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主题:无事乱说车 -- epimetheus

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家园 蒸汽机能复兴吗--3 -- 有补充

站在效率的角度,想要令等量的蒸汽输出最大的能量,首先就要尽量大的膨胀比例。

这个和现在发动机说的压缩比是相似的,排放标准越来越高,压缩比也在变得越来越高。做的更绝的是丰田双擎,压缩的时候是一个比例,燃气膨胀活塞做功的时候是个更大的比例、更长的冲程。做法是活塞在压缩冲程的时候,进气门理应是关闭的,但是这时关闭滞后了点,有些混合气被推回去了,这样就令压缩的冲程变短于膨胀冲程了。大众呢,同样的目的,但是进气门的动作变了一下,不是关闭滞后,而是关闭提前了,这样在进气冲程中,进气门被提前关闭无法吸气了,进气冲程最后的时候被憋了个负压。

照理说,大众这个似乎能说出更多的优点来。可惜印象里没有产品只有PPT。

第一,不将混合器推回到进气歧管,造成流场、压力的不优化。进气歧管中就是通过相互的影响,令冲进气缸的气流有着更好的动量,达到更好的等效进气压力的。要是把混合器往回推,事情就复杂了。

第二,进气冲程最后的负压阶段,在外力作用下强制令缸内气体膨胀,虽然要从曲轴上吸收能量,但是也在膨胀中从气缸壁、气缸头活塞顶等等地方吸收一点热能,这就有希望减少散热环节逸散的能量。

哎呀,严重的跑题现场

回头说蒸汽机,想要最大化的从一定量蒸汽中获取最大的能量,就意味着,第一,不能白白令蒸汽冷却了、能量散失了。要保温

哎呀又跑题了,应该划掉。保温需要记着,但是保温不是裹上棉被那么简单

蒸汽机,想要从一定量的蒸汽中获得最大的能量,就需要膨胀过程中,尽量多的能量通过活塞的压力变为机械功,做功膨胀之后的剩余蒸汽的能量尽量小。膨胀的过程,既是压力降低的过程,也是温度降低的过程。也就是说,活塞从上止点运动到下止点后,剩下的蒸汽温度压力都因为膨胀变得尽量小。(当然不能因为冷却变小,那叫损失、浪费)

不要那么复杂的,就看中学学习的那个式子,下面分母是温度T、上面分子是压力乘以体积,这表示了一定量的理想气体的“性质”,物质量一定,这个分数就是一个常量。

不考虑温度,压力和体积乘积一定,那么就形成了一个双曲线,那么活塞运动中,活塞上的压力是迅速下降变到一个小到没意思的程度的。活塞的压力转换到轮子的牵引力上,那牵引力就会是极不均匀的。搞笑的情境,可以想象汽车走起来一窜一窜的。窜倒也罢了,更可能是在牵引力极小的那个瞬间,在低速下,正好卡到小坑里了。

火车上的做法,就是传统做法,牺牲效率,增强牵引力。方法就是在活塞运动的过程中,一定时间里继续向气缸里充气。这样活塞冲程的一端时间里,压力几乎是常量,剩下的冲程里,体积变化倍率大大减小,那么压强的变化也大大减小。

可是,等到活塞做功的末端,剩余蒸汽的压力、温度都不低,排放了,效率就很难看了。这种效率不高的情况,一般是启动、重载、爬坡时候才会发生的。等到快速地跑起来,火车的充气程度是大大减小的,这时的效率就好看(一点点)了。快速高效奔驰的火车,在活塞、烟囱的地方是看不到白汽的。

土鳖坑铁牛

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