Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Энергоэффективность электронагревательных приборов
Диалог специалистов АВОК > ОБЩИЙ ФОРУМ > Мусорка
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
KGP1
Цитата(poludenny @ 29.9.2014, 17:31) *
А в тепловой цепи на термосопротивлении преобразования энергии не происходит.
Поток тепловой мощности - это эквивалент тока I в электрической цепи. На тепловом сопротивлении происходит падение температуры, но произведение падения температуры на поток мощности бессмысленная величина.

Конечно не происходит. Просто энергия идет на изменение внутренней энергии термосопротивления, вызывая снижение теплового потока (тока) в цепи теплопередачи.
poludenny
Цитата(KGP1 @ 30.9.2014, 8:41) *
Ваша заблуждение в том, что считаете систему закрытой и что преобразованная в тепловую энергия вся находится в помещении и никуда не исчезла. Увы, но это не так и доказательств этого в теме достаточно.


Я считаю? Нигде такого я не говорил. Закрытые системы лишь приводились как примеры.

Цитата(KGP1 @ 30.9.2014, 8:45) *
В рассматриваемой теме система открытая, а поддержание требуемой температуры воздуха в помещении, при изменяющихся внешних и внутренних условий, требует другой модели.


Я ведь раньше приводил электрическую модель, которая описывают всю данную систему, незамкнутую. Из неё кстати явно вытекает равенство теплового потока через нагреватель в помещение и в окружающую среду.

Цитата(KGP1 @ 30.9.2014, 8:22) *
Конечно не происходит. Просто энергия идет на изменение внутренней энергии термосопротивления, вызывая снижение теплового потока (тока) в цепи теплопередачи.


Примеры с изолированными системами были показаны для того, что бы было ясно, что для нагрева тела достаточно порции энергии, далее тело постоянно находится при данной температуре. Если же тело остывает, как в реальных системах, то оно отдаёт свою внутреннюю энергию окружению. А далее, сколько тело отдало, столько оно и получает от источника. Т.е. все что источник дал идёт в окружение.
KGP1
Цитата(poludenny @ 30.9.2014, 9:45) *
Я считаю? Нигде такого я не говорил. Закрытые системы лишь приводились как примеры.

Тогда откуда выводы о 100% КПД электронагревателей для отопления помещений? Может на основании этих примеров?
poludenny
Цитата(KGP1 @ 30.9.2014, 8:49) *
Тогда откуда выводы о 100% КПД электронагревателей для отопления помещений? Может на основании этих примеров?


Ну вы же сами написали, что тепловая энергия не преобразовывается, а идет на изменение внутренней энергии.

Про то что не преобразовывается это верно, а то что идет на изменение внутренней энергии - верно частично.
Много раз и я и другие писали, что на изменение внутренней энергии тепловой поток тратится только при переходном процессе. В равновесном режиме не тратится. Это видно из ранее опубликованной эл. схемы.

Для чего нужно непрерывно изменять внутреннюю энергию нагревателя? Потому что он остывает? А почему он остывает? Потому что тепло отдает окружению. Т.е. что получает, то и отдаёт.

У меня больше нет примеров и слов описания, все что можно было, я привел.

Позже выложу графики процесса.

KGP1
Цитата(poludenny @ 30.9.2014, 9:55) *
Для чего нужно непрерывно изменять внутреннюю энергию нагревателя? Потому что он остывает? А почему он остывает? Потому что тепло отдает окружению. Т.е. что получает, то и отдаёт.

Это и есть тепловой поток, мощность которого снижается после внесения термосопротивления, закутайте нагреватель одеялом, комнату до нужной температуры не нагреешь нагревателем прежней мощности, сколько не грей потому, что сниженный тепловой поток не обеспечит передачу тепловой энергии воздуху комнаты. Похоже переходный режим в этих условиях может затянуться надолго. Как этот пример объяснить вашей теорией. Мощность нагревателя та же, температура нагр.элемента выше, а в комнате холоднее.

Цитата(Animal @ 30.9.2014, 9:59) *
У себя лизни, маразматик хренов.

Animal - он и в африке Animal
and
Цитата(KGP1 @ 30.9.2014, 10:47) *
закутайте нагреватель одеялом, комнату до нужной температуры не нагреешь нагревателем прежней мощности, сколько не грей потому, что сниженный тепловой поток не обеспечит передачу тепловой энергии воздуху комнаты.

Уважаемый KGP1
Посмотрите пожалуйста ещё раз на водяную модель.
Если вы закутаете обогреватель (увеличите тепловое сопротивление корпуса), то в нагревателе начнёт накапливаться тепловая энергия (больше втекает, чем вытекает). Рост тепловой энергии ведёт к росту температуры нагревателя (уровню воды в правом отсеке рисунка).
При увеличении уровня воды (температуры) вырастет разница температур на термосопротивлении корпуса, и тепловой поток через корпус обогревателя станет расти. Когда тепловой поток через корпус сравняется с поступлением тепла от нагревателя (воды в правый отсек), рост температуры нагревателя (уровня воды) прекратиться. Процесс вновь станет постоянным. Поток через корпус вновь, как и до закутывания, станет равным мощности нагревателя, но при более высокой температуре нагревателя. Теплопоток от нагревателя в комнату будет такой же, как и до закутывания.
Закутав обогреватель вы внесли возмущение и инициировали переходной процесс, но после его окончания система пришла к тем же параметрам теплового потока в комнату, как и до возмущения.
poludenny
Модель, немного усовершенствованная, нагреватель разделен на ТЭН и корпус. Это называется одномассовая модель, без учета градиентов температур по объему.

Из неё видны все тепловые потоки при переходном и в установившемся режиме.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

KGP1
Цитата(and @ 30.9.2014, 11:24) *
Уважаемый KGP1
Посмотрите пожалуйста ещё раз на водяную модель.
Если вы закутаете обогреватель (увеличите тепловое сопротивление корпуса), то в нагревателе начнёт накапливаться тепловая энергия (больше втекает, чем вытекает). Рост тепловой энергии ведёт к росту температуры нагревателя (уровню воды в правом отсеке рисунка).
При увеличении уровня воды (температуры) вырастет разница температур на термосопротивлении корпуса, и тепловой поток через корпус обогревателя станет расти. Когда тепловой поток через корпус сравняется с поступлением тепла от нагревателя (воды в правый отсек), рост температуры нагревателя (уровня воды) прекратиться. Процесс вновь станет постоянным. Поток через корпус вновь, как и до закутывания, станет равным мощности нагревателя, но при более высокой температуре нагревателя. Теплопоток от нагревателя в комнату будет такой же, как и до закутывания.
Закутав обогреватель вы внесли возмущение и инициировали переходной процесс, но после его окончания система пришла к тем же параметрам теплового потока в комнату, как и до возмущения.

Уважаемый, and1 Из изложенного следует, что жилые дома могут отапливаться и при закрытых одеялами ОП, а лишнее тепло(Тобратки возрастет) вернуть на котельную, которая сэкономит массу топлива. "И овцы целы и волки сыты"(С). Круто, однако.
Если обратите внимание на электрический аналог теплопередаче, то внесенное в нее дополнительное сопротивление приведет к снижению тока/мощности теплового потока. Увеличение температуры нагр. элемента указывает на увеличение его внутренней энергии, которая не может передаться в комнату из-за снижения мощности теплового потока. В следствии термодинамического процесса преобразованная из э/э т/э перераспределяется между элементами схемы. Увеличение теплового потока до прежнего уровня возможно только при увеличении мощности теплоисточника.
and
Цитата(KGP1 @ 30.9.2014, 12:45) *
Уважаемый, and1 Из изложенного следует, что жилые дома могут отапливаться и при закрытых одеялами ОП, а лишнее тепло(Тобратки возрастет) вернуть на котельную, которая сэкономит массу топлива. "И овцы целы и волки сыты"(С). Круто, однако.

Уважаемый KGP1.
Во-первых давайте разберёмся до конца с электрообогревателем, а уже потом будем отползать на резервный рубеж парового отопления. Не нужно пытаться по ходу дискуссии сменить объект обсуждения.
Теплоотдача электронагревателя не зависит от температуры окружающего воздуха, и нет у него никакой обратки. Вам всё равно придётся указать то секретное место в обогревателе, где накапливается полученная от нагревателя, но не переданная в комнату тепловая энергия. Далее вам предложать оценить количество этой накопленной тепловой энергии в конце хотя бы недели работы (как произведение разницы входного и выходного тепловых потоков на время наблюдения). Потом предложат оценить температуру нагревателя исходя из накопленной тепловой энергии,массы и теплоёмкости нагревателя.
Думаю, к концу недели, у вас в квартире сверхновая вспыхнет.

Цитата(poludenny @ 30.9.2014, 12:09) *

Преклоняюсь перед вашим терпением. С исчезновением мельниц не исчезли Дон-Кихоты.
poludenny
Цитата(KGP1 @ 30.9.2014, 11:45) *
Уважаемый, and1 Из изложенного следует, что жилые дома могут отапливаться и при закрытых одеялами ОП, а лишнее тепло(Тобратки возрастет) вернуть на котельную, которая сэкономит массу топлива. "И овцы целы и волки сыты"(С). Круто, однако.
Если обратите внимание на электрический аналог теплопередаче, то внесенное в нее дополнительное сопротивление приведет к снижению тока/мощности теплового потока.


различия между центральным отоплением и электрическим уже ж выяснили
см. пост №187

Цитата(and @ 30.9.2014, 12:30) *
давайте разберёмся до конца с электрообогревателем, а уже потом будем отползать на резервный рубеж парового отопления. Не нужно пытаться по ходу дискуссии сменить объект обсуждения.


плюсую)
KGP1
Цитата(and @ 30.9.2014, 13:30) *
Теплоотдача электронагревателя не зависит от температуры окружающего воздуха, и нет у него никакой обратки.

Оригинально.
KGP1
Цитата(poludenny @ 30.9.2014, 12:09) *
Модель, немного усовершенствованная, нагреватель разделен на ТЭН и корпус. Это называется одномассовая модель, без учета градиентов температур по объему.


Нажмите для просмотра прикрепленного файла

И это доказательство 100% КПД электронагревателя?
Как изменятся графики, если нагреватель вкл. закрытым теплоизолятором?
poludenny
Цитата(KGP1 @ 30.9.2014, 15:26) *
И это доказательство 100% КПД электронагревателя?
Как изменятся графики, если нагреватель вкл. закрытым теплоизолятором?


1) Нагреватель идеально закрытый изоляцией:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

ТЭН и корпус нагревателя линейно нагреваются до 1600 градусов)), пока нагреватель не отключается от сети. После чего Температуры ТЭНа и корпуса сравниваются и остаются неизменными.
Весь тепловой поток направлен внутрь самого нагревателя, тепловой поток в помещение отсутсвует.
В реалности нагреватель естественно сгорит.

2) Нагреватель имеет тепловое сопротивление в 5 раз большее, чем в первоначальном примере:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Оранжевым выделен фрагмент установившегося процесса, где тепловые потоки нагреватель - помещение, помещение - окруж. среда равны и равны мощности нагревателя.
Температура комнаты так же достигает 20 градусов. Температура поверхности нагревателя достигает 250 градусов, ТЭН еще горячее.

P.S. Всё как по учебнику.

tiptop
Цитата(poludenny @ 30.9.2014, 18:09) *

P.S. Всё как по учебнику.


Да, кстати, лучше бы подобрали какую-нибудь цитату из школьного учебника. bestbook.gif

Сдаётся мне, что Ваши примеры мало что значат для KGP1. wink.gif
KGP1
Цитата(poludenny @ 30.9.2014, 18:09) *
ТЭН и корпус нагревателя линейно нагреваются до 1600 градусов)), пока нагреватель не отключается от сети. После чего Температуры ТЭНа и корпуса сравниваются и остаются неизменными.
Весь тепловой поток направлен внутрь самого нагревателя, тепловой поток в помещение отсутсвует.
В реалности нагреватель естественно сгорит.

2) Нагреватель имеет тепловое сопротивление в 5 раз большее, чем в первоначальном примере:

Оранжевым выделен фрагмент установившегося процесса, где тепловые потоки нагреватель - помещение, помещение - окруж. среда равны и равны мощности нагревателя.
Температура комнаты так же достигает 20 градусов. Температура поверхности нагревателя достигает 250 градусов, ТЭН еще горячее.

P.S. Всё как по учебнику.

По какой теме учебника?
Ваши графики не отображают изменение теплового потока при изменении теплопроводности в цепи теплопередачи.
На графике(видимо намерено) отсутствуют темп. поверхности на границах воздуха помещения. Объясните, почему при увеличении теплосопротивления в цепи теплопередачи, при той же подводимой мощности время нагрева воздуха до той же температуры одинаково? Это противоречит приведенной выше схеме. При увеличении термосопротивления мощность теплового потока снижается, а у Вас одинаковая. Где на графиках можно определить затраты энергии на преодоление сопротивления материалов теплопередаче? Падение температуры на элементах цепи при теплопередаче указывают на потери энергии.
Р.S. отдельные фрагменты графиков отображают лишь наличие теплоемкости, но не характеризуют процесс теплопередачи.

Цитата(tiptop @ 30.9.2014, 18:23) *
Да, кстати, лучше бы подобрали какую-нибудь цитату из школьного учебника. bestbook.gif

Сдаётся мне, что Ваши примеры мало что значат для KGP1. wink.gif

tiptop, а Вы похоже согласны, что закрытый одеялом нагреватель нагреет комнату за то же время, что и открытый. Поскольку по Вашему, КПД нагревателя = 100% и энергия никуда не исчезает, кроме комнаты.
tiptop
Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 9:47) *
Падение температуры на элементах цепи при теплопередаче указывают на потери энергии.

Если речь идёт о корпусе электронагревателя, то эта энергия рассеется в отапливаемой комнате после его выключения. Это не "потери"!
bang.gif
KGP1
При чем здесь корпус. Вы, как и многие другие уходят от прямых вопросов по теме, что препятствует рассмотрение ее по существу. Ответьте, если сможете обоснованно на последний вопрос.
poludenny
Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 8:55) *
Ваши графики не отображают изменение теплового потока при изменении теплопроводности в цепи теплопередачи.


Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 8:55) *
При увеличении термосопротивления мощность теплового потока снижается, а у Вас одинаковая.


Не отображают. Потому что тепловой поток не зависит в данном случает от теплопроводности / теплового сопротивления! Что все и пытаются вам объяснить.

Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 8:55) *
На графике(видимо намерено) отсутствуют темп. поверхности на границах воздуха помещения.


Не понял что имеется в виду. На графиках показана обобщенная температура отдельных элементов. Распределения температуры по объему нет конечно, это уже мат. аппарат должен быть на 2 порядка сложнее. Но это на тему никак не влияет.

Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 8:55) *
Объясните, почему при увеличении теплосопротивления в цепи теплопередачи, при той же подводимой мощности время нагрева воздуха до той же температуры одинаково? Это противоречит приведенной выше схеме.


Почему? Разное время. Посмотрите внимательней на график нагрева воздуха, время увеличивается. Я даже увеличил время работы нагревателя, потому что не успевал процесс выйти на стабилизацию. Там масштаб оси Х разный.


Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 8:55) *
Где на графиках можно определить затраты энергии на преодоление сопротивления материалов теплопередаче?


Энергия на преодоление сопротивления материалов теплопередаче не затрачивается! Что и демонстрирую данные графики.

Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 8:55) *
Падение температуры на элементах цепи при теплопередаче указывают на потери энергии.


Падение температуры - это градиент температуры. Градиент говорит о том, что процесс находится в динамике и происходит передача теплового потока. Если убрать источник энергии, то динамический процесс перейдет в статический, переходной процесс пройдет, вся тепловая энергия равномерно распределится по объему и градиент температуры исчезнет. Но потери тепловой энергии не происходит, она просто распределяется вся по системе равномерно.





Обратите особое внимание, в схеме источник мощности I1 - это источник тока!
KGP1
Ваша выводы противоречат закону Фурье https://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%E5%EF%EB%...%ED%EE%F1%F2%FC
Машинист
Все ваши выводы противоречат закону сохранения энергии, господа, я вас поздравляю.
Обмотанный одеялом нагреватель одинаково нагрел комнату за час, с таким же нагревателем в сравнении, но голым! Эврика! Все побежали обматывать радиаторы и конвекторы одеялами, в надежде сэкономить на отоплении.
Приедьте в середине морозного января в свой загородный дом, после недели-двух отсутствия и при отключенных системах отопления.
Поставьте в одной комнате нагреватель, и в другой комнате нагреватель. Одинаковые. Включите. В другой комнате замотайте его одеялом. И через час я с удовольствием с вами поговорю за чашечкой чая об энергоэффективности обмотанного одеялом нагревателя... НО только в первой комнате, если вы не возражаете)))))

Электроотопление - это буржуйство и должно применяться как крайняя мера в случаях, когда другие виды отопления невозможны.
tiptop
Цитата(Машинист @ 1.10.2014, 12:36) *
Все ваши выводы противоречат закону сохранения энергии, господа


А закону Фурье?

Доктор, о каких это параферналиях Вы говорите? blink.gif
Машинист
Цитата(tiptop @ 1.10.2014, 12:50) *
А закону Фурье?

Доктор, о каких это параферналиях Вы говорите? blink.gif

Я не доктор, а инженер. И обматывание электронагревателей одеялами в качестве меры повышения их энергоэффективности, кхм, не рассматриваю всерьез. С точки зрения безопасности, может быть да - удариться об такой нагреватель, оно помягче будет. С точки зрения пожарки - на всех электроприборах строго написано "не накрывать". Остальное - бред от безделья. Мое почтение.
KGP1
Цитата(Машинист @ 1.10.2014, 13:00) *
Я не доктор, а инженер. И обматывание электронагревателей одеялами в качестве меры повышения их энергоэффективности, кхм, не рассматриваю всерьез. С точки зрения безопасности, может быть да - удариться об такой нагреватель, оно помягче будет. С точки зрения пожарки - на всех электроприборах строго написано "не накрывать". Остальное - бред от безделья. Мое почтение.

Вот пример влияния пустобреха в теме. Человек и не он один потерялся в дебрях не относимых к теме идей и гипотез.
to tiptop вот абзац из указанной ссылки В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

P=-Куд.*S*Delta T/ l

где P — полная мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, \Delta T — перепад температур граней, l — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.Куд. - коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность).
Это доказательство несостоятельности утверждения, что нет потерь при теплопередаче передаче и доказательство того, что закрытый одеялом обогреватель не нагреет одинаково комнату.
tiptop
Цитата(Машинист @ 1.10.2014, 13:00) *
обматывание электронагревателей одеялами в качестве меры повышения их энергоэффективности, кхм, не рассматриваю всерьез


laugh.gif

Ну, ладно, это мы "оставим на сладкое".

Теперь давайте перейдём к плазме и бозону Хиггса. wink.gif
KGP1
Цитата(tiptop @ 1.10.2014, 13:16) *
laugh.gif

Ну, ладно, это мы "оставим на сладкое".

Теперь давайте перейдём к плазме и бозону Хиггса. wink.gif

Похоже тоже замкнуло. Повторяемся, однако.
poludenny
Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 11:13) *
Ваша выводы противоречат закону Фурье


Мои противоречат? Да они как раз подтверждают закон Фурье. Просто его трактовать нужно правильно.

Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 12:14) *
P=-Куд.*S*Delta T/ l

где P — полная мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, \Delta T — перепад температур граней, l — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.Куд. - коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность).
Это доказательство несостоятельности утверждения, что нет потерь при теплопередаче передаче и доказательство того, что закрытый одеялом обогреватель не нагреет одинаково комнату.


Вы неверно трактуете закон Фурье. "Тепловых потерь" я выделил красным, поскольку в описании к закону Фурье я только в википедии встречал такую формулировку. По-видимому она и сбивает вас с толку.

По-нормальному закон Фурье звучит примерно так:
Количество переносимой энергии, определяемое как плотность теплового потока, пропорционально градиенту температуры. Коэффициент пропорциональности называют коэффициентом теплопроводности.

Т.е. из закона Фурье следует, что тепловой поток тем больше, чем бельше градиент температуры и чем выше теплопроводность.
Закон имеет также обратную направленность:
Градиент температуры тем больше, чем больше тепловой поток!

На графиках и в схеме нет ни одного момента, противоречащего данному закону.

И ищо. Закон Фурье - это аналог закона Ома.
KGP1
Цитата(poludenny @ 1.10.2014, 14:29) *
И ищо. Закон Фурье - это аналог закона Ома.

Тогда по закону Ома. Ток в цепи определяется как U/R. Из этого вытекает:
1.Ток проходя, через сопротивление создает на нем падение напряжения.
2.Сумма падений напряжений на сопротивлениях равна разности потенциалов на концах цепи.
3. Ток в цепи одинаков.
4. Отсюда: мощность источника равна сумме мощностей, выделенных на сопротивлениях цепи.
5. Энергия полученная каждым сопротивлением цепи равна Вт*с.
По аналогии: энергия, полученная помещением - это энергия, полученная/выделенная на одном из сопротивлений указанной цепи.
Теплота передается путем изменения кинетической энергии тел/сопротивлений, составляющих цепь. Энергия идет на изменение этой энергии и не только на теплоемкость, как было указано Вами на примерах, но и на саму передачу теплоты. Материалы "сопротивляются" этой передаче (снижение температуры на границах отдельного звена), на преодоление этого и расходуется энергия.
Этим можно объяснить снижение температур на границе одеяло-воздух помещения и воздух помещения и внутренняя и нар.стенка его. Одеяло ослабило мощность теплового потока, поглотив часть его, и воспрепятствовав переносу, увеличив при этом свою внутреннюю энергию. Поймите, что идет процесс теплопередачи через помещение, а не замыкается в нем.
poludenny
У вас глубинное непонимание того что есь энергия и закона сохранения.

К энергии нельзя дословно применить понятия "потрачена", "расходуется". Результом того что энергия "потратилась" или "израсходовалась" вовсе не является то, что энергия стала = 0. Это только означает, что энергия перешла в другую форму.

Конечным итогом всех преобразований энергии является тепловая энергия или внутренняя энергия вещества.

В нашем примере мы электрическую энергию преобразовываем в тепловую. Согласно закона 100% энергии электричества переходит в тепловую энергию. Преобразование электрической эн. в тепловую осуществляется в сопротивлении проволоки. На этом процесс преобразования закончен. Далее работает только теплопередача - фактически рассеивание тепловой энергии по объему.

Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 14:00) *
энергия, полученная помещением - это энергия, полученная/выделенная на одном из сопротивлений указанной цепи.
- это неверно, энергия уже выделилась в процессе преобразования в нагревателе и повторно выделиться на тепловых сопротивлениях энергия не может.

Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 14:00) *
Энергия идет на изменение этой энергии и не только на теплоемкость, как было указано Вами на примерах, но и на саму передачу теплоты. Материалы "сопротивляются" этой передаче (снижение температуры на границах отдельного звена), на преодоление этого и расходуется энергия.


"На преодоление этого и расходуется энергия" Как может тепловая энергия расходоваться на передачу теплоты? Ведь это абсурд.
Ключевое слово расходуется. В вашем понимании расходуется это что значит? Превращается в 0, преобразовывается в другой вид?

Допустим, если взять электродвигатель мясорубки, то в нем электрическая работа превращается в механическую. Механическая энергия совершает работу, например фарш мы делаем. Вы не поверите, но в конечном итоге вся электрическая энергия в этой цепочке преобразований переходит в тепловую энегию.
В этом примере можно применить понятие расходовалась, поскольку совершалась какая то полезная работа и энергия перешла из одной формы в другую. Но все равно, энергии меньше не стало просто она перешла из более высокоуровневого состояния (электрическая) к самому низкому - к тепловой.

А тепловая энергия уже ни на что "расходоваться" не может, она может быть только рассеяна в большем объеме .
KGP1
Не передергивайте и не цепляйтесь к словам, поскольку смысл сказанного мною понятен. Однако, в мясорубке часть энергии преобразуется в механическую работа по перемещение фарша. Не вижу ни одного доказательства 100% КПД нагревателя - одни лозунги и цитаты. Еще раз посмотрите про шарики. Этот пример поможет понять смысл теплопередачи.
Постарайтесь ответить обоснованно на вопросы Вам заданные в теме.
poludenny
Я на ВСЕ ваши вопросы уже ответил несколько раз.

Вы можете указать источник, в котором бы упоминалось о том, что что при теплопередаче происходит расходование энергии. Или формулу например, по которой можно рассчитать потерю эффективности в зависимости от теплового сопротивления?
Или это ваша личная теория?
poludenny
Цитата:

Теплообмен всегда протекает так, что убыль внутренней энергии одних тел всегда сопровождается таким же приращением внутренней энергии других тел, участвующих в теплообмене. Это является частным случаем закона сохранения энергии.
and
Ну давайте я ещё раз попробую...
Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 16:58) *
Не вижу ни одного доказательства 100% КПД нагревателя - одни лозунги и цитаты.

Что такое КПД? Ответ зависит от того, какое действие мы считаем полезным. Термин КПД имеет смысл применительно к конкретному процессу, и к тому, что мы считаем его целью (целевая функция).
Все наши усилия мы делим на те, которые ведут к цели, и которые - нет. Доля полезных усилий, ведущих к цели - это и есть КПД.
Возьмём нагрев. Мы можем что-то нагревать ради каких-то целей.
Греем пищу в духовке, металл в горне, воду в водонагревателе. Возьмём последний случай.
Для простоты опять примем, что нагреватель у нас электрический.
Нашей целью является получить тепловую энергию (затратив электроэнергию), и передать её воде (нагреть воду).
Та доля затраченной энергии, которую удастся передать воде, и даст нам КПД этого процесса.
Включаем проточную воду, включаем водонагреватель, дожидаемся его прогрева и начинаем производить измерения.
Меряем количество электроэнергии, которое потребляет в час водонагреватель, меряем количество тепла, которое было передано воде (T2-T1)*C*V и сравниваем. Оказывается, что на нагрев воды (полезную для нас функцию) пошло только 90% энергии, которую мы затратили.
Вот мы и говорим, что КПД данного процесса 90%.
А куда делись оставшиеся 10% затраченной энергии? Потерялись...
А где потерялись? А внешняя оболочка нашего водонагревателя, несмотря на теплоизоляцию, нагревается за счёт теплопроводности корпуса от горячей воды и рассеивает это тепло в окружающую среду. А нам это надо для нагрева воды? Нет, не надо. Это вредные для нашего процесса тепловые потери.
Вот эта часть тепловой энергии, которая "убегает" через оболочку водогрея наружу, а не идёт на целевую функцию (нагрев воды), и может быть посчитана нами по закону Фурье, и записана нами в "тепловые потери". Вот от этих потерь никак не удаётся избавится, и КПД процесса нагрева получается всегда меньше 100%.
Обратите внимание, эта "убежавшая" часть затраченной нами энергии была отнесена нами к потерям исключительно субъективно, потому что она не пошла на выполнение цели, которую мы сами придумали (нагрев воды).
Берём печь, где мы нагреваем стальные заготовки перед ковкой. Процесс идёт аналогично, и имеются тепловые потери через корпус печи в окружающую среду, не вся энергия идёт на нагрев металла.
А теперь у нас закончился рабочий день, заготовки в печь мы не закладываем, а печь забыли выключить. За время простоя ни одной заготовки мы не нагрели, а энергию потратили. Чему равен КПД? Полезная функция не выполнялась, а энергия затрачена. 0% составил КПД, вся затраченная энергия (100%) ушла в окружающую среду в виде тепловых потерь, пользы для процесса никакой.
Полезность процесса вещь субъективная, мы сами решаем что именно соответствует нашей цели (определяем целевую функцию).
И вот в цех, после конца рабочего дня, приходит сторож. И как существо в меру разумное, он назначает целевую функцию - хочу, чтобы в цеху было тепло. И теперь мы будем считать КПД процесса исходя из доли энергии, затраченной на новую целевую функцию.
И тут оказывается, что та энергия, которая при производстве заготовок была тепловыми потерями, теперь идёт строго на выполнение этой целевой функции (обогрев цеха). Т.е. теперь это полезные затраты, а не потери. И поскольку в печь ночью не закладывают заготовки, КПД этого нового процесса с новой целевой функцией составляет 100%. Слава сторожу!

Цитата(KGP1 @ 1.10.2014, 16:58) *
Не передергивайте и не цепляйтесь к словам, поскольку смысл сказанного мною понятен. Постарайтесь ответить обоснованно на вопросы Вам заданные в теме...Еще раз посмотрите про шарики. Этот пример поможет понять смысл теплопередачи.

Уважаемый, вам максимально подробно и внимательно отвечают на ваши вопросы. Со стороны даже кажется, что слишком подробно и внимательно. И пояснения вам, и формулы, и графики...
Простое приличие требует от вас относится к собеседникам также внимательно, и подробно отвечать на вопросы, также с формулами и графиками.
Вряд ли стоит ссылаться на свои прошлые посты, которые, судя по повторным вопросам к вам, не сильно были нагружены содержанием.
Если вас не затруднит подробнее излагать своё понимание, то вашим собеседникам будет проще подавать вам мысли, в которых вы видимо заинтересованы, раз открыли эту тему.
С уважением.
KGP1
Цитата(and @ 1.10.2014, 19:29) *
Ну давайте я ещё раз попробую...

Уважаемый, вам максимально подробно и внимательно отвечают на ваши вопросы. Со стороны даже кажется, что слишком подробно и внимательно. И пояснения вам, и формулы, и графики...

Тогда попробуйте Вы обосновать/повторить обоснование ответ на один из вопросов о влиянии на нагрев помещения одеяла вкруг ОП. Ответ, подтвержденный графиком, был, что тепловой поток через помещение не измениться и помещение в реальных, а не абстрактных условиях, будет иметь прежнюю температуру.
С общим понятие эффективности с вами согласен, но данная тема относится к электронагревателям для отопления помещений. Вот и непонятно почему об этом ни слова? Что касается КПД в 100%, по посмотрите тему и увидете в какой связи это было заявлено, участниками диалога. Многочисленные псевдонаучные рассуждения или просто фразы, вырванные из контекста, попытка уйти от темы и превратить обсуждение в мусор. Чего мол обсуждать эффективность при 100% КПД.
KGP1
Цитата(poludenny @ 1.10.2014, 16:35) *
К энергии нельзя дословно применить понятия "потрачена", "расходуется". Результом того что энергия "потратилась" или "израсходовалась" вовсе не является то, что энергия стала = 0. Это только означает, что энергия перешла в другую форму.

"Странная манера" ведения диалога. Сначала извратили смысл сказанного собеседником, вставили пару фраз из общеизвестных и не оспариваемых истин и обвинили в не содеянном оппонента. Такие "фокусы" общеизвестны и "нас голыми руками не возьмешь....". "потратилась" или "израсходовалась" это терминология синонимов, используемая для упрощенного доведения смысла, типа шариков в указанных примерах и поясняет работу электрической цепи, распределения мощности источника потребителям.
Что касается, неправильного толкования Википедией законов, то каждый понимает и применяет законы исходя из уровня индивидуальных знаний и опыта их применения. Вы, похоже, теоретик, а у них свой недостаток. При минимальных рисках спокойно можно совершать ошибки.

KGP1
Цитата(poludenny @ 29.9.2014, 15:32) *
На примере вашей модели шариков доказать не представляется возможным.

Если сменить модель, то можно.


Есть две герметичные ёмкости, маленькая и большая, соединенные меджу собой тонкой трубкой, большая емкость также имеет маленькое отверстие.
В малую ёмкость компрессором накачивают воздух.

Аналогии:
Объем малой ёмкости - теплоемкость нагревателя
Объем большой ёмкости - теплоёмкость комнаты
Давление в малой ёмкости - температура нагревателя
Давление в большой ёмкости - температура комнаты
Атмосферное давление - температура окружающей среды
Диаметр соединительной трубки - тепловое сопротивление нагреватель-комната
Диаметр отверстия большой ёмкости - тепловое сопротивление комната-окружающая среда
Подача воздуха [м3/мин] - мощность [кВт] или тепловой поток

Да вроде дальше и рассказывать нечего и так всё понятно как ведет себя система.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Еще раз вернулся к вашей модели. Действительно, она более подходит для объяснения процессов работы электронагревателя для нагрева комнаты, оценки эффективности при использовании различных способов преобразования э/э в тепловую, конструкции, способов теплопередачи и КПД нагревателя.
Не согласен с Вами, что при теплопередче отсутствует преобразование энергии. Некоторые аналоги требуют уточнения для понимания процессов.
Если принять такой порядок преобразования и теплопередачи. э/э ввиде кинетической энергии электронов эл.цепи(нагр. элемент)преобразуется в потенциальную(давление и температура) в нагр.элементе. Для передачи энергии в корпус нагревателя ее необходимо снова преобразовать в кинетическую (тепловой поток). Величина кин энергии (мощность теплового потока) для передачи энергии определяется тепловым сопротивлением между нагр.элементом и корпусом нагревателя и соотношением потенциальных энергий нагревателя и корпуса. Чем выше тепловое сопротивление (меньше отверстие, соединяющее объемы(теплоемкости) нагр. элемента и корпуса,включая теплоноситель в нем, тем меньше кинетическая энергия(тепловой поток). В корпусе процесс повторяется кинетическая энергия преобразуется в потенциальную(давление и температура). При передаче энергии от корпуса нагревателя помещению преобразование/переход в другой вид энергий аналогично повторяется, как и перенос энергии из помещения в окружающую среду.
На этой модели видно, что потребленная/преобразованная из э/э в тепловую энергия никуда не исчезла и лишь преобразовалась из одного вида в другой в процессе теплопередачи и изменила внутреннюю энергию элементов цепи теплопередачи
Из этой модели также видно, что помещение получило только часть тепловой энергии преобразованной из э/э.

Накрыли обогреватель одеялом, увеличилось тепловое сопротивление между э/нагр и помещением, снизилась кинетическая энергия переноса - мощность теплового потока. За определенный интервал времени потенциальная энергия помещения снизилась, снизилась температура в помещении, и тепловой поток и энергия передаваемая во внешнюю среду. Однако при этом потенциальная энергия нагр. элемента и корпуса э/нагревателя возросла, т.е. колич. потребляемой э/энергии осталось прежним.
Для нагрева помещения до определенной температуры при расчетной температуре нар. воздуха за определенный интервал времени требуется некоторая расчетная мощность обогревателя. При повышении температуры нар.воздуха выбранная мощность будет избыточной. Но обогреватель снабжен авт. выключателем для поддержания треб темп воздуха. Избыточная энергия из обогревателя будет продолжать передаваться помещению и окр. среде и после выключения. Но она не нужна. В этом скрыт потенциал энергоэффективности э/нагр приборов.
and
Уважаемый KGP1.
Во-первых, спасибо за понимание. Ваш очередной пост развёрнут и гораздо понятнее предыдущих.
Прошу вас уточнить место в тепловой цепи, где:
Цитата(KGP1 @ 3.10.2014, 9:45) *
... тепловую энергия никуда не исчезла и лишь преобразовалась из одного вида в другой в процессе теплопередачи и изменила внутреннюю энергию элементов цепи теплопередачи...

Правильно ли я понимаю, что при постоянном тепловом потоке какая-то часть энергии потока где-то откладывается (накапливается), а не передаётся далее по тепловой цепи?
KGP1
Цитата(and @ 3.10.2014, 11:12) *
Уважаемый KGP1.
Во-первых, спасибо за понимание. Ваш очередной пост развёрнут и гораздо понятнее предыдущих.
Прошу вас уточнить место в тепловой цепи, где:

Правильно ли я понимаю, что при постоянном тепловом потоке какая-то часть энергии потока где-то откладывается (накапливается), а не передаётся далее по тепловой цепи?

Уважаемый, and! При постоянном тепловом потоке и стационарном процессе полученная э/э, преобразуется в тепловую, которая изменяет внутреннюю энергию звеньев в цепи теплопередачи в зависимости от их теплоемкости и теплопроводности.
Мощность источника , как и способы преобразования э/э в тепловую и конструкция обогревателя влияют на скорость переноса энергии и распределения ее по этим звеньям.
KGP1
Цитата(and @ 3.10.2014, 11:12) *
Правильно ли я понимаю, что при постоянном тепловом потоке какая-то часть энергии потока где-то откладывается (накапливается), а не передаётся далее по тепловой цепи?

Возможно предыдущий ответ не достиг цели, поскольку некорректно понятие "часть энергии потока где-то откладывается (накапливается), а не передаётся далее по тепловой цепи". Было бы корректнее вместо энергии потока, применить энергию. Помните, что энергия передается от более нагретому к менее нагретому телу? Для поддержания этого условия тепловой поток участвует в переносе и обеспечивает энергией каждое звено.
and
Уважаемый KGP1.
Если возможно, я бы хотел рассмотреть один участок тепловой цепи, конкретно стальной корпус обогревательного прибора. И понять процесс передачи теплового потока от внутренней части корпуса до наружной.
При этом предлагаю пока не рассматривать процесс передачи тепловой энергии от источника до внутренней поверхности стального листа. И соответственно от наружной поверхности далее, воздуху комнаты.
Поскольку потери теплового потока возникают на теплосопротивлениях, как вы полагаете, то для понимания достаточно рассмотреть любой участок, где тепловой поток передаётся путём теплопроводности.
Рассмотрим процесс передачи теплового потока внутри стального листа корпуса от внутренней к наружной поверхности.
Считаем, что площадь листа 1 м2, толщина 2 мм, теплопроводность стали 92 Вт*м/(м2*К), разница температур между поверхностями листа 0,01К.
Условно стальной лист зажат между холодильником и нагревателем, которые поддерживают между обоими поверхностями листа разницу температур 0,01К.
По закону Фурье разница температур создаёт от нагретой поверхности к охлаждённой тепловой поток мощность 92*0,01*1/0,002=460Вт.
Т.е. процесс протекает внутри стального листа.
И вот теперь мне хотелось бы понять механизм возникновения потерь теплового потока.
От нагретой стороны идёт 460 Вт, а к охлаждённой доходит 450?
Или от негревателя идёт 470, а доходит 460 Вт?
И самое интересное, где находится то вещество, за счёт увеличения внутренней энергии которого тепловой поток снижается.
Снижение на 10 Вт означает накопление 10Дж в секунду, или 86.4 кДж в сутки. Где именно внутри стального листа эта энергия накапливается?
Прошу ответить. С уважением.
PS
Хорошо, давайте говорить - энергия. Куда девается 10Вт каждую секунду? (В сторонке нервно курит закон сохранения энергии)
KGP1
Опять вопрос некорректен.
По закону Фурье разница температур создаёт от нагретой поверхности к охлаждённой тепловой поток мощность 92*0,01*1/0,002=460Вт. Это так, но если до этого корпус был из стекла, то тепловой поток бы был 1*0,01*1/0,002=5Вт., т.е. меньше в 92 раза. Именно во столько раз была бы снижена скорость переноса энергии/мощность теплового потока от нагретого к холодному телу. В нашем случае - перенос энергии от нагревателя в помещение.
Естественный вопрос, а куда же девается выделенная нагр. элементом энергия. Ответ - в нагревателе. температура внутренней поверхности стенки увеличилась и достигла бы такой температуры, что между нагревателем и внутренней стенкой установился этот малый тепловой поток . Увеличение температуры свидетельствует об увеличении энергии в нагревателе при ее снижении за ним. И закон сохранения "бросил курить".
tiptop
Цитата(and @ 3.10.2014, 14:15) *
В сторонке нервно курит закон сохранения энергии


Он давно уже не "курит", он - "в ауте"... dry.gif
KGP1
Цитата(tiptop @ 3.10.2014, 15:02) *
Он давно уже не "курит", он - "в ауте"... dry.gif

Безусловно, если бездумно швыряться им.
KGP1
Цитата(KGP1 @ 3.10.2014, 14:40) *
Естественный вопрос, а куда же девается выделенная нагр. элементом энергия. Ответ - в нагревателе. температура внутренней поверхности стенки увеличилась и достигла бы такой температуры, что между нагревателем и внутренней стенкой установился этот малый тепловой поток . Увеличение температуры свидетельствует об увеличении энергии в нагревателе при ее снижении за ним. И закон сохранения "бросил курить".

Уточняю, часть энергии пойдет на увеличение внутренней энергии стеклянной стенки, поскольку ее теплоемкость более чем в 800 раз ниже стальной.
poludenny
special for KGP1

Возьмем самый простой такой электронагреватель - кусок нихромовой проволоки, чтоб однородная была, без всяких стенок и стекла. Сопротивлением 500 Ом, напряжение 220 В. Мощность 97 Вт будет, округляем до 100 Вт.

Теперь делаем второй нагреватель, но уже из черырех таких же нихромовых проволок (как на рисунке). Общее сопротивление будет так же 500 Ом, мощность 100 Вт.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

У второго нагревателя термическое сопротивление ровно в 4 раза ниже, чем у первого, т.к. площадь поверхности в 4 раза больше. Термическое сопротивление обратно пропорционально площади.

KGP1, по вашей теории тепловой поток от 1-го нагревателя будет в 4 раза меньше, чем 2-го, поскольку у него тепловое сопротивление выше.

Включим нагреватели в сеть и что же мы увидим. А увидим мы то, что во втором нагревателе проволока будет в 4 раза холоднее, чем в первом.
Идем к Фурье и он нам говорит, что тепловой поток будет соответсвенно для каждой из 4-х секций второго нагревателя в 4 раза меньшим, чем для первого нагревателя. Но секций 4 и суммарный поток второго нагревателя будет равным потоку первого.

Что и требовалось доказать.
poludenny
В схеме второго нагревателя маленькая ошибочка, ну смысл я думаю понятен
and
Смысл понятен, и доказательство весьма элегантно.
Надеюсь уважаемый KGP1 в своём ответе не пошлёт вас к шарикам...
Машинист
Уффф, слава богу, теперь хоть разница температур создаёт тепловой поток, а не наоборот, как было совсем недавно с током и напряжением)))
осталось совсем немного, вкурить разницу между стационарными и нестационарными условиями теплообмена, и вот оно искомое потерянное 10 Ватт.
Кстати, какого цвета будет стальной лист вышеуказанных размеров (1 м2 и 2 мм толщиной), если его греть 10 ваттами полгода?
И какая составляющая будет преобладать в проведённом коэффициенте теплоотдачи от его поверхности наружу? wink.gif
Я не пытаюсь кого-то задеть или оскорбить, увольте. Всего лишь за этими высоколобыми рассуждениями про куда-то пропавшее тепло, уловить понятна ли суть вопроса самим спорящим, или ... это фейк от безделья... ну просто участие KGP1 в теме, по идее, априори опровергает такой вариант, но общий уровень толчения воды в ступе смущает в то же время.
Машинист
Цитата
Мощность источника , как и способы преобразования э/э в тепловую и конструкция обогревателя влияют на скорость переноса энергии и распределения ее по этим звеньям.

Вы удивитесь, но и замотанный одеялом обогреватель вполне себе может выдавать одинаковую с голым мощность, безо всякого лукавства с осями времени и пространства. Да! Только граничные условия будут существенно разными при этом.
Поймите, теплообмен никогда не рассматривается в одном отдельно взятом элементе, или пусть двух даже, или трёх "сцепленных" элементах. Даже в задачниках, в конкретных приложениях вырванная из вселенной для студентов абстрактная пластина или шар - всегда обкладываются соответствующими граничными условиями. Что там за стенкой - горит огонь, или течет вода/воздух, или пар конденсируется. Это не менее важно, чем теплоемкость самой пластины. И зачастую настолько, что пластину из задачи вообще можно выбросить, ввиду её пренебрежимой малости влияния, оставив только её присутствие как тела. Иначе теплообменник из поверхностного превратится в смешивающий, и это будет уже совсем другая задача)))
KGP1
Цитата(poludenny @ 3.10.2014, 16:00) *
special for KGP1


KGP1, по вашей теории тепловой поток от 1-го нагревателя будет в 4 раза меньше, чем 2-го, поскольку у него тепловое сопротивление выше.

Ну, чего Вы опять фантазируете.
Из Википедии
В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

q=-х,*{grad}(T),

где q — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой осих — х коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность), T — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad T (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон Фурье.
"По моей теории", чем ниже х, тем меньшее плотность потока.
А уж коль Вы привели эл.схему, то ток как в первой, так и во второй схемах(с учетом исправления второй схемы) одинаков, как и одинаков тепловой поток. Не надо многоходовок.
Если погрузить любой из нагревателей в воду или масло, то на основании изложенного можно утверждать, что тепловой поток в т.ч. за границами воды или масла, будет ниже первоначального(открытых нагревателей).
А не пора ближе к теме, а именно к энергоэффективности обогревателей?
Вы с иронией отнеслись к парокапельным э/нагревателям. С учетом изложенных мыслей поделитесь сомнениями.

Цитата(Машинист @ 6.10.2014, 10:23) *
Вы удивитесь, но и замотанный одеялом обогреватель вполне себе может выдавать одинаковую с голым мощность, безо всякого лукавства с осями времени и пространства. Да! Только граничные условия будут существенно разными при этом.
Поймите, теплообмен никогда не рассматривается в одном отдельно взятом элементе, или пусть двух даже, или трёх "сцепленных" элементах. Даже в задачниках, в конкретных приложениях вырванная из вселенной для студентов абстрактная пластина или шар - всегда обкладываются соответствующими граничными условиями. Что там за стенкой - горит огонь, или течет вода/воздух, или пар конденсируется. Это не менее важно, чем теплоемкость самой пластины. И зачастую настолько, что пластину из задачи вообще можно выбросить, ввиду её пренебрежимой малости влияния, оставив только её присутствие как тела. Иначе теплообменник из поверхностного превратится в смешивающий, и это будет уже совсем другая задача)))

Не сомневаюсь, что так думает большинство.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Форум IP.Board © 2001-2025 IPS, Inc.