[image]

"Мокрая" паровая турбина

Покажите на потенциальные проблемы конструкции
 
1 2 3 4 5 6 7
+
-
edit
 

Naib

аксакал

DarkDragon> Зачем?
DarkDragon> Штурмуем звуковой барьер? :)

Если будет просто отверстие - будет распыл во все стороны, преимущественно на стенки. Это я даже видел в реале. В общем, нужно формировать ламинарную струю с минимальным набросом на стенки. Нужно некое сопло
   86.0.4240.7586.0.4240.75

haleev

втянувшийся

ED> Всё с ними так. Давление не падает равномерно от начала к концу. И уж тем более не растёт скорость потока.

Насколько я понимаю задачу - в трубку входит уже жидкость с пузырьками, между которыми располагаются столбики жидкости. Перепад давления в трубке обусловлен тем, что эти столбики разгоняются. В грубом приближении можно считать, что скорость потока и давление изменяются при движении по трубке по степенному закону. Степень тут - 1/2, то есть квадратный корень или ещё хуже. Газовая фаза ещё будет охлаждаться от расширения, но зато трубку можно снаружи греть. Короче неоднозначность. Но то, что давление по длине трубки будет меняться и скорость тоже - это однозначно.
   81.081.0

ED

старожил
★★★☆
haleev> Насколько я понимаю задачу - в трубку входит уже жидкость с пузырьками

Не-не. Исходно в трубку входит только жидкость. Без пузырьков. Но жидкость та - смесь (раствор) двух жидкостей с разными характеристиками.

Не говоря уже о том, что наш последующий "чисто академический" водопроводный спор перешёл на просто про жидкость. Любую. :)
   86.0.4240.11186.0.4240.111
LT Bredonosec #22.10.2020 19:31  @Татарин#21.10.2020 10:46
+
-
edit
 
Татарин> Почему так не сделали раньше?
Татарин> Мне лестно думать, что не догадались. Но если догадались, то почему не сделали?

мысли:
1) если смесь достаточно равномерная, то "капли" всё равно будут давать прерывистый эффект, будет дикая вибрация и шум в стиле пердежа того или иного тона.
2) если разделится, то пар выдавит воду, выйдет следом сам, чтоб в резервуар могла попасть новая порция воды, а потом будет пауза на воспроизводство давления заново.
   68.068.0

AidarM

аксакал
★★
Fakir> Ну, эксперимент с водкой покажет :)

Тогда уж с самогоном. Тру-водка - спыцыфыццкий ассоциат молекул этанола и воды, поэтому и 40 градусов. А не просто смесь 3 частей воды с 2 частями спирта как двух разных жидкостей. Последнее - просто 40-градусный самогон, а не водка.

upd: Собсна, примерно так паленку от тру-водки и отличали (еще как бы не во времена горбачевского сухого закона) - пихали в хорошую морозилку и периодически поглядывали. Водка замерзает целиком, а из самогона воду можно было выморозить. Вполне возможно, что это все байки, я никогда не проверял.


Но я, честно говоря, вспоминая ВдВшную PV-диаграмму, а точнее, горизонтальность ее участков жидкость-газ на температурах ниже критической, не могу въехать, какие нафиг пузыри будут толкать жидкость, если настоящий раствор суть однородное вещество с единой диаграммой? И которое таки при одних давлениях полностью сконденсируется, а при других, незначительно меньших по величине, целиком испарится со свистом. И волна выпаривания по идее должна будет идти от сопла, а не изнутри.

Тут нужен какой-то коктейль из тщательно механически перемешанных, но иначе никак не проникающих друг в друга жидкостей. Одинаковой плотности. Как бы несмачивающие друг друга.
   77
Это сообщение редактировалось 22.10.2020 в 22:11

haleev

втянувшийся

Fakir>> Ну, эксперимент с водкой покажет :)
AidarM> Тогда уж с самогоном. Тру-водка - спыцыфыццкий ассоциат молекул этанола и воды, поэтому и 40 градусов. А не просто смесь 3 частей воды с 2 частями спирта как двух разных жидкостей. Последнее - просто 40-градусный самогон, а не водка.
[...]
AidarM> Но я, честно говоря, вспоминая ВдВшную PV-диаграмму, а точнее, горизонтальность ее участков жидкость-газ на температурах ниже критической, не могу въехать, какие нафиг пузыри будут толкать жидкость, если настоящий раствор суть однородное вещество с единой диаграммой?

пооффтоплю: тру водка это не просто смесь спирта и воды, но ещё и раствор солей + смягчающие компоненты, придающие раствору некоторую буферность - глюкоза, глицерин, янтарная кислота или ещё что-то. Плюс тщательная очистка от сивушных масел.

Не нужно "целиком испарится". Нужно чтобы образовалась газовая фаза, которая могла бы проделать работу по разгону жидкости. Чтобы жидкость попёрла как кока-кола из бутылки. Летучий компонент превращается в газ не весь. Ну и что?
   81.081.0
+
+1
-
edit
 

DarkDragon

опытный

Naib> В общем, нужно формировать ламинарную струю с минимальным набросом на стенки. Нужно некое сопло
Про сопло - не спорю. Недоумение именно по поводу типа.
   1717
RU DarkDragon #23.10.2020 08:13  @haleev#23.10.2020 00:01
+
+1
-
edit
 

DarkDragon

опытный

haleev> Не нужно "целиком испарится". Нужно чтобы образовалась газовая фаза, которая могла бы проделать работу по разгону жидкости.
Самый главный вопрос - а с чего эта самая газовая фаза будет проделывать эту работу с неким приемлемым КПД?
   1717
RU spam_test #23.10.2020 08:18  @DarkDragon#23.10.2020 08:13
+
-
edit
 

spam_test

аксакал

DarkDragon> Самый главный вопрос - а с чего эта самая газовая фаза будет проделывать эту работу с неким приемлемым КПД?
С того, что чисто газом он еще меньше будет.
   86.0.4240.10186.0.4240.101
RU DarkDragon #23.10.2020 09:46  @spam_test#23.10.2020 08:18
+
-
edit
 

DarkDragon

опытный

s.t.> С того, что чисто газом он еще меньше будет.

Так с "чисто газом" никто и не заморачивается
   1717
EE Татарин #23.10.2020 11:38  @AidarM#22.10.2020 21:05
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
AidarM> Но я, честно говоря, вспоминая ВдВшную PV-диаграмму, а точнее, горизонтальность ее участков жидкость-газ на температурах ниже критической, не могу въехать, какие нафиг пузыри будут толкать жидкость, если настоящий раствор суть однородное вещество с единой диаграммой? И которое таки при одних давлениях полностью сконденсируется, а при других, незначительно меньших по величине, целиком испарится со свистом. И волна выпаривания по идее должна будет идти от сопла, а не изнутри.
Ну, равновесности-то всё же нет: вода греется от теплообменника и кипит там, испарившаяся вода уменьшает (локально) температуру и увеличивает давление, пар расширяется вдоль трубки, совершая работу и охлаждаясь и т.п.
Мы же не греем кастрюлю с водой в автоклаве.
   86.0.4240.11186.0.4240.111
?? AidarM #23.10.2020 12:13  @Татарин#23.10.2020 11:38
+
-
edit
 

AidarM

аксакал
★★
Татарин> Ну, равновесности-то всё же нет:

Квазиравновесность есть? Или уже все, пошла чистая кинетика?

> вода греется от теплообменника и кипит там, испарившаяся вода уменьшает (локально) температуру

Именно уменьшает? А не просто приостанавливает ее рост, пока вся не испарится?

>...и увеличивает давление,

? Рост давления + локальное уменьшение т-ры = старт конденсации обратно и поддержание предыдущей т-ры за счет энергии от конденсации. Чем дальше читаю, тем меньше понимаю.

> пар расширяется вдоль трубки, совершая работу и охлаждаясь и т.п.

Почему охлаждаясь? Он должен начать подводимую энергию переводить в работу, а давление и вовсе фиксировано снаружи, условиями у открытого конца трубы. На том самом горизонтальном участке.
   77
US digger #26.10.2020 04:12  @Татарин#21.10.2020 11:36
+
+1
-
edit
 

digger

аксакал

Татарин> Одна жидкость кипит - низкокипящая. Она своим паром разгоняет капли высококипящей, которые долбят в гидравлическую (и потому низкоскоростную) турбину.

А почему не 1 жидкость? Сопло, эжектор, всасывание воды в струю - температура и скорость струи падает, а масса растет. Достигается то же уменьшение количества пара и скорости турбины.
   86.0.4240.7586.0.4240.75
EE Татарин #26.10.2020 14:58  @AidarM#23.10.2020 12:13
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Ну, равновесности-то всё же нет:
AidarM> Квазиравновесность есть? Или уже все, пошла чистая кинетика?
Нет, не должно быть по условиям: пузырьковое кипение уже исключает локальную квазиравновесность, а тут ещё движение жидкости.

AidarM> Почему охлаждаясь? Он должен начать подводимую энергию переводить в работу, а давление и вовсе фиксировано снаружи, условиями у открытого конца трубы. На том самом горизонтальном участке.
Потому что жидкость должна разгоняться по градиенту давления (в сторону открытого конца). Рабочее тело охлаждается, совершая работу, но подогревается от стенок (причём, жидкость, конечно, подогревается, сильнее - тупо из-за разницы в плотности и кондуктивной теплопроводности).
   86.0.4240.11186.0.4240.111
EE Татарин #26.10.2020 15:15  @digger#26.10.2020 04:12
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Одна жидкость кипит - низкокипящая. Она своим паром разгоняет капли высококипящей, которые долбят в гидравлическую (и потому низкоскоростную) турбину.
digger> А почему не 1 жидкость? Сопло, эжектор, всасывание воды в струю - температура и скорость струи падает, а масса растет. Достигается то же уменьшение количества пара и скорости турбины.

Потому что в списке изначальных целе, которые должны в бытовой микрогенерации достигаться обязательно одновременно, есть два обязательных пункта:
- безопасность; в переводе на техническое задание: количество перегретой жидкости в системе должно быть минимальным, как максимум - граммы;
- низкая удельная стоимость, из которой вытекает высокая удельная мощность; а это диктует жидкостный теплообменник, не газовый/паровой.

С одной жидкостью получается противоречие: если сделать нормальный водотрубный котёл на мощность в сотни Вт-единицы кВт, то при сколь-нить реальном техническом воплощении и разумных тепловых напорах (100+К, не сотни-тысячи), в котле будет литр с фигом жидкости (ну или сотни грамм при стейт-оф-арт железе, что опять выпадает из требований по цене).
БОльшая часть жидкости будет перегрета. И это - паровая бомба, нормальный паровой котёл со всеми вытекающими требованиями по технике безопасности (если почитать русские стандарты на эту тему, то проще делать, продавать и устанавливать частникам самолёты, чем такие котлы, и это даже не гипербола; кроме того, что особенно неприятно - эти требования ТБ ещё и разумны, а потому их не обойти).

Я видел частные решения, которые реально выжимают из традиционной конструкции ВСЁ, и они есть в продаже... но никому не нужны. Паровая машина на 300Вт, 20% КПД, 150мл воды в системе - "это было прекрасно, господа, просто прекрасно"©, но стоимость порядка 5 килоевро. Плюс, поскольку там поршни (даже рота-поршни, с большой площадью трущихся поверхностей), ресурс такой машины не может быть особенно большим.
На чём и ставится жирная точка в бытовой когенерации: она такая просто никому не нужна.

Чтобы это было хоть кому-то интересно, стоимость за ватт установленной мощности должна быть раз в пять меньше, а ресурс должен быть как минимум больше срока окупаемости.

...

Две жидкости решают проблему: кипит (в растворе - в основном; ещё проще в нерастворимых взаимно жидкостях) легкокипящая, в то время как высококипящая работает на съёме и передаче тепла и неизнашиваемым поршнем. Чтобы двухкомпонентная система превратилась в бомбу, нужно перегреть именно высококипящую. Что сделать гораздо сложнее, зато можно относительно просто сделать систему, в которой это будет невозможно по теплотехническим соображениям.
   86.0.4240.11186.0.4240.111
EE Татарин #26.10.2020 15:25  @digger#26.10.2020 04:12
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Одна жидкость кипит - низкокипящая. Она своим паром разгоняет капли высококипящей, которые долбят в гидравлическую (и потому низкоскоростную) турбину.
digger> А почему не 1 жидкость? Сопло, эжектор, всасывание воды в струю - температура и скорость струи падает, а масса растет. Достигается то же уменьшение количества пара и скорости турбины.
Пульверизатор на той же жидкости менее интересен ещё и по техническим соображениям: жидкость тогда куда более холодная, чем пар (иначе она не была бы жидкостью, правильно?), это эффективный конденсатор пара.
Снижение ТД-эффективности.

Но с этим можно было бы сколько-то мириться, наверное.
   86.0.4240.11186.0.4240.111
BY Naib #26.10.2020 22:06  @Татарин#26.10.2020 15:15
+
-
edit
 

Naib

аксакал

Татарин> - безопасность; в переводе на техническое задание: количество перегретой жидкости в системе должно быть минимальным, как максимум - граммы;

Это ниочём вообще. Граммы перегретого жидкого водорода - это много, граммы ртути - мало, граммы воды - очень мало. Опять же, степень перегрева какова? Градусы ведь, максимум десяток градусов. Большего добиться непросто. Ну так 1 кг воды, перегретый на 10 градусов даёт при кипении всего 18 граммов пара

Татарин> - низкая удельная стоимость, из которой вытекает высокая удельная мощность; а это диктует жидкостный теплообменник, не газовый/паровой.

Почитай про цикл Калины, если ещё не сделал этого, ну или абсорбционные холодильники. В концепции переменной растворимости газа можно получать приличную газогенерацию при довольно скромных перегревах.

Татарин> С одной жидкостью получается противоречие: если сделать нормальный водотрубный котёл на мощность в сотни Вт-единицы кВт, то при сколь-нить реальном техническом воплощении и разумных тепловых напорах (100+К, не сотни-тысячи), в котле будет литр с фигом жидкости (ну или сотни грамм при стейт-оф-арт железе, что опять выпадает из требований по цене).

Почему так мало? Сделай 10-30 литров и тепловой аккумулятор бытовых котлов в роли холодильника. У меня в установке 20 литров водного раствора при циркуляции, ЕМНИП, 2 куба/час спокойно снимали 8 кВт тепловой мощности.

Татарин> Две жидкости решают проблему: кипит (в растворе - в основном; ещё проще в нерастворимых взаимно жидкостях) легкокипящая, в то время как высококипящая работает на съёме и передаче тепла и неизнашиваемым поршнем. Чтобы двухкомпонентная система превратилась в бомбу, нужно перегреть именно высококипящую. Что сделать гораздо сложнее, зато можно относительно просто сделать систему, в которой это будет невозможно по теплотехническим соображениям.

Ты серьёзно ошибаешься. Высококипящую жидкость с малой теплотой парообразования и низкой теплоёмкостью перегреть гораздо проще, чем ту же воду.
   86.0.4240.11186.0.4240.111

Naib

аксакал

Кстати, почитай (ну или чертежи посмотри) о многокорпусных (многоступенчатых) выпарных аппаратах.
   86.0.4240.11186.0.4240.111
EE Татарин #27.10.2020 11:13  @Naib#26.10.2020 22:06
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> - безопасность; в переводе на техническое задание: количество перегретой жидкости в системе должно быть минимальным, как максимум - граммы;
Naib> Это ниочём вообще. Граммы перегретого жидкого водорода - это много, граммы ртути - мало, граммы воды - очень мало. Опять же, степень перегрева какова? Градусы ведь, максимум десяток градусов.
Почему? Под давлением же. Десятки атм.

Про аммиак думал - это интересно, но боюсь разложения в котле. А теплоноситель должен быть вечным.
   86.0.4240.11186.0.4240.111
RU ED #27.10.2020 13:05  @Татарин#26.10.2020 15:15
+
-
edit
 

ED

старожил
★★★☆
Татарин> - безопасность; в переводе на техническое задание: количество перегретой жидкости в системе должно быть минимальным, как максимум - граммы;

Тут подумалось:

НЯП в той исходной концепции работать будет только пар (полученный из "компоненты" с низкой температурой кипения), а другая часть (жидкость) - это лишь "рабочее тело", передатчик энергии, сама работы по разгону себя не выполняет. Ведь так?
И значит при малом количестве пара (особенно учитывая что перегрев весьма мал, не выше температуры кипения второй компоненты) - и мощность на выходе будет низкой. Для её повышения надо будет увеличивать количество пара. И значит вся "безопасность" побоку.

Татарин> - низкая удельная стоимость, из которой вытекает высокая удельная мощность;

Вот-вот. А откуда высокая удельная мощность, если пара всего ничего и параметры его так себе.
   86.0.4240.11186.0.4240.111
EE Татарин #27.10.2020 13:16  @ED#27.10.2020 13:05
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
ED> Вот-вот. А откуда высокая удельная мощность, если пара всего ничего и параметры его так себе.
То, что пара всего ничего - это не проблема вообще: он быстро двигается и оборачивается в системе. Тепло в значительной снимает и передаёт вторая высококипящая жидкость, площадь теплообмена велика, и теплообмен во многие разы лучше, чем при контакте с поверхностью.

Параметры низкие - это да, я искал годные пАры и парЫ, но получается пока не очень.

Тут нужно думать ещё, по итогам обсуждения я с этим согласен.
   86.0.4240.11186.0.4240.111
BY Naib #27.10.2020 18:01  @Татарин#27.10.2020 11:13
+
-
edit
 

Naib

аксакал

Татарин> Почему? Под давлением же. Десятки атм.

Зачем? По прикладному правилу (хотя его и обсчитать можно) увеличение давления в 2 раза даёт прирост температуры кипения на 10 градусов. 4 атм - +20 градусов. 4 атм - вполне бытовые давления. 20 градусов - вполне нешуточный перегрев.
   86.0.4240.11186.0.4240.111

digger

аксакал

Не рассматривали двигатель Стирлинга? Было в "Технике молодежи", на газовой горелке и накачиваемом воздухе насосом двигателе, сделанном почти на коленке, вроде бы достигали КПД 15%.
   86.0.4240.7586.0.4240.75

Naib

аксакал

digger> Не рассматривали двигатель Стирлинга? Было в "Технике молодежи", на газовой горелке и накачиваемом воздухе насосом двигателе, сделанном почти на коленке, вроде бы достигали КПД 15%.

Это к Татарину. :)

Как по мне, так системы типа цикла Ренкина в ипостасях мне Унутренне больше нравятся
   86.0.4240.11186.0.4240.111

ED

старожил
★★★☆
digger>> Не рассматривали двигатель Стирлинга? Было в "Технике молодежи", на газовой горелке и накачиваемом воздухе насосом двигателе, сделанном почти на коленке, вроде бы достигали КПД 15%.

Хотелось бы посмотреть чертежи.
Тоже прикидывал. КПД фиг с ним (дров в лесу много), а вот технически вещь сложная получается (если не настольная игрушка).

Naib> Как по мне, так системы типа цикла Ренкина в ипостасях мне Унутренне больше нравятся

Мне аналогично. Но тоже не такая простая вещь (я поршневую паровую машину прикидывал). Опять же если не игрушка.

На практике же как правило юзают банальный генератор с ДВС. Вещь достаточно простая, надёжная, недорогая в цене и несложная в эксплуатации. В смысле взрывобезопасности (как просили) тоже всё пучком.
Единственный минус - цена ГСМ. Но про то Татарин ничего не говорил. ;)
   86.0.4240.11186.0.4240.111
1 2 3 4 5 6 7

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru