Starożytność - Maszyna parowa w użyciu

[JASNY CELSTYN]

Stal wymusił rozwój technologiczny w 15 wiecznej Europie. Ekspansja gospodarcza państw hellenistycznych wczesniej czy później wprowadziłaby stal do produkcji. Paliwem ( przykład Anglii).

[Lu Tzy]

Stal wymusił rozwój technologiczny w 15 wiecznej Europie. i. Paliwem ( przykład Anglii).

Stal, to istniala i w starozytnosci. Tu chodzi o stal jakosci wystarczajacej do budowy sprawnego, wydajnego kotla. Osi. Kol zebatych. Narzedzi do produkcji tychze, np. tokarki.

Technologii odlewu etc.,etc.

Taka sie pojawia w koncu XVII w. w wyniku nader dlugotrwalego rozwoju metalurgii.

Zaryzykuje, ze przyspieszenie tempa od XV w. rozwoj ten zawdziecza pojawieniu sie broni palnej. Maszyna parowa, jak legion innych wynalazkow, to efekt uboczny wyscigu zbrojen.

Paliwo. O jaki przyklad Anglii Ci chodzi? Ze wycieli lasy na opal?

W epoce niemowlectwa maszyny parowej do wytopu i obrobki stali powszechnie juz uzywano koksu, technologie produkcji ktorego opracowano w XVII w.

Zreszta jesli nawet pozostac przy weglu drzewnym: gdzie, na terenie opanowanym przez hellenistyczne krolestwa, sa takie lasy, jak w Polnocnej i Wschodniej Europie?

Ekspansja gospodarcza państw hellenistycznych wczesniej czy później wprowadziłaby stal do produkcj

Gratuluje. Przewidujesz dwutysiacletnie rzady Seleukidow i spolki.

[JASNY CELSTYN]

*Przewiduje co najmniej 200 letnie rządy Seleukidów. Ekspansjonizm o takiej długości by wystarczył

*Drewno można by kupować za pośrednictwem Greków z nad m. czarnego lub Kolchidy.

*koks to wytwór 18 stulecia.

*Ja nie widzę związku między wytopem surówki a bronią palną w 15 wieku.

[Lu Tzy]

*Przewiduje co najmniej 200 letnie rządy Seleukidów. Ekspansjonizm o takiej długości by wystarczył

No patrz, a Rzymowi jakos nie starczylo troche wiecej wiekow ekspansywnej polityki...

Pomijasz okolo 2000 lat ciaglego rozwoju technologii. Tego nie da sie przeskoczyc.

Ile dzieli wynalezienie uzytecznej maszyny parowej do jej zastosowania w pojezdzie? To daje do myslenia, jak mniemam.

*Drewno można by kupować za pośrednictwem Greków z nad m. czarnego lub Kolchidy.

By mozna, ale jakos i w Europie nowozytnej opalem przemyslowym na takich odleglosciach przed upowszechnieniem pary w przemysle nie handlowano. Kraina bez wlasnych zasobow paliwa nie ma wiekszych szans na rozwoj przemyslu, czyniacy taki import oplacalnym.

*koks to wytwór 18 stulecia.

Hmm. Przysiagl bym, ze encyklopedia PWN w 13 tomach mowi co innego, ale nie mam pod reka...

*Ja nie widzę związku między wytopem surówki a bronią palną w 15 wieku.

To bardzo mi przykro. Radze sobie doczytac o zwiazku metalurgii ze sprzetem puszkarskim.

[JASNY CELSTYN]

Wypowiedz traci sarkazmem. i widze duze braki w tWej wiedzy.

[Lu Tzy]

Wypowiedz traci sarkazmem. i widze duze braki w tWej wiedzy.

Nie tyle traci, co ocieka .

Przyganial kociol garnkowi...

[Tomasz N]

Maszyna parowa wymaga słodkiej wody, będą ją wozić ?

[Lu Tzy]

Czlowieku, a skad slodka wode brano w Zjednoczonym Krolestwie????

To jest najmniejszy problem. Kazda rzeka go zalatwia.

Ty myslales, co, ze Grecy byki tak morscy, ze slona wode pili?

[chaemuaset]

Dokładnie - przy żegludze przybrzeżnej jest to żaden problem.

[Lu Tzy]

Dokładnie - przy żegludze przybrzeżnej jest to żaden problem.

A i w dalekomorskiej tez nie, jesli zrobic odpowiednio duze zbiorniki. Stalowe. Z walcowanej blachy.

W Rzymie????

W Aleksandrii???

[Tomasz N]

Zgadza się, ale przy niskiej sprawności takiej maszyny i upuście swobodnym do atmosfery są to ilości idące w dziesiątki ton dziennie.

[JASNY CELSTYN]

tak, na statkach brytyjskich doby Kapitana Cooka, były zbiorniki na wodę z walcowanej stali. no poprostu żalaosne. Tak samo jak możliwości analitycznego myślenia co po niektórych.

Jak nie mam siły i ochoty wyjaśniać tego co dla inteligentnych jasne. Kolega chaemuaset mysle ma i cierpliwość i wiedzę i ochotę aby okazać to co dla większośći zrozumiałe.

[Tomasz N]

Galera o 100 wioślarzach z żaglem.

-----------------------------------------------

Moc zastępcza 1 mężczyzny - 0,2 kW

Sprawność napędu (ruch powrotny wioseł, tarcie w dulkach, opór wiatru na wiosłach) - przyjmujemy 60 %

Moc napędowa: 100 x 0,2 x 60 % = 12 kW

Zapotrzebowanie na energię:

Przyjmujemy wyżywienie wioślarzy na poziomie obecnych olimpijczyków czyli 7000 kcal/ dobę i 6 l wody do picia.

Przy średniej kaloryczności pokarmu 3 500 kcal/ kg daje to:

7000 / 3500 = 2 kg pokarmu na dobę

Przyjmujemy, że warzywka i frutti di mare to drugie tyle (bądź co bądź kuchnia śródziemnomorska), czyli:

2 + 2 = 4 kg pokarmu na dobę

z wodą:

4 + 6 = 10 kg na dobę.

Na 100 wioślarzy:

100 x 10 = 1000 kg = 1 t

Czyli galera o 100 wioślarzach ma 1 t zużycia „masy napędowej” na dobę

=================================================================

Alternatywny napęd parowy – turbina reakcyjna Herona

--------------------------------------------------------------------

Sprawność układu ( zdolność przetwarzania energii cieplnej w mechaniczną)

Temperatura pary na kotle: - max 110 st. C. (więcej nie wycisną)

Temperatura pary po wyjściu z turbiny: 100 st. C.

Maksymalna możliwa sprawność układu napędowego (w cyklu Carnota):

(110 – 100) / (100+273) = 0,0268 = 2,68 %

Przyjmując cykl realny i straty w przetwarzaniu na napędową na poziomie min 60 % łącznie, sprawność układu wynosi:

(100 %- 60 %) x 2,68 % = ok. 1 %

(Z góry mówię, że jest to kilka razy zawyżone, pół czy ćwierć procenta byłoby realniejsze.)

Moc mechaniczna napędu (jak dla galery o stu wioślarzach) - 12 kW

Moc cieplna napędu:

12 kW / 1 % = 1200 kW = 1,2 MW

(dla porównania domek jednorodzinny ok. 24 kW)

Zapotrzebowanie na paliwo:

przyjmujemy drewno o kaloryczności 12 MJ/kg

1,2 MW / 12 MJ/kg = 0,1 kg/s

Na godzinę: 3600 x 0,1 = 360 kg

Na dobę (pływano tylko za dnia, więc 12 h):

360 x 12 = 4 320 kg = 4,32 t

Przyjmując drugie tyle wody słodkiej do kotła:

mamy 8,6 t zużycia „masy napędowej” na dobę

-----------------------------------------------------

Wnioski:

1. Niewolnicy byli (dużo) ekonomiczniejsi.

2. 4,3 t drewna to jakieś 10 kubików na dobę. Miesięcznie statek wypalałby drzewo z hektara gęstego lasu. Brak lasów wokół Morza Śródziemnego wskazuje na to, że jakiś inteligent już wtedy taki statek parowy wymyślił.

Jako zadanie pomocnicze proponuję rozważenie umieszczenia kotła o otwartym palenisku o mocy 1 megawata na stateczku drewnianym o 300 BRT (współczesny kociołek na węgiel do domku jednorodzinnego ma moc 24 kW i waży jakieś 250 kg).

[Lu Tzy]

tak, na statkach brytyjskich doby Kapitana Cooka, były zbiorniki na wodę z walcowanej stali. no poprostu żalaosne. Tak samo jak możliwości analitycznego myślenia co po niektórych.

Jak nie mam siły i ochoty wyjaśniać tego co dla inteligentnych jasne. Kolega chaemuaset mysle ma i cierpliwość i wiedzę i ochotę aby okazać to co dla większośći zrozumiałe.

Z litosci pomijam chamstwo tej wypowiedzi.

Na statkach epoki Cooka nie bylo maszyn parowych.

Reszte zgrabnie bardzo zalatwil przedmowca.

[Tomasz N]

By uświadomić jak postęp w dziedzinie metalurgii, umiejętność wytwarzania kotłów zamkniętych o dużej powierzchni grzewczej oraz wprowadzenie przegrzewacza pary wpłynęło na zużycie paliwa i moc kotłów powtórzyłem obliczenia dla wyższych temperatur (i ciśnień) oraz paliw. Nie można tego traktować jako jakiegoś rozwiązania rzeczywistego.

w pierwszym przypadku podwoiłem temperaturę na wyjściu( w st Celsjusza) w drugim wprowadziłem przegrzewacz pary, a jako paliwo węgiel.

Alternatywny napęd parowy – maszyna parowa tłokowa z kotłem z płomieniówkami na drewno

-------------------------------------------------------------------------------------------------

Sprawność układu ( zdolność przetwarzania energii cieplnej w mechaniczną)

Temperatura pary na kotle: 220 st. C.

Temperatura pary po wyjściu z silnika: 100 st. C.

Maksymalna możliwa sprawność układu napędowego (w cyklu Carnota):

(220 – 100) / (220+273) = 0,243 = 24,3 %

Przyjmując cykl realny i straty w przetwarzaniu na napędową na poziomie min 60 % łącznie, sprawność układu wynosi:

(100 %- 60 %) x 24,3 % = 10 %

Moc mechaniczna napędu (jak dla galery o stu wioślarzach) - 12 kW

Moc cieplna napędu:

12 kW / 10 % = 120 kW

Zapotrzebowanie na paliwo:

przyjmujemy drewno o kaloryczności 12 MJ/kg

0,120 MW / 12 MJ/kg = 0,010 kg/s

Na godzinę: 3600 x 0,010 = 36 kg

Na dobę (pływano tylko za dnia, więc 12 h):

36 x 12 = 432 kg

Przyjmując drugie tyle wody słodkiej do kotła:

mamy ok. 0,860 t zużycia „masy napędowej” na dobę

------------------------------------------------------------------

Alternatywny napęd parowy – maszyna parowa tłokowa z kotłem z płomieniówkami i przegrzewaczem pary na węgiel

-------------------------------------------------------

Sprawność układu ( zdolność przetwarzania energii cieplnej w mechaniczną)

Temperatura pary na wyjściu z przegrzewacza: 400 st. C.

Temperatura pary po wyjściu z maszyny: 120 st. C.

Maksymalna możliwa sprawność układu napędowego (w cyklu Carnota):

(400–120)/(400+273) = 0,416 = 41,6 %

Przyjmując cykl realny i straty w przetwarzaniu na napędową na poziomie min 60 % łącznie, sprawność układu wynosi:

(100 %- 60 %) x 41,6 % = 16,6 %

Moc mechaniczna napędu - 12 kW

Moc cieplna napędu:

12 kW / 16,6 % = 72 kW

Zapotrzebowanie na paliwo:

przyjmujemy węgiel o kaloryczności 25 MJ/kg

0,072 MW / 25 MJ/kg = 0,00288 kg/s

Na godzinę: 3600 x 0,006 = 10,4 kg

Na dobę (pływano tylko za dnia, więc 12 h):

10,4 x 12 = 124 kg

Przyjmując drugie tyle wody słodkiej do kotła:

mamy ok. 0,25 t zużycia „masy napędowej” na dobę

--------------------------------------------------------------

Jak widać:

Moce kotłów są już realne rzędu 100 kW, a zapotrzebowanie na moc napędową jest poniżej tony a nawet rzędu ćwierci tony dla węgla