panowie fizycy, a w termodynamice ciągle wiek XIX

[czlowiek_z_marsa]

... dowód silnik spalinowy, co prawda wiejsko-garażowy tuning miewa lepsze efekty ale zawsze coś;]

"Wykonane na zlecenie zespołu prof. Wojciechowskiego prototypowe urządzenie zostało przetestowane m.in. w traktorze. Jak wykazały eksperymenty, przy mocy jego silnika wynoszącej 240 kW (czyli 326 KM), przez rurę wydechową tracone jest aż 200 - 250 kW. Co gorsza, mniej więcej tyle samo energii "ucieka" przez układ chłodzenia silnika. Generator naukowców z AGH wytworzył w czasie testów prąd o mocy 200 W, co powinno wystarczyć do zasilenia oświetlenia i części urządzeń elektronicznych. Jak przyznaje prof. Wojciechowski, zastosowanie w generatorze lepszych modułów termoelektrycznych, nad którymi trwają prace, pozwoliłoby uzyskanie 5-krotnie większej mocy, co umożliwiłoby całkowite zrezygnowanie z alternatora."

www.mototok.pl/Obiecujacy-wynalazek-polskich-naukowcow-odzyskiwanie-energii-ze-spalin-a1557

[asteroida2]

Wykorzystanie energii cieplnej do wytwarzania elektryczności to jest bardzo obiecujący kierunek i coraz więcej się na ten temat mówi na świecie.

W artykule jest chyba jednak błąd. Teoretyczna efektywność silnika spalinowego nie może przekroczyć 40%, a większość silników działa z przeciętną efektywnością rzędu 20%.
Odzyskanie 1kW z marnowanych 400kW to dopiero początek drogi. Gdyby udało się zamienić na energię elektryczną np. 10% tej marnowanej energii, to można by ją wykorzystać jako dodatkowy napęd, zmniejszając zużycie paliwa prawie o 30%. A to już gra warta świeczki.

[stefan4]

asteroida2:
> Teoretyczna efektywność silnika spalinowego nie może przekroczyć 40%

Z czego wynika ten sufit? Czy dla parowych istnieje podobny?

- Stefan

[asteroida2]

> > Teoretyczna efektywność silnika spalinowego nie może przekroczyć 40%
> Z czego wynika ten sufit? Czy dla parowych istnieje podobny?

Efektywność jest ograniczona przez różnicę temperatur między kolejnymi fazami pracy sinika, która z kolej jest ograniczona przez wytrzymałość materiałów, z których silnik jest zbudowany. Parowe też mają to ograniczenie.

en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine#Energy_efficiency
"Internal combustion engines are primarily heat engines, and as such their theoretical efficiency can be calculated by idealized thermodynamic cycles. The efficiency of a theoretical cycle cannot exceed that of the Carnot cycle, whose efficiency is determined by the difference between the lower and upper operating temperatures of the engine. The upper operating temperature of a terrestrial engine is limited by the thermal stability of the materials used to construct it."

"Most steel engines have a thermodynamic limit of 37%. Even when aided with turbochargers and stock efficiency aids, most engines retain an average efficiency of about 18%-20%. Rocket engine efficiencies are better still, up to 70%, because they operate at very high temperatures and pressures and can have very high expansion ratios."

[petrucchio]

asteroida2 napisał:

> > > Teoretyczna efektywność silnika spalinowego nie może przekroczyć 40
> %
> > Z czego wynika ten sufit? Czy dla parowych istnieje podobny?
>
> Efektywność jest ograniczona przez różnicę temperatur między kolejnymi fazami p
> racy sinika, która z kolej jest ograniczona przez wytrzymałość materiałów, z kt
> órych silnik jest zbudowany. Parowe też mają to ograniczenie.

Dla parowych (cykl Rankine'a) teoretyczne ograniczenie wynosi ok. 63%. Tu można znaleźć porównanie różnych typów silników:
en.wikipedia.org/wiki/Engine_efficiency

[czlowiek_z_marsa]

asteroida2 napisał:

> Odzyskanie 1kW z marnowanych 400kW to dopiero początek drogi. Gdyby udało się z
> amienić na energię elektryczną np. 10% tej marnowanej energii, to można by ją w
> ykorzystać jako dodatkowy napęd, zmniejszając zużycie paliwa prawie o 30%. A to
> już gra warta świeczki.

Masa tego urządzenia wygląda na sporą jak na obecnie zyskiwane 200W czy hipotetyczne 1000W gdyby zbudować z tego jakiś szereg na długości wydechu, to i tak na razie nie wydaje się by miało to większy sens, poza zastąpieniem alternatora, drugie jaki byłby koszt tego urządzenia?

W sprawie poprawienia termodynamiki silników spalinowych, większy sens ma taki garażowy projekt jak wtrysk wody, który by w konsekwencji doprowadził np. do zmniejszenia 2x chłodnicy...

forum.vectraklub.pl/index.php/topic/107362-wtrysk-wody-do-diesla/
www.youtube.com/watch?v=hCRTF4b-sP4&feature=player_embedded

[stefan4]

czlowiek_z_marsa:
> Jak wykazały eksperymenty, przy mocy jego silnika wynoszącej 240 kW
> (czyli 326 KM), przez rurę wydechową tracone jest aż 200 - 250 kW. Co
> gorsza, mniej więcej tyle samo energii "ucieka" przez układ chłodzenia
> silnika.

Proszę o wyjaśnienie, jak silnik o mocy 240 kW może mieć 400 - 500 kW strat.

Nie jestem fizykiem, dlatego pytam.

- Stefan

[asteroida2]

> Proszę o wyjaśnienie, jak silnik o mocy 240 kW może mieć 400 - 500 kW strat.

Jeśli dobrze rozumiem, moc podawana przez producentów to jest moc efektywna, a nie zużywana. Czyli zużywa w postaci paliwa 700 kW, a napędza samochód z mocą 200 kW.

[czlowiek_z_marsa]

stefan4 napisał:

> czlowiek_z_marsa:
> > Jak wykazały eksperymenty, przy mocy jego silnika wynoszącej 240 kW
> > (czyli 326 KM), przez rurę wydechową tracone jest aż 200 - 250 kW.
> Co
> > gorsza, mniej więcej tyle samo energii "ucieka" przez układ chłodzenia
>
> > silnika.
>
> Proszę o wyjaśnienie, jak silnik o mocy 240 kW może mieć 400 - 500 kW strat.
>
> Nie jestem fizykiem, dlatego pytam.
>
> - Stefan

No ale chyba dość powszechnie wiadomo, że chodzi o straty ciepła/energii z 100% teoretycznej energii paliwa, czyli o sprawność silnika, straty energii przez chłodnicę o temperaturze 90-120°C, czy wydech w którym spaliny mają od 900°C w kolektorze wylotowym do 300°C w okolicach katalizatora, czyli owszem silnik ma 240KW ale spala np. 10 litrów paliwa zamiast 3 litrów, też przy 240KW gdyby jego sprawność zamiany energii była 100%, stąd sprawność w/w silnika 30-40%...

[mezark]

Ależ Panowie dane wasze pochodzą z połowy ubiegłego wieku. Dziś po pierwsze ilość ciepła oddawanego z układu chłodzenia zmalała drastycznie, tak że w niektórych samochodach osobowych nie wystarcza go do ogrania kabiny! Ciepło spalin jest wykorzystywane do napędu turbiny, co tez poprawia sprawność. Sam cykl spalania obywa się przy napełnieniu cylindra znacznie uboższą, warstwowo ułożoną mieszanką, a dodatkowo stosuję się recyrkulacje części spali. Rozwiązań jest wiele. Sprawność silników, zwłaszcza diesla znacznie poprawiła się od czasu owych 40%, wystarczy porównać ilość obrotów diesli z lat 50 i obecnych. Proponuje zapoznać się z literaturą dotyczącą termodynamiki silnika, a nie sięgać do nieaktualnych źródeł!

[petrucchio]

mezark napisała:

> Rozwiązań jest wiele. Sprawność silników, zwłaszcza diesla znacznie poprawiła się od czasu
> owych 40%, wystarczy porównać ilość obrotów diesli z lat 50 i obecnych. Proponuje
> zapoznać się z literaturą dotyczącą termodynamiki silnika, a nie sięgać do nieaktualnych
> źródeł!

Mówimy o silnikach benzynowych wewnętrznego spalania. Ich sprawność wynosi *maksymalnie* 37%, a w praktyce bliżej 20%. Teoretyczna sprawność diesla jest i zawsze była wyższa (40-50%, przy zastosowaniu rozmaitych usprawnień).

[asteroida2]

> Proponuje zapoznać się z literaturą dotyczącą termodynamiki silnika, a nie sięgać do
> nieaktualnych źródeł!

Bardzo chętnie. A możesz polecić jakieś opracowania dostępne w sieci?

[czlowiek_z_marsa]

mezark napisała:

> Ależ Panowie dane wasze pochodzą z połowy ubiegłego wieku. Dziś po pierwsze ilo
> ść ciepła oddawanego z układu chłodzenia zmalała drastycznie, tak że w niektóry
> ch samochodach osobowych nie wystarcza go do ogrania kabiny! Ciepło spalin jest
> wykorzystywane do napędu turbiny, co tez poprawia sprawność. Sam cykl spalania
> obywa się przy napełnieniu cylindra znacznie uboższą, warstwowo ułożoną miesza
> nką, a dodatkowo stosuję się recyrkulacje części spali. Rozwiązań jest wiele. S
> prawność silników, zwłaszcza diesla znacznie poprawiła się od czasu owych 40%,
> wystarczy porównać ilość obrotów diesli z lat 50 i obecnych. Proponuje zapoznać
> się z literaturą dotyczącą termodynamiki silnika, a nie sięgać do nieaktualnyc
> h źródeł!

No dobrze ale straty ciepła to dalej 50-60%, uzyskano te efekty przypadkiem bo chodziło o zwiększony stopień sprężenia powietrza tak by temperatura jego była na tyle duża by wtryskiwane paliwo ulegało samozapłonowi, czyli uboga mieszanka duży stosunek masowy powietrza do paliwa to efekt uboczny, a nie świadomego działania. Sprężanie powietrza wymaga pracy, zwiększanie stopnia sprężania poprzez dodatkowe sprężarki, powoduje wysilenie konstrukcji czyli powoduje wzrost awaryjności silników itd. Tu się już wiele nie osiągnie, czyli nie tędy droga.

Silnik w ogóle nie powinien mieć chłodnicy, a wręcz przeciwnie powinien być obudowany jakąś izolacją zatrzymującą ciepło w silniku, prawie cała energia powinna iść na pracę, gdyby dziś silniki miały 80-90% sprawność i paliły 1-2litry paliwa na 100km, można by powiedzieć, że poszliśmy z termodynamiką względem XIX wieku do przodu, a tak jest jakiś techniczny rytualizm.

Te garażowe silniki spalinowo-parowe są jakąś nadzieją na przełom, para wykonuje pracę jeszcze przy 200-300°C, a obecnie energia spalin nawet o 900°C, to już odpad.

[shymoons]

stefan4 napisał:

> czlowiek_z_marsa:
> > Jak wykazały eksperymenty, przy [b] mocy jego silnika wynoszącej 240 kW[/
> b]
> > (czyli 326 KM), przez rurę wydechową tracone jest aż 200 - 250 kW.
> Co
> > gorsza, mniej więcej tyle samo energii "ucieka" przez układ chłodzenia
> > silnika.
>
> Proszę o wyjaśnienie, jak silnik o mocy 240 kW może mieć 400 - 500 kW strat.
>
> Nie jestem fizykiem, dlatego pytam.
>
> - Stefan

też mnie to zdziwiło...
jakieś wyjaśnienie przez kumatych ?

szym

[stefan4]

stefan4:
> Proszę o wyjaśnienie, jak silnik o mocy 240 kW może mieć 400 - 500 kW strat.

shymoons:
> też mnie to zdziwiło...
> jakieś wyjaśnienie przez kumatych ?

Asteroida2 już wyjaśnił: moc 240 kW mierzona jest na wyjściu silnika; powiedzmy na wale korbowym. Silnik zużywa paliwa za 700 kW a produkuje użytecznej mocy tylko 240 kW.

- Stefan

dzięki. zrozumiałem już n/t

[shymoons]

"samochod" sprzed 7500 lat

[czlowiek_z_marsa]

przy okazji i by nie tworzyć nowego wątku



innemedium.pl/wiadomosc/w-turcji-odnaleziono-figurke-samochodu-sprzed-7500-lat

[asteroida2]

Czyli nas prześcignęli. Do tej pory najstarszy opis czterokołowego pojazdu pochodził z terenów w okolicach Krakowa, sprzed 5500 lat:
en.wikipedia.org/wiki/Bronocice_pot
Ale wiadomo że koło było już używane 4000 lat przed naszą erą w Mezopotamii, a czterokołowe pojazdy wydają się najbardziej logiczną konstrukcją.
en.wikipedia.org/wiki/File:Ur_chariot.jpg
Swoją drogą, kilka dni temu była na slashdocie interesująca dyskusja o tym, czemu koło wynaleziono tak późno. Wydaje się że samo koło mogło pojawić się o wiele wcześniej. Co innego piasta - ona wymaga już całkiem precyzyjnych narzędzi i być może była zbyt zaawansowanym wynalazkiem dla neolitycznych społeczeństw.
tech.slashdot.org/story/12/03/04/0412243/why-did-it-take-so-long-to-invent-the-wheel

[stefan4]

asteroida2:
> czterokołowe pojazdy wydają się najbardziej logiczną konstrukcją.

A nie dwukółki?

Najpierw ładujemy bagaż na konia; potem konstruujemy ,,nosze'' wleczone za koniem

potem kombinujemy, jak zmniejszyć zaczepianie się dolnych końców tych noszy o kamienie i chaszcze

[petrucchio]

stefan4 napisał:

> A nie dwukółki?

Czterokołowe wozy są o wiele starsze, niż rydwany. Te drugie, żeby dobrze spełniać swoje zadanie, wymagały wielu usprawnień i nowych wynalazków (lekka, ale wytrzymała konstrukcja, lekkie koła ze szprychami, udoskonalone osie i łożyskowanie). Myślę, że z punktu widzenia inżynierów z późnego neolitu i epoki brązu zaletami czterokołowego wozu były ładowność i niewywrotność. Dwukołowe wózki mogły jak najbardziej istnieć już w neolicie, ale trudno je nazwać rydwanami.

Użycie koła i wozu kołowego rozprzestrzeniło się tak szybko, że dziś trudno stwierdzić, gdzie dokonano tych wynalazków. Wizerunki "wozów z Bronocic" są tak schematyczne, że trudno mieć absolutną pewność, że przedstawiają pojazdy, ale również inne dowody na używanie kół w Europie Środkowej (np. koleiny zachowane pod kopcem ziemnym we Flintbek niedaleko Kilonii) nie ustępują wiekiem znaleziskom z Mezopotamii.

[czlowiek_z_marsa]

asteroida2 napisał:

> Czyli nas prześcignęli. Do tej pory najstarszy opis czterokołowego pojazdu poch
> odził z terenów w okolicach Krakowa, sprzed 5500 lat:
> en.wikipedia.org/wiki/Bronocice_pot

Bronocice to kultura pucharów lejkowych i jest starsza od kultury pucharów sznurowych i ją poprzedza, a widziałem datacje zabytków tej ostatniej kultury na 6000 lat temu, więc może to tylko problemy z kalibracją radiowęglowego datowania owych zabytków.

[petrucchio]

czlowiek_z_marsa napisał:

> Bronocice to kultura pucharów lejkowych i jest starsza od kultury pucharów sznu
> rowych

*Ceramiki sznurowej*, dla ścisłości.

> i ją poprzedza, a widziałem datacje zabytków tej ostatniej kultury na 60
> 00 lat temu, więc może to tylko problemy z kalibracją radiowęglowego datowania
> owych zabytków.

Kultura pucharów lejkowych rozwijała się mniej więcej między 6400 a 4800 lat temu (skalibrowane datowania radiowęglowe), ale ta warstwa stanowiska w Bronocicach, z której pochodzi waza z "wozami" (BR III) ma wiek radiowęglowy 2775+/-50 p.n.e. (po kalibracji 3635-3370 p.n.e., mediana: 3404 BC; Kruk

opactwo Sulejów 2140BC, 620AD, 980AD

[czlowiek_z_marsa]

petrucchio napisał:

> czlowiek_z_marsa napisał:
>
> > Bronocice to kultura pucharów lejkowych i jest starsza od kultury pucharó
> w sznu
> > rowych
>
> *Ceramiki sznurowej*, dla ścisłości.
>
> > i ją poprzedza, a widziałem datacje zabytków tej ostatniej kultury na 60
> > 00 lat temu, więc może to tylko problemy z kalibracją radiowęglowego dato
> wania
> > owych zabytków.
>
> Kultura pucharów lejkowych rozwijała się mniej więcej między 6400 a 4800 lat te
> mu (skalibrowane datowania radiowęglowe), ale ta warstwa stanowiska w Bronocica
> ch, z której pochodzi waza z "wozami" (BR III) ma wiek radiowęglowy 2775+/-50 p
> .n.e. (po kalibracji 3635-3370 p.n.e., mediana: 3404 BC; Kruk