Wasser-/Luftstrom über thermische Differenz

Dies ist ein einfaches Gedankenexperiment mit Wasser- / Luftströmungen, das ich hatte und das ich gerne besser verstehen würde ... Die Grundidee ist, dass Sie einen geschlossenen Kreislauf aus Wasser oder Luft haben, der vertikal steht. Eine Seite wird erhitzt, damit das Wasser/die Luft aufsteigt, und die andere wird gekühlt, damit es absinkt und eine Strömung erzeugt (funktioniert das?). Wenn dies funktioniert, was würde die effizientere Arbeitsleistung erzeugen, Luft oder Wasser? (Ich nehme Luft wegen ihrer geringeren Wärmekapazität / Geschwindigkeit der Temperaturänderung an?) Und ist der Temperaturunterschied der Hauptfaktor, der die Durchflussrate beeinflussen würde?

Anbei ist eine sehr grobe Skizze zur Visualisierung ... dankbar für jeden Input, der mir beim Lernen hilft!

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es braucht Arbeit, um die Wärme und Kälte zu erzeugen. Wenn Sie mit diesem Gerät arbeiten möchten, wäre es viel effizienter, den Strom (unter der Annahme aller elektrischen Geräte) direkt für die Arbeit zu verwenden, die Ihr Gerät ausführen soll.
@DavidWhite Ja, stimmte zu, dachte aber über mehr Solarheizung und große Geräte zur Wasserkühlung nach. (Ursprünglich schaute ich auf den Stirlingmotor)
Was ist 'g' in Ihrem Diagramm?
@ KarthikV Entschuldigung, es ist die Schwerkraft

Antworten (1)

Die Idee wird im Prinzip funktionieren. Ein Beispiel ist ein für einen Verbrennungsmotor verwendeter Kühler. Es überträgt Wärme von einem Ort zum anderen. In modernen Systemen wird eine Pumpe verwendet. Aber ich habe alte Autos gesehen, bei denen die Kühler keine Wasserpumpen hatten. Sie versuchen, Flüssigkeiten und Gase bei der konvektiven Wärmeübertragung zu vergleichen. Dies hängt jedoch von der Menge der Wärmeenergie ab, nicht von den Temperaturen. Bei Gasen ist die transportierte Wärmemenge geringer, da die Wärmekapazität gering ist. Aber Konvektion ist viel schneller in Gasen.

Das ist also ein technisches Problem. Flüssigkeiten werden nicht bei allen Designs die überlegene Option sein. Gase auch nicht. Die Durchflussrate, die Abmessungen, die tatsächlichen Temperaturen, die Menge an Wärmeenergie, die Effizienz der Wärmeübertragung über Wände usw. sind alle wichtig.

Wasser-/Luftstrom über thermische Differenz
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