Фазовый переход вода-лед. Теплоаккумулятор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Это само собой разумеется.
По всей вероятности лёд не успеет образоваться в достаточном количестве. А если даже и намёрзнет, то тем самым увеличится подъёмная сила и он растает за время подъёма до поверхности.

 

Площади теплообменников?
Ведь в этом устройстве нет ограничений по площадям. Они не лимитируют размеры устройства.

У дна "шарик-стакан" могут находится столько времени пока температура в стакане не поднимется до 4 Цельсия плюс, то же самое и над поверхностью льда, пока температура в стаканчиках не понизится до 10-20-30 минус (сколько там будет реально кто его знает) и газ не станет жидким.

Пусть цепь с этими "шариками-стаканами" над поверхностью льда, движущая параллельно его поверхности в каком-то коробе, будет длиной 200-300-1000 метров. И столько же под водой будет в каком-то коробе перемещаться.
Надо подбирать оптимальные размеры этих горизонтальных надлёдных и подводных участков, чтобы времени движения по ним "шарик-стакан" хватило на переходы бутана "пар-жидкость" - "жидкость-пар"
Чтобы на момент подхода "шарик-стакан" к вертикальным участкам устройства газ там находился в нужном состоянии.
При погружении под воду в жидком, а при начале всплытия в газообразном.

 

Идею с шариком забудьте, красиво только в теории. На практике шарик выдержит несколько сотен сжатий-расширений и лопнет. Проверено на практике.

 

Шарик тут выступает не как конкретная конструкция, подлежащая применению в предложенном устройстве, а как образ того, что должно быть.
А должно быть.
На морозе объём "шарик-стакан" уменьшается, в тепле объём "шарик-стакан" увеличивается.
Какие материалы и какая должна быть конструкция - надо посмотреть.
Полагаю, что такие устройства выдумывать не надо. Их уже придумали без нас.

 

Верно мыслите, господа!

 

Это устройство будет работать, т. к. есть энергия для привода вала электрогенератора.
Это не вечный двигатель с шариками, которые в колесе перекатываются от центра вращения к периферии (к ободу) и обратно.

Баланс бы кто посчитал. Что может получиться в остатке.
А то, может быть, и огород городить не надо начинать.

 

Заметьте на каких малых оборотах работают дизеля с большой бошкой на океанских судах.
Шарики, стаканчики - это хорошо. Но не подобие ли это стирлинга? Двусторонний стирлинг с фреоном, попеременно поливается водой - простой вариант.
12 отдельных цилиндров, полный цикл 2 оборота вала, как танковый дизель - мощный вариант. Вал на генераторе.

 

Массы одинаковые, объемы различаются на 3 порядка. Единственное, будут проблемы с теплообменниками.

Гениально! Сейчас спать, но у меня появилась пара идей.

Я же просил, без монструозности...

 

При рассмотрении конструкций тепловых машин нужно всегда помнить о кпд процесса.
Для низкотемпературных конструкций о которых здесь и идет речь, теоретический кпд не превысит 5% - 7%.
Теоретический кпд недостижим, поэтому на практике кпд будет ещё меньше.
А это говорит нам о том, что для получения даже небольших мощностей, например 100вт, придется осуществлять теплообмен с мощностью теплового потока в 20 раз больше!
В таком варианте площади теплообменников горячей и холодной стороны увеличиваются до ОЧЕНЬ больших размеров, поэтому без принудительного движения тепловых потоков обойтись не получится.

КПД тепловых машин принцип работы которых основан на нагреве и охлаждении газов определяется циклом Карно, но ведь существуют и другие тепловые процессы к которым цикл Карно напрямую не применим, например фазовые переходы 1 и 2 рода.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%85%D0%BE%D0%B4
К таким процессам относится и процесс кристаллизации воды, для которого непонятно как считать кпд.

 

А КПД процессов кипения и конденсации разве не фазовые переходы?
Разве для них можно считать КПД как для тепловых машин?

 

В этом варианте кристаллизация на поверхности испарителя (шарик-стакан, он же испаритель) будет идти кристаллизация, т. к. температура конденсата будет минус 20-30 Цельсия. Однако образующийся лёд будет тут же таять вероятнее всего.

В варианте с испарением и конденсацией как просчитать энергию?

И никто не знает что ли?
Вероятно, это от того, что такой процесс никто не рассматривал как источник получения энергии.

 

Это всё относительно.
Железнодорожный путь - это монструозность?
Или шагающий экскаватор с ковшом на 50 м. куб - это монструозность?

 

В цифрах для выразительности лучше было бы.

Вопрос с теплообменниками решается количеством времени, которое "шарик-стакан" будут находится в контакте с воздухом над поверхностью льда и с водой у дна водоёма.
Для этого и нужны горизонтальные участки бесконечной цепи с прикреплёнными к ней устройствами "шарик-стакан" где они и находятся то при отрицательной, то при положительной температуре.
Длина этих участков должна быть оптимальна. Не меньше и не больше необходимого и эта длина ничем не лимитируется.

ЗЫ. Имеется конвейер, длина которого 98 километров для транспортировки фосфатов от места добычи в морской порт.
Это монструозность?
Экономическая целесообразность это.

 

Для температур +5 и -20 теор КПД получается почти 9% (8,99). Если мороз -40, то уже 16%. Для какого-нибудь Оймякона, где мороз может быть больше -60 - уже 23%.
КПД малых бензиновых генераторов поменьше будет, а в них еще горючку надо наливать...
Это если по Карно считать... но как-то есть сомнения, что при фазовых переходах Карно можно использовать...
Даже есть сомнения, что Карно можно использовать при расчетах с реальными газами (поскольку придумывался он под идеальный газ).

 

Я брал дельту 15-20 град.
Для паровой машины обычно пытаются приблизить цикл к так называемому циклу Ренкина.
Но дело не в этом, тема-то как раз про фазовый переход вода-лед.
Давайте и думать в этом направлении.
Мне кажется, что вполне возможно использовать уже высказанную здесь идею о воде в незамерзайке, когда вода будет замерзать и выдавливать незамерзайку которая и совершит полезную работу.

Меня сейчас больше всего интересует КПД процесса замерзания воды.
Какие есть идеи как измерить кпд этого процесса?