Фазовый переход вода-лед. Теплоаккумулятор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

И...? На остальные вопросы ответите?
Повторюсь - я не просто так спрашиваю. Своими вопросами пытаюсь подвести к пониманию, почему это не будет работать в озвученном виде. Или "принуждаю" озвучить дополнительные не озвученные условия.

 

Любопытно, откуда появилась эта величина.
Как вы посчитали скорость воздуха в трубе?

 

Есть формула скорости потока в трубе за счет тяги. Через высоту, сечение и разницу температур. Как выше говорил, формула неудобная к написанию (без редактора формул).
Если Вас не забанили на всех поисковиках, то при желании легко найдете.

 

Тут такой вопрос. Вода охлаждается в башне, падая с высоты 20 метров. Но она при этом еще и испаряется. Захочет ли этот жестокий туман подниматься вверх? Какая теплоизоляция башни? Не намерзнет ли на стенках столько, что башня рухнет? Может и не намерзнет, но башня будет топить улицу снижая КПД. Над рекой, когда ударяет мороз, туман стелится, а на небе видны звезды. Теплый сухой воздух поднимается вверх. А туман? Он же не пар, его температура ниже точки росы - он вверх не пойдет.

 

Что-то Вы немного напутали в расчетах.
По моим прикидкам получается, что при разности температур -50 и 0 (220 К и 270К), КПД системы, по Карно, получается порядка 18 %. Это означает, что с каждых 340 КДж/кг, в работу можно превратить чуть больше 60 КДж. Т. е. если распылять 1 кг воды в секунду, то теоретическая мощность получается 60 КВт. Т. е. 3,6 куба воды в час могут дать до 60 КВт непрерывной генерации.
Другой вопрос - как эту мощность снять?
Скорее всего турбиной... Какой - надо считать...

 

Не забывайте, что в трубе поток воздуха как в дымоходе. Он любой пар и мелкие капли воды унесет со свистом...

 

В том то и дело, что Вы исходите из теоретически возможной эффективности использования энергии фазового перехода в каком-то виртуальном устройстве. А я считал для конкретной, предложенной Вами, конструкции - трубы на естественной тяге с лопастным ветрогенератором в ней (т.к. иного не было предложено первоначально) и под конкретные, заданные Вами, условия. Для расчета тяги в трубе есть (видимо, многократно проверенная практикой) формула - она даёт скорость потока воздуха (соответственно, и объём), которую могут обеспечить заданные Вами условия по температуре и размерам трубы. Чтобы нагревать этот объём воздуха нужно замораживать вполне конкретное количество воды (пусть и примерно подсчитанное). И не важно, какой теоретический КПД по Карно можно получить в виртуальной установке - "у нас" конкретная установка с конкретными (заданными Вами) параметрами и на её выходе по расчету (по "общепринятой" формуле) получаем в идеале воздушный поток с мощностью 2,5кВт. Никакая "супер-пупер турбина" не выжмет из воздушного потока больше, чем он несёт в себе. "Простой пропеллер" (опять-же по "общепринятым" способам расчета) снимет 1кВт с этого потока, мощностью 2,5кВт. "Супер-пупер турбина", возможно, снимет 2кВт (есть желание - посчитайте).
Производительность первоначальной конструкции элементарно просчитывается (с некоторыми допущениями) по паре выше озвученных формул - любой может проверить мой результат.

Потом Вы предложили изменить первоначальную конструкцию, заузив сечение в месте снятия энергии с потока в три раза, но я не готов рассчитывать эту новую более сложную конструкцию - хлопотно это. Предполагаете выжать существенно большую, интересную в коммерческом плане, мощность - сделайте расчет (с учетом потерь на сжатие потока, снижении его сечения и "прибыли" на возросшей скорости). Возможно, результат будет ближе к теоретически достижимому КПД системы, по Карно порядка 18 %...
Но, пока тут выполнен только один конкретный (с привязкой к конкретной конструкции) расчет (громко сказано - скорее прикидка) предложенного Вами способа выработки электроэнергии из энергии фазового перехода с результатом в 1кВт. Сделаете свой расчет под измененное (усложненное) первоначальное, но тоже конкретное, устройство - будет что сравнивать.

 

Тут даже не "как" - тут конкретная скорость потока, довольно жестко привязанная к заданным температурам и размерам трубы.

 

Формулы для лопастного ветрогенератора нельзя применять для потока в трубе, там другие условия обтекания и получатся другие цифры. Я сходу не могу сказать какие должны быть формулы, но то что формулы "свободного потока" применять нельзя - однозначно.

 

Я это тоже понимаю (поэтому и упомянул про другую возможную мощность с "супер-пупер турбиной"), но так было проще считать, а разница не критичная- даже если снять все 2,5кВт с воздушного потока такой скорости и сечения, который получается при заданных параметрах в трубе, это всё равно "неинтересная" мощность, на фоне предполагаемых затрат на установку такого размера, её обслуживание и "расходники" (воду).

 

Так по другим формулам получатся уже не 2,5 КВт... Те же Капстоновские турбины работают на похожих разностях давления и скоростях потока - вполне себе дают свои десятки и сотни киловатт.
Неправильно это - оценка конструкции по "чужим" инженерным формулам и вердикт - "максимальная теоретическая мощность"...
Максимальная теоретическая мощность - это по Карно, все остальное - прикидка конкретного инженерного решения.
По моему так.

 

Поделитесь, пожалуйста, по каким "другим"? Но, которые привязаны именно к такому способу получения воздушного потока?
Не, ну понятно, что если это количество воздуха "пропихивать" несмотря на сопротивление турбины, то снять с него удастся гораздо больше. Только у нас тут конкретное устройство (труба), которое обеспечивает проток конкретного объёма воздуха с конкретной скоростью с помощью естественной тяги только в "не запертой" трубе. Если в любой части трубы поставить любую существенную преграду, препятствующую протоку, то тяга снизится, вплоть практически до нуля. И если "обычный пропеллер" почти не будет препятствовать тяге, то любая многолопастная турбина под нагрузкой уже существенно ограничит тягу. А это будут уже совсем другие объёмы воздуха с совсем другой (существенно меньшей) энергией...
Разница с сжиганием топлива в том, что сгоревшее топливо всё равно отдаст энергию расширения, вопрос только как организовать её преобразование во вращение вала генератора. Т. е. сжигая топливо с определенной скоростью, мы имеем вполне определенную мощность, а дальше только вопрос в КПД преобразования. А вот если мешать тяге в трубе, то и мощность тяги будет снижаться. И уже "остаток" мощности будет ещё снижаться за счет КПД преобразования.

К сожалению, не нашел описание характеристик этих турбин с упоминанием "похожих" разностей давлений и скоростей потока (и объёмов рабочего тела), с привязкой к мощности в десятки и сотни кВт. Вернее, наоборот - для турбин таких мощностей не нашел характеристик давления, скорости, протока рабочего тела, "похожих" на эти характеристики для трубы с естественной тягой.
Если владеете информацией, так-же прошу поделиться.

 

Какая разница каким способом вводить тепло в рабочее тело? Можно палить газ, можно впрыскивать воду в холодный воздух. В общем случае не принципиально каким способом создается поток воздуха.
В трубе нужно считать по формулам газовых турбин, кмк.
Не привязывайтесь Вы к этой 100 м трубе, это было только для иллюстрации, что принцип может работать.
Можно тупо пойти по пути тепловых станций:
Взять компрессор, слегка сжать им холодный воздух, - впрыснуть туда мелкодисперсную воду и подогретый сжатый воздух направить на турбину.

Автомобильные турбины работают при давлении порядка 2-х атм ...(откуда не скажу, не находится).
Понятно, что при малых перепадах давлений КПД турбины (обычно) довольно резко падает, но это сильно зависит от вида турбины (конкретной конструкции).

 

Он нагреется.

 

Если нагреется с -50 до -25, то ничего страшного. Если закрыть глаза на "монструозность", то дополнительно можно охладить наружным воздухом.
Зато получим более плотное рабочее тело, - проще получить высокий КПД.