимого к горячему концу. Если только конечно эта хрень работает по циклу Карно. Ну и конечно в иделале.
 Вот я про что имел в виду.

[Agent]

Старый, Вы что же -- вечный двигатель 2-го рода решили соорудить в космосе? Где это видано -- тепловая машина с нагревателем, но без холодильника?

Не, второго рода это который без нагревателя. Который самсебя охлаждает а тепало наружу отдаёт. Если нагрев извне производится, то это уже не второго рода.

Второго рода, это которые 100% кпд. Вроде так. Как раз подпадает

[Старый]

Второго рода, это которые 100% кпд. Вроде так. Как раз подпадает

 Не, кпд тут не при чём. ВД второго рода черпает тепло не засчёт теплоперепада а за счёт охлаждения окружающей среды. То есть он просто так сам собой отбирает от газа его внутреннюю энергию.

[Agent]

Второго рода, это которые 100% кпд. Вроде так. Как раз подпадает

 Не, кпд тут не при чём. ВД второго рода черпает тепло не засчёт теплоперепада а за счёт охлаждения окружающей среды. То есть он просто так сам собой отбирает от газа его внутреннюю энергию.

Второго рода - которые подпадают под второй закон термодинамики:
а) невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение тепла, полученного от нагревателя, в эквивалентную ему работу;
б) невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме тепла от холодного тела к горячему.

[Старый]

А если горячий конец сделать 2000К а холодный 20К, то на холодном конце надо будет рассевать всего 1% от энергии подводимой к горячему концу. А остальные 99% уйдут в сеть. В идеале, конечно. Я ничего не препутал с арифметикой?

[ing]

А если горячий конец сделать 2000К а холодный 20К, то на холодном конце надо будет рассевать всего 1% от энергии подводимой к горячему концу. А остальные 99% уйдут в сеть. В идеале, конечно. Я ничего не препутал с арифметикой?

Реальную машину на такие параметры сделать нельзя, и бросьте молоть вздор. Перепад на одной ступени турбины должен быть дозвуковым (иначе те тепловыделения будут значительны). Изменение параметров в дозвуке не более чем в два раза. Только по температуре от2000до20 нужно не менее 7 ступеней, при этом мужно учесть, что и плотность будет меняться примерно также, то есть размер каждой последующей ступени. Раз вы срабатывать хотите до20К то это газ. Значит на сжатие понадобится тоже куча ступеней с промежуточным охлаждением. Отмечу КПД турбины 90-95%, компрессора хуже 80-90%. Стройте холодильники излучатели и не выпендривайтесь.
ing