"Вечный" двигатель второго рода Андреева

[rustot]

alvin80 в сообщении #933824 писал(а):

объём между поршнями свободно сообщается с окружающей средой. Надо было мне это указать. Вот так правильней.

тогда только за счет изменения суммарного объема и давления под поршнями пока не выровняется с атмосферным. ничем от единственного поршня не отличается.

[Xey]

alvin80 в сообщении #933824 писал(а):

Мембрана как раз и служит этой чёткой границей. А в большом отверстии невозможно установить такой чёткой границы между внутренними молекулами и внешними. Можно в такой же тонкой мембране установить большое отверстие и сказать, что это тоже чёткая граница. Но это не так. Через большой отверстие будет выходить поток газа, а это уже совсем другая история.

Хорошо, Вы и сами понимаете, что наномембрана нужна лишь для построения цепочки рассуждений (приводяшей к неправильному результату). Она лишь материализует условную границу между двумя емкостями. Мембрана не обязательно должна быть плоской , может быть произвольной поверхностью, с произвольным расположением отверстий.

Осталось сформулировать ошибку.

[alvin80]

rustot, вы не поняли. Пока нагреватель холодный все давления уравновешены и поршни неподвижны. Нагреваем нагреватель. Газ в нем расширяется. Давление внутри цилиндров становится избыточным. Давление внутри повышается одинаково, так как цилиндры сообщаются по трубе, соединяющую их. Внешнее давление в данном случае вообще ни при делах. Малый поршень вытесняет газ, который проходя по трубе через нагреватель нагревается и увеличивает свой объём. Это увеличение объёма газа поддерживает избыточное давление внутри цилиндров. $F = PS$. Давления в цилиндрах равны. Площадь большого поршня больше. И сила, действующая на него, тоже больше. Под действием этой силы поршни перемещаются влево до упора. Рабочий цикл Стирлинга.
Xey, форма мембраны - это не существенно. Сформулируйте ошибку.

[rustot]

я все прекрасно понял. поршень двигается так чтобы за счет изменения объема выровнять давление с внешним. одинарный поршень в одном цилиндре делает это ровно таким же образом и даже лучше, при той же площади ему не мешает второй меньший. к циклу стирлинга это не имеет ни малейшего отношения, там иногда делают два цилиндра, но совершенно по другому поводу

[Pyotr_]

Я применил модель, изложенную на стр. 58, к такту разрежения. В отличие от такта сжатия, где достаточно было рассмотреть только избыточные молекулы, что позволяло не учитывать наличие окружающего газа и рассматривать работу двигателя в вакууме, на стадии разрежения, т. е. когда мы оттягивает подвижную часть влево с постоянной скоростью, молекулы окружающего газа рассматривать необходимо, это относится и к молекулам, сталкивающимся с торцем подвижного поршня снаружи двигателя. Влияние разрежения моделируется предположением о поглощении молекул на торце неподвижного поршня с некоторой вероятностью, которая для простоты принята равной единице, но можно получить результаты для любого значения этой вероятности, на выводы о работоспособности двигателя это не повлияет. Итак, в единицу времени на поверхность мембраны из окружающего пространства падает N молекул, часть из них проникает внутрь двигателя, часть отражается наружу, проникшие внутрь молекулы сталкиваются с поверхностями подвижного и неподвижного поршней отражаясь, прилипая и т. д. Не загромождая пост деталями расчета, они аналогичны таковым для такта сжатия, приведем окончательные результаты:
1. Поток молекул на поверхность неподвижного поршня, он равен потоку молекул через отверстия мембраны = Ncs/(s+c-cs), для вычисления соответствующего потока импульса эту величину следует умножить на v.
2. Тяга двигателя = 2Nvs^2(1-c)/(s+c-cs).
Как и на такте сжатия тяга двигателя обращается в нуль либо при нулевой доле площади неподвижного поршня, либо при единичной пористости, т. е. по существу, при отсутствии мембраны. В остальных случаях тяга положительна, т. е. при оттягивании подвижной части двигателя влево, возникающая тяга препятствует этому движению. Таким образом и на такте сжатия и на такте разрежения двигатель реагирует на внешнее воздействие в полном соответствии с принципом Ле Шателье - Брауна (1884): "Если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия."

Ну и чтобы два раза не вставать, приведу свой пост с форума ПЕН:
"ВД не будет работать по одной простой причине - для газа Второе Начало фактически доказано Н-теоремой Больцмана, т. е. это не постулат, а установленный факт, справедливый одновременно с уравнением Больцмана, из которого как частный случай выводятся уравнения газовой динамики (Эйлера, Навье-Стокса, Барнетта и т. д.)."

Для себя я давно сформулировал ответ на вопрос о том, почему люди занимаются созданием Вечных Двигателей. Такие занятия - это не цель, и не хобби, это - диагноз!

[alvin80]

rustot в сообщении #933865 писал(а):

там иногда делают два цилиндра, но совершенно по другому поводу

Двигатели Стирлинга бывают и с одним цилиндром. Просто два цилиндра объединили в один. Но этом случае в этом одном цилиндре есть 2 поршня. Рабочий поршень и поршень-вытеснитель.

Цилиндр с мембраной из которого откачивается газ и внутри создаётся разрежение. Рис. А. Так как внутри разрежение, то снаружи в стенку и мембрану ударяется на N молекул больше. Для простоты будем иметь в виду только эти молекулы. В стенку ударяется N молекул. Пусть масса каждой молекулы 1. При ударе и отскоке молекулы на стенку действует изменение импульса молекулы 2mv. Суммарное изменение импульса, действующее на стенку от этих молекул 2Nv. В мембрану также ударяется N молекул. Проницаемость мембраны 0,5. 0,5N молекул попадают в мембрану и отскакивают. Изменение импульса от этих молекул Nv. 0,5 молекул попадают в отверстия мембраны и влетают внутрь. От каждой влетающей молекулы действует изменение импульса mv. Изменение импульса от влетающих молекул 0,5Nv. И суммарное изменение, действующее на цилиндр со стороны мембраны 1,5Nv. То есть, изменение импульса молекул, действующее на стенку больше на 0,5Nv. Это изменение импульса создаёт силу давления F. То есть, сила давления внешних молекул больше на стенку, чем на мембрану. Мембрана как бы уменьшает силу внешнего давления на неё. Но это только в случае разрежения внутри цилиндра. Так что двигают цилиндр в данном случае удары внешних молекул.
Цилиндр с поршнем. Рис. Б. Тут всё просто. При движении цилиндра влево, внутри создаётся разрежение, поэтому на торец цилиндра действует сила внешнего давления F1. Тут вопросов не должно возникнуть.
Объединим 2 цилиндра с мембраной с 1 цилиндром с поршнем таким образом, как на рис. В. Внутренние полости цилиндров соединяются. При движении объединённых цилиндров влево внутри всех 3-х цилиндров возникает разрежение. На цилиндры действуют две противоборствующие силы F и F1. При определённых условиях сила $F > F_1$. А условие это такое - суммарная проницаемость мембраны должна быть более чем в 2 раза больше площади поршня. Площадь торца равна площади поршня.

[rustot]

alvin80 в сообщении #934089 писал(а):

Двигатели Стирлинга бывают и с одним цилиндром. Просто два цилиндра объединили в один. Но этом случае в этом одном цилиндре есть 2 поршня. Рабочий поршень и поршень-вытеснитель.

Вот именно! А полным аналогом вашей версии является просто в лоб один поршень в одном цилиндре без ничего более. газ в цилиндре нагрели - поршень ушел в одну сторону, остудили - в другую. от того, что вы его разделили на два и заставили один мешать другому, а не помогать, лучше не стало.

Цикл стирлинга прост чрезвычайно, непонятно откуда вокруг него столько домыслов - сжать холодный газ, нагреть, разжать горячий, охладить. Соль всей хитрой механики заключается в том, чтобы НЕ сжимать холодный газ в горячем цилиндре в надежде что он мол за время сжатия все равно не успеет существенно нагреться и НЕ подпускать горячий газ к холодным стенкам до того как он максимально разожмется. Его в идеале нужно сжать в холодном месте, а потом уже сжатым перекачать в горячее. И наоборот разжимать до конца в горячем месте и уже потом перекачивать в холодное. дополнительная изюминка в рекуперации - чтобы по пути из холодной в горячую зону сжатый газ по пути нахаляву подогрелся рекуператором, который в свою очередь до этого нагрелся разжатым газом (охладив опять же нахаляву его), перекачиваемым через него из горячей зоны в холодную, таким образом в горячую и холодную зоны газ попадает не холодным и горячим, а в обе теплым. В простой одноцилиндровой реализации вытеснитель как раз и есть насос, перекачивающий сжатый газ в горячую часть цилиндра, а разреженный в холодную, по пути выполняя функцию рекуператора

[alvin80]

А что вам не нравиться? Нагрели рабочее тело - поршни двигаются в одну сторону. Охладили - поршни двигаются в другую сторону. Примерно, как у Стирлинга. Но это не важно. Важно, где взять на это необходимо тепло. Вокруг нас огромное количество энергии в виде тепла окружающей среды. Если температуру вод Мирового океана понизить на 1 градус, то этой энергии хватит на несколько сотен лет, при текущем уровне потребления энергии. А взять её нельзя. Ситуация, как у потерпевших кораблекрушение. Вокруг океан воды, а напиться невозможно. Допустим, внутри цилиндра содержится 200 $cm^3$ газа. В 1 $cm^3$ содержится $2,7\cdot10^{19}$ молекул. Общее количество молекул $5,4\cdot10^{21}$ молекул. Изменение импульса от одной молекулы mv. Цилиндр получает суммарное изменение импульса от всех вылетевших молекул $5,4\cdot10^{21}$mv. Масса молекулы азота $4,65\cdot10^{-26}$ кг. Скорость примерно 500 м/с. Изменение импульса от всех молекул 0,125 кгм/с. Допустим, цилиндры переместились до конца и вытеснили весь газ за 1 секунду. Тогда на цилиндры действует в течении секунды сила 0,125 кгм/$c^2$. 1 килограмм-сила равна 9,8 кгм/$c^2$. На цилиндры в течении 1 секунды будет действовать от вылетающих молекул сила 0,0127 кгс. Чтобы ВД работал, суммарное изменение импульса на торец должно быть меньше $5,4\cdot10^{21}$mv. При ударе молекулы изменение импульса 2mv. За 1 секунду в торец должно удариться молекул меньше $2,7\cdot10^{21}$ молекул. Допустим, $2,2\cdot10^{21}$ молекул. Суммарное изменение импульса от этих молекул 0,102 кгм/с. Сила, действующая на торец, в течении 1 секунды 0,0103 кгс. Сила от вылетающих молекул больше на 0,0024 кгс. Что и требовалось доказать. Силу 1 кгс создают примерно удары $2,25\cdot10^{23}$ молекул в 1 $cm^2$ стенки или мембраны. То есть, давление 1 кгс/$cm^2$. Избыточные удары $2,25\cdot10^{21}$ молекул создают избыточное давление 0,01 кгс/$cm^2$. Через мембрану должно вылетать $5,4\cdot10^{21}$ молекул в секунду. При избыточном давлении 0,01 кгс/ $cm^2$ через 1 $cm^2$ мембраны при пористости 0,5 будет вылетать $1,1\cdot10^{21}$ молекул. В этом случае площадь мембраны должна быть 5 $cm^2$. Площадь поршня 1 $cm^2$.

[rustot]

alvin80 в сообщении #934131 писал(а):

А что вам не нравиться? Нагрели рабочее тело - поршни двигаются в одну сторону. Охладили - поршни двигаются в другую сторону. Примерно, как у Стирлинга. Но это не важно.

абсолютно нет так. двигатель стирлинга - тепловой насос наоборот, переносит тепло из горячей области в холодную с совершением механической работы (впрочем и в качестве просто теплового насоса может работать). а в одном и том же месте то нагревать то охлаждать - вообще никакого отношения не имеет, даже отдаленного. неважно - так и не упоминайте больше стирлинга не к месту. ваша конструкция НИЧЕМ не отличается от единственного поршня в единственном цилиндре, который то охлаждают то нагревают, разбиение его на две мешающие друг другу половинки не привносит в конструкцию ничего

[alvin80]

Забудем про Стирлинга. Лучше попробуйте найти ошибку в расчётах.

[rustot]

а что там искать, реализацию двигателя если вам подарят демона максвелла в виде мембраны? тогда без всяких ошибок можно понаделать разнообразных двигателей. вы тщательно изучаете детали реализаций конструкций, требующих включения в них фантастического элемента

[alvin80]

"Не буду" - сказал один монах-учёный, когда Галилей предложил ему посмотреть в телескоп и убедиться, что он прав. В смысле Галилей.

[provincialka]

alvin80, так ведь на одного Галилея тысяча не-Галилеев. И без трубы. (в данном случае - без мембраны).

[rustot]

я не вижу смысла обсуждать какие то детали реализации трансмиссии машины, если у нее в двигателе предусмотрен черный ящик, нарушающий скажем третий закон ньютона. имеет смысл обсуждать только реализацию этого ящика, а не способы утилизировать его фантастические свойства.

представление газа в виде биллиардных шаров справедливо только до тех пор, пока это не сильно расходится с практикой. вы не можете кинематикой биллиардных шаров объяснить допустим почему воздух, проходя через маленькое отверстие с большим перепадом давления, охлаждается настолько, что сжижается. почему охлаждается, толкая поршень, можете, а почему охлаждается при дросселировании - нет. в чисто кинетической модели это вообще не затронет его температуру

если в вашей модели появляется какой то фантастический результат, не встречающиеся на практике, то вы должны в первую очередь задаться вопросом в чем ошибка модели или ее применения, а не вопросом почему от народа скрывают фантастические результаты которые просто обязаны проявиться

[ratay]

rustot: долго я читал это осуждение и все ждал, когда же кто-нибудь честно и откровенно скажет, что предлагаемая мембрана - тот же демон Максвелла. Слава Богу, дождался. А ТС и те, кто с ним, похоже, все ищут ферму, где этих демонов разводят?