TermoDinamikaiKorfolyamatok

Hõ => mechanikai átalakítás (gyakran elektromos energia a cél, máskor mozgás vagy gép hajtása) során használt ciklusokat érdemes összefoglalni.

A jobb hatásfokútól haladva a gyengébb felé. Feltüntetve a tipikus maximális hatásfokot is. Persze ez nem szentírás, kialakítás szerint jelentõs eltérések lehetnek.

A legtöbb egyébként nem igazi körfolyamat, pl. mert a meleg kipufogógáz elhagyja a rendszert, cserébe friss hideg levegőt szív be.

---

Ericsson ciklus, max 50..70%

jó hővisszanyerővel (rekuperációval), ahol a gáz az expanzió (amit lehet dugattyúval is, sőt FolyadékDugattyúsEricssonCiklus is, nem csak turbina) után ellenáramú hõcserélõvel elõmelegíti a fújt hideg levegõt egyébként 1791-1833-ig kialakult ez a gondolat, lásd Ericsson ciklus

Fõ alkalmazási terület lehet:

• NapKollektor
• LFTR: Thorium hasadás folyékony fluorid sókban Számos elõnye van az uránnal szemben, mint Wigner Jenõ is felismerte. Mai körülmények között a thórium-232 alkalmasabbnak tûnik atomerõmûvekhez, mint az urán. Kisebb, tisztább reaktorok, amiket nagyságrenddel hosszabb ideig tudunk ellátni (a földi készletek jóval nagyobbak).
• részletesen: AlacsonyNyomásviszonyúGázTurbina és GazGazHocserelo,

---

Kombinált ciklus: kb 60%

Brayton + Rankine

vagy

Ericsson + Rankine

lásd pl.: FaGázTurbina

---

Brayton ciklus, max 30..55%

GázTurbina (lásd még: CentrifugalKompresszor)

Jól kombinálható Rankin ciklussal (a turbina hulladékhõjével ellenáramú GazGazHocserelo-vel felforraljuk a folyadékot és túlhevítjük), minek során tipikusan max 60%-ig javul a hatásfok.

---

Diesel körfolyamat, max 25..54%

Széles körben ismert. Folyékony üzemanyagot nagy nyomáson, idõzítve kell az égéstérbe (az összenyomott levegõbe) juttatni. Hiába jó a hatásfoka, csak igen drága folyékony üzemanyaggal üzemel. Szilárd üzemanyaggal (pl szén, vagy faaprítékból előállított fagázzal) nem !

---

FaGázosító - hatásfok sok tényezőtől függ: hővisszanyerés, kátrányveszteség ill. magától az összeállítástól:

• Fagáz + szikragyújtás
• (Fagáz + szikragyújtás) + a kipufogóhővel hajtott Ericsson (esetleg ORC vagy Kalina)
• nyomásos Fagáz + expanzió + szikragyújtás + a kipufogóhő Ericsson (esetleg ORC vagy Kalina)

Ericsson ciklussal magasabb hatásfokot lehet elérni, ezzel viszont jelenlegi körülmények között (2010 EU vagy USA) kisebb fajlagos költséget, és lényegében polcról levehető motorokkal (pl kamionmotor).

20%-os rendszerhatásfok napraforgószár bemenettel messze gazdaságosabb, mint 50% rendszerhatásfok dízelolajjal (minthogy a dízel kb. 20-szor drágább a napraforgószárnál, kukoricaszárnál, faipari hulladéknál).

---

Rankine körfolyamat, max 28..38%

Folyadékot a kis térfogatáram miatt kis energiával (pl. tápszivattyúval, vagy szakaszos üzem esetén hõvel) nagy nyomásra szállítani tudunk. Aztán hõvel halmazállapotváltozást idézünk elõ, a folyadék felforr. Aztán a gázt túlhevítjük. GozTurbina - gőzturbinán vagy dugattyús GozGep -en expandáltatjuk. Végül környezeti hõcserével lekondenzáltatjuk a közeget, hogy újra folyadékot kapjunk.

Ezzel termelik az elektromos áram túlnyomó részét (>80%-át), beleértve az atom és hõerõmûvek többségét.

Hagyományosan víz a közeg, de 2258 kJ / kg látenshõje (nyomás függvényében ez változik) roppant magas, ezt az energiát nem tudjuk mechanikaivá alakítani (vagy elveszítjük, vagy melegvizes hulladékhõt kapunk).

• Más közeg sokkal alkalmasabb lehet. Pl. propán -bután (pb-gáz) kellõen nagy kiindulási nyomáson.
• Vagy ammónia ? AbszorpciosHutogep -pel kombinálva érdekes lehetõségeket rejt
• Alacsony hõmérsékletre is használható (alacsonyabb hatásfokkal), pl. Organic Rankine Cycle (ORC).
• szintén alacsony hõmérsékletre, felső T < 400C : amennyiben nemcsak fázisváltozás, hanem abszorpció is történik, Kalina ciklusnak hívják: ezt ammóniával az 1970-es években is tanították (a Veszprémi egyetemen vagy a BME-n ?), pl. tenger felszíne és mélye közötti T-t mint lehetséges energiát kiaknázva

Lásd még:

• GozKazan
• TeslaTurbina, FuVoka

---

Atkinson körfolyamat, max 25..40%

Az Ottóhoz hasonló, de kisebb a sûrítéskor a térfogatarány, mint az tágulás (expanzió) során. Más szóval nem olyan nagy az kipufogási nyomás (exhaust pressure), kevesebb energiát felejt a kipufogóban. Turbóhoz ezért nem jó (annak hatásfoka egyébként is alacsonyabb), de szívómotorokhoz kiváló.

---

Otto körfolyamat (itt "szikragyújtásos motor" értelemben, vagyis a dízelt nem beleértve - állítólag Gothenburg-ban beleértik), max 20..30%

Széles körben ismert. Folyékony vagy gáz üzemanyagot alacsony nyomáson a beszívott levegõhöz keverünk. Gyújtógyertyával meggyújtjuk. Pl.: GazMotor

Az égés energiájának kb 75%-a a kipufogón át távozik. A kipufogódob az az elmés szerkezet, ami az értékes mechanikai energiából kevéssé értékes hõt csinál.

Az egész belsõégésû motor azon alapkoncepció mentén született és fejlõdött, hogy olcsón rendelkezésre áll folyékony üzemanyag, ugyanakkor nagy fajlagos teljesítmény szükséges. Ma ezen feltételezések mellett is legalább autónként pár kW-ot turbinával kellene elõállítani (Ericsson vagy Rankine-al kombinált ciklus) - lásd FaGázTurbina

Ha a technikai lehetõségeink javulásához még azt is hozzávesszök, hogy a fosszilis üzemanyagra költött kiadások jelentõsen növekedtek, akkor pláne igaz, hogy a hõerõgépeket nem gázolajjal vagy a napraforgó magjával kell hajtani, hanem napraforgószárral.

---

 

 

 

---