海子铁路网

 找回密码
 注册进站

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 6820|回复: 125

利用内燃机车冷却水开锅发电提高机车热效率以及功率可行吗

[复制链接]

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 14:22:17 |显示全部楼层
我记得上次发帖询问得知,我国内燃机车的热效率普遍在30%左右,在能源日益紧张的今天,实在让人感到揪心
那么能否利用柴油机冷却水,让他达到100℃开锅,产生高压蒸汽,进而帮助柴油机推动主发电机转动,从而使机车热效率提高到50%以上呢?在蒸汽流过主发后,设置冷凝管收集液态水,达到冷却水的循环利用(避免像蒸汽机车一样消耗大量水资源)
这样一来,原本1000转的效果现在可能7/800转就可以达到,而DF8B这样的机车1000转能到到4800KW以上的功率,岂不甚好?哈哈,不知可行否,反正核心思路是被冷却系统带走的热量白白耗散到大气中实在太可惜,应加以利用,如果可行,改造的费用相比其产生的巨大效益几乎可以忽略,但至今未见到此种机车,不知何解

24

主题

1

好友

1690

积分

普快

Rank: 3Rank: 3Rank: 3

发表于 2014-9-14 14:46:12 |显示全部楼层
唔 楼主应该去阅读一下熵也就是混乱度的理论,能量虽然是守恒的但是不额外做功时只能顺着混乱度增大的方向流动,如果要提高效率,只有改进柴油机的结构 外加东西是比较难办的(PS:有些日本机车有个蒸汽发生装置,有柴油机加热也有电热(电力机车)的,不过是供应车厢暖气的,供参考)

6

主题

0

好友

1951

积分

普快

Rank: 3Rank: 3Rank: 3

发表于 2014-9-14 15:20:00 |显示全部楼层
真是思路广欢乐多,就那点开水能干什么?稍微有点热机常识都能估算出来。

0

主题

1

好友

321

积分

临客

Rank: 1

发表于 2014-9-14 16:14:22 |显示全部楼层
讓排氣去燒開水更現實些,船上用了不少

160

主题

1

好友

7870

积分

特快

Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-9-14 16:52:40 |显示全部楼层
没那啥真那啥.exe啊
身为坛主,对违规帖子不闻不问,视而不见,在其位而不谋其政,一碗水端不平,不是称职的坛主。
海子网已死,有事烧报纸~

0

主题

0

好友

826

积分

普客

Rank: 2Rank: 2

发表于 2014-9-14 18:01:32 |显示全部楼层
100度的常压不够的。你要是把冷却水搞成了高温高压蒸汽,那……还要不要冷却功能了?

建议楼主温习一下大学低年级的《普通物理》课程。

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 19:15:44 |显示全部楼层
百川堂主 发表于 2014-9-14 14:46
唔 楼主应该去阅读一下熵也就是混乱度的理论,能量虽然是守恒的但是不额外做功时只能顺着混乱度增大的方向流 ...

我知道自然界的进程永远是朝着熵变大的方向,但是把蒸汽集中在管路里,迫使他流经发电机(因为有蒸汽压力),难道不行吗?

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 19:16:25 |显示全部楼层
aka 发表于 2014-9-14 15:20
真是思路广欢乐多,就那点开水能干什么?稍微有点热机常识都能估算出来。

为什么是那么点?搞一个蒸发器行不行?体积有问题?
我确实没有这方面的常识,您能否帮忙估算一下

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 19:20:22 |显示全部楼层
a5mg4n 发表于 2014-9-14 16:14
讓排氣去燒開水更現實些,船上用了不少

但是感觉和废气涡轮增压差不多,能量利用率太低了?
不过既然船上那么大地方都没搞,那看来是有问题的,不过目前不知道问题出在哪,蒸汽发生上?

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 19:22:20 |显示全部楼层
jsmbc980401 发表于 2014-9-14 16:52
没那啥真那啥.exe啊

嘿嘿,你不觉得你的发言是连屁都不如吗?你何必回帖呢?我要懂行还发帖询问干嘛?你觉得你有啥?一个狭隘的自以为是的傻帽儿而已——在我看来

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 19:25:05 |显示全部楼层
dreamjcworld 发表于 2014-9-14 18:01
100度的常压不够的。你要是把冷却水搞成了高温高压蒸汽,那……还要不要冷却功能了?

建议楼主温习一下大 ...

温度不一定是100,我就一说而已,毕竟不懂,我记得DF4D的高温冷却水可以达到98℃吧(不过他那个好像是加压的)?也不差这两度啊
还记得排气口的温度在好几百度的级别里,柴油机缸内温度只高不低吧?所以100度还是可以解决冷却的问题吧?
温习不现实,您要是能直接在这讲讲那不胜感谢

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 19:30:22 |显示全部楼层
百川堂主 发表于 2014-9-14 14:46
唔 楼主应该去阅读一下熵也就是混乱度的理论,能量虽然是守恒的但是不额外做功时只能顺着混乱度增大的方向流 ...

另问此蒸汽供暖,最后回收蒸汽不?不回收的话得专门弄个大水箱?

160

主题

1

好友

7870

积分

特快

Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-9-14 20:14:40 |显示全部楼层
有车迷曾给我指出来过,说我有一个毛病,就是“好为人师”。也有车迷看完你的帖子后说,虽然你这人没啥文化,但确实比较爱思考,这点我也确实挺佩服的。但你爱思考却并不等于你爱学习,恰恰相反,你很不爱学习,也很不爱听从他人的意见。要知道“遐想”和“瞎想”虽然一字之差,却是谬以千里。

既然你提出来这么一个帖子,我还是犯点儿毛病,给你谈谈我的观点,至于你能不能看进去,我就管不着了。
(后续的回帖内容不算短,容我时间编辑编辑)
身为坛主,对违规帖子不闻不问,视而不见,在其位而不谋其政,一碗水端不平,不是称职的坛主。
海子网已死,有事烧报纸~

35

主题

0

好友

5604

积分

特快

Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-9-14 20:20:16 来自手机 |显示全部楼层
本帖最后由 cooldogzby 于 2014-9-14 20:26 编辑

楼主的想法是六冲程发动机的工作原理吧,楼主可以自行查阅相关内容。
不过也建议楼主回顾一下热二定律的内容。

160

主题

1

好友

7870

积分

特快

Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-9-14 20:40:08 |显示全部楼层
你提出的方案,是利用发动机冷却水汽化成高压蒸汽,来产生动力,以达到充分利用能源的目的。既然如此,咱就先来看看蒸汽做功的工况。

水做功,目前常见的无非是这么几种:一是利用势能做功,比如水电站和潮汐电站;二是利用内能做功,比如高温高压水蒸气。而内能做功,又主要分两种:一是蒸汽机车这种用高温高压蒸汽直接推动活塞;二是蒸汽轮机这种利用高温高压蒸汽吹动汽轮做功。

你提出的方案里,显然是利用内能做功,且没有条件利用势能做功,故这里只讨论水的内能做功。如果只是热水,虽然其能量可能会很大,但只要是液态水,就不可能实现机械做功,而只能采用热传递方式,原因就在于液体是不可被压缩的,而热传递的效率又实在太低了。故如果想实现水内能做功,就必须使其汽化,用蒸汽做功。但水蒸汽(注意不是水蒸气,一字之差,含义完全不同)在常压状态下,温度最低也有100℃。而如果想做功,其必须要推动相关机械设备部件,而这必然会带来蒸汽的压缩,从而使其压强升高。故如果想利用水的内能做功,必须要求其为高温高压水蒸汽状态。

以上先分析了一下为什么要用高温高压水蒸汽才能做功,或许你之前已经明白其中原因,不过也别嫌罗嗦,因为后面的帖子里会用到前面的分析。

下面咱们再来看看发动机冷却水装置的工况。

会开车的朋友肯定都知道,汽车的冷却水工作状态是“常温常压”,并且一旦冷却水温度过高,达到100℃的话,就很容易对发动机造成损害,因为它已经不能实现“冷却”的效果了,这时候的情况就是通常所说的“开锅”。一旦出现这种情况,通常的解决办法都是立即停车熄火,更换冷却水,或者让冷却水先凉下来再继续开车。由此可知:冷却水不但工作在常温常压状态下,而且要求是温度越低越好,因为温度越低,冷却效果越好,对发动机的保护效果也越好。

由上述就可以看出来,水蒸汽做功,要求“高温高压”,而冷却水工作,则要求“低温常压”,二者工况完全不同,甚至南辕北辙。因此,你的设想虽然很理想,但却不现实。

或许你会说,我可以只用冷却水汽化出的蒸汽做功,然后让蒸汽冷却成低温水,再来冷却发动机,从而达到循环。这个听起来似乎可行,但首先你需要“有”水蒸汽,而产生水蒸汽的来源,就是冷却水。前面已经说了,冷却水温度接近100℃的时候,就已经对发动机的安全构成威胁了,更何况超过100℃了。而产生“高温高压”水蒸汽,则必须要求冷却水超过100℃,否则你就得提供额外能源来产生这个水蒸汽,这又有悖于你“充分利用能源”的初衷。故此,利用冷却水产生蒸汽做功,完全不可取。

最后再说明一点:冷却水的本职工作,就是冷却发动机,而并不是用来产生蒸汽做功的。你让冷却水去做它本职以外的工作,而这项份外工作还会损害到其本职工作,这是不是“越俎代庖”的行为呢?
身为坛主,对违规帖子不闻不问,视而不见,在其位而不谋其政,一碗水端不平,不是称职的坛主。
海子网已死,有事烧报纸~

62

主题

4

好友

5203

积分

特快

Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-9-14 20:55:10 |显示全部楼层
印象中如果柴油机把冷却水烧开了,那机器也该报废了,反正至少卡车的发动机是这样的,俗称“开锅”

0

主题

1

好友

321

积分

临客

Rank: 1

发表于 2014-9-14 21:00:39 |显示全部楼层
jsmbc980401 发表于 2014-9-14 20:40
你提出的方案,是利用发动机冷却水汽化成高压蒸汽,来产生动力,以达到充分利用能源的目的。既然如此,咱就 ...

在冷卻迴路中沸騰造成循環不暢才是汽車需要避免開鍋的原因
一兩百度對於發動機本身不是什麼大問題,氣冷發動機都沒事呢
而一些農用發動機就是利用冷卻水不斷蒸發來冷卻(汽缸外面有個巨大的水套自然蒸發,不會造成堵塞)
發動機冷卻水的溫度也不是越低越好,冷卻水溫太低代表漂沒了太多能量,只要不要讓發動機造成明顯損害的溫度就行

160

主题

1

好友

7870

积分

特快

Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-9-14 21:14:11 |显示全部楼层
a5mg4n 发表于 2014-9-14 21:00
在冷卻迴路中沸騰造成循環不暢才是汽車需要避免開鍋的原因
一兩百度對於發動機本身不是什麼大問題,氣冷 ...

嗯,说的有道理,不过气冷发动机虽然没有冷却水装置,但是却有散热片,而且气冷发动机本身的功率没有水冷发动机做的大,否则一旦气冷效率不够,发动机还是会过热造成损害。

另外,我确实没见过气冷发动机,但是我却见过气冷式机关枪,即大名鼎鼎的哈乞开司重机枪和ZB-26捷克式轻机枪。前者有相当多的散热片,后者虽没有那么壮观的散热片,却可以更换枪管以防止枪管过热。但对于发动机来说,咱总不能随时去更换发动机吧?

至于那些农用柴油机用的就是汽化来冷却,这也不假,而且我也见过,不过这些机器的功率都比较小,且冷却水补充也比较容易,随时可以补水。对于火车来说,这么做不现实,至多可以说明柴油机可以在冷却水沸腾的情况下还能工作,但却不能保证在“高温高压水蒸汽”情况下,整个系统还是安全的。
身为坛主,对违规帖子不闻不问,视而不见,在其位而不谋其政,一碗水端不平,不是称职的坛主。
海子网已死,有事烧报纸~

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 21:48:56 |显示全部楼层
jsmbc980401 发表于 2014-9-14 20:14
有车迷曾给我指出来过,说我有一个毛病,就是“好为人师”。也有车迷看完你的帖子后说,虽然你这人没啥文化 ...

呵呵,有意思,居然有人跟你提过我?咋就没人跟我提过你呢?
我一向不回避自己很多问题不懂,不懂至少我从不遮掩,也不会不懂装懂,但你没道理阻止我去分析我不懂的问题,对吧?否则只能说明你足够狭隘。至于谁有文化,我还真不好说,这年头只要你敢装,绷的够紧,就不乏有人会来相信你,甚至依赖你,无论论坛还是社会,都这样。但我从不会为了招揽追随者而装高深,对我来说没意义,呵呵
我自认为我虽然不爱学习,但别人能讲出道理我一定会听,否则我也不会发这么个帖子。如果你觉得我是那种辨输了也死不认账的人,那还真是不了解我,当然你可能还对空气动力学那个帖子记忆犹新,那个帖子太累了以至于我后来实在不想回了,最后我也基本弄清楚了问题,我确实还有认识不到位的地方,但北侠也对这个问题没啥深刻理解,基本就是现学现卖,至于你,更是照本宣科,没说出什么让我信服的东西来,不过那个帖子早已过去,我也无意再提,你怎么想,随你

251

主题

0

好友

1万

积分

动车

Rank: 10Rank: 10

发表于 2014-9-14 21:50:46 |显示全部楼层
cooldogzby 发表于 2014-9-14 20:20
楼主的想法是六冲程发动机的工作原理吧,楼主可以自行查阅相关内容。
不过也建议楼主回顾一下热二定律的内 ...

还望能明示我的想法有什么地方与热二定律相悖,,谢谢
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册进站

手机版|Archiver|海子铁路网 ( 京ICP证120035号 京公网安备11010702001036  

GMT+8, 2017-9-25 14:15

Powered by Discuz! X2.5

© 2001-2012 Comsenz Inc.

回顶部