Hogyan lehet javítani egy gőzgépnek a hatásfokán?

A ghőzgépet kb. 200 éve találták fel.

Azóta folyamatosan minden új lehetséges technológiát felhasználtak, nagyjából elérték a hatásfok felső határát.

Érdemben ugrásszerű fejlődés, már csak a nagyon rossz alaphatásfok miatt sem lesz, ha mégis valami, akkor összességében még mindig nagyon alacsony lenne.

Kb. mint a 100 évvel később született robbanó(belső égésű) motor, aminek helyből sokkal jobb volt a hatásfoka.

Azt is születésétől fejlesztették, rendkívül sok "újítás" született, van ami egy darabig eljutott, Wankel motor, kerámia dugattyús motor

hogy magasabb hőfokon járhasson, ami hatásfok növekedést jelentene, de csak kitérőnek mondhatók, nagyjából kimerültek a lehetőségek.

A carnot ciklus maximális hatásfokát, ami (Tm-Th)/Tm még csak megközelíteni se lehet, meghaladni meg fizikai képtelenség.

Tm munkaközeg hőmérséklete, legegyszerűbb esetben ez ugyebár 100 °C azaz 373 °K

Th a hideg közeg hőmérséklete, legegyszerűbb esetben a környezeti hőmérséklet ami legyen 20°C azaz 293 °K

Ezek alapján a termikus hatásfoka ezen gépnek: (373-293)/373 =21,4 %

És ez csak a termikus hatásfoka egy csak teoretikus szinten létező carnot gépnek, hol van még a mechanikai hatásfok, meg a valóságban is megvalósítható körfolyamatok?

Könnyen belátható, hogy borzasztó gyenge hatásfokú gépekről beszélhetünk.

Az is látható, hogy a termikus hatásfok elsősorban a meleg munkaközeg hőmérsékletének növelésével javítható, illetve a hideg és meleg közeg közti hőmérsékletkülönbség növelésével, de ez többnyire az előbbit jelenti.

Ez megvalósítható pl a nyomás növelésével, ekkor magasabb hőmérsékleten forr a víz, vagy más munkaközeg használatával.

Annyit még hozzátennék, hogy amennyiben a hulladékhőt valamire(pl fűtés) fel lehet használni, akkor az sokat javít az összhatékonyságon.

dugattyú anyagától és méreteitől is.

Igen is, nem is, de másképp..

Vagy 20 éve dobták be a japánok.

Az alap felállás: ugye a robbanómotorokat hűteni kell, mert anélkül tönkremenne, lásd elfolyt hűtőviz esete, besült motor. Ez sok hőt visz el, nyilván a hasznosítható munka, hatásfok kárára.

A hőmérséklet 100C környéki manapság.

Elvi megfontolások után tudható, ha nem 100C környékén tartom a motor hőmérsékletét, hanem feljebb tudok menni 20-30 fokkal, akkor javul a hatásfok.

Na ehhez kell mindent igazítani, hogy kibírja a magas(abb) hőmérsékleten futást.

Ez legjobban a dugattyút, hengert és még sok mást vesz igénybe, de az emlegetett japán fejlesztés, kísérlet ezzel kapcsolatban a dugattyút emlegette, ami valamiféle kerámia (értsd: hőállóbb) lenne, sok egyéb alkatrész társaságában.

Akkor talán nem hozott volna annyi hasznot, hogy további pénzt öltek volna a fejlesztésbe, így "elhalt".