主题：无事乱说车 -- epimetheus

俺在15年空想的是米勒循环发电机组，定速工作（也就省下了什么气门定时、升程，什么控制），纯粹为主车电池组“增程”

我甚至还空想了在二冲程对置活塞发动机上实现米勒循环的结构

也空想过斯特林...

不过挂车本身是纯粹的非必须品，仅是出远门时候租用。国内环境中的家用主流还是设定为“电瓶车”

自行车的挂车就有不少是一个轮子的呢

但是挂车、拖车扯淡之处在于倒车倒库麻烦，刹车制动也需要小心，印象里老美是要考额外的本儿，国内压根没听说过这个分类

200kw吓死人的，您想的是老美的大块头皮卡或是特斯啦这样的奢侈品吧，一般的家用轿车100kw还要飚飚红线

所以看到北汽这么做心里很失落啊.....

回想新闻里的环保设施不启动、假数据的例子，主要是一些非电的、似乎不可能是国企的生产企业，以及采暖锅炉

这个混淆挺恶的

epimetheus:作为一个守旧落魄分子再次叫嚣自己的观点

增加了关于生物质、关于宏观大气圈、岩石圈的碳分布的想法

想象有一车

车重1.6吨，以12km/h的速度行驶，车具有动能是：

1600*（12*10^3/3600）^2 = 17.8kj

这辆车行驶速度为60km/h的时候，具有动能

1600*（60*10^3/3600）^2 = 445kj

想象有一高压钢瓶，设计承受20MPa压力，容积12L（就是潜水的高压气瓶）

现在内部混合了氮气、某种液压油：在20Mpa下，含油11L、含气体1L

打开阀门，压缩氮气推出液压油，液压油推动液压泵做功，直到液压油全部推出去

那么作为储能物质的气体，从20Mpa、1L的状态，变为了12L，某个压强状态。

假设这个过程足够缓慢，没有温度的剧烈变化，那么可以知道

20MPa*1L = N MPa*12L

终止的压强N就是1.67Mpa

这个过程的做功，按照某个并没有理解的公式，是：

20Mpa * 1L * ln（20Mpa/1.67MPa）

这样就有50kj，似乎能够将汽车加速到将近20km/h

上面有一点没有说，不是压缩气体直接推动气缸或是涡轮做功，而是液压油这么做。气体用作储能而不是直接做功的工质。目的仅仅是为了避免气体在作为工质的时候，局部体积压强剧列变化，造成热负荷，导致增压困难。而问题代价就在于，首先造成了压缩储能的总量是受限的，12L的钢瓶，却只有1L高压气体，而不是12L*20MPa。这毕竟是数量级上的差距啊。此外就意味着至少12L的液压油，大概12Kg的重量。

若是12L装满20Mpa气体，完全释放做功能释放的理论能量最大20*12*ln（20/0.1）=1.2Mj。这个数字顶的上炮弹了。相当于一辆1.6吨的汽车行驶在将近100km/h的动能。

花费大概30L的体积，至少浪费12kg，仅仅能存储50kj的能量，看来不行啊，另外的油管、液压泵还没说呢。

看来还是使用气体做功好一点啊。液体作为工质的想法，画蛇添足

可能有点孔乙己、冬烘的想法

面对越来越高的排放要求，同时还没法摆脱石化能源或者说有机燃料（推广到酒精、豆油）的话，使用外燃机岂不是很容易实现排放的要求？外燃机的燃烧不像内燃机，不是加压下的短暂燃烧，是常压的连续燃烧，存在连续的较大范围的高温区域，不会像是柴油机可能出现烟雾炭黑，包括气缸的积碳也将会轻很多，同时常压、气流经过火焰的时间足够短，也不会有值得一提的氮氧化合物。实际上，燃料的范围可以继续扩大，包括传说中的厨余地沟油，虽然总量不会太大，不会有地沟油专烧的情况。有闲心的话也能弄个煤气炉，撅个桌子腿儿扔进去。

说来也可能搞笑，石油危机、寂静的春天的时候，通用之类的也关注过蒸汽机。所谓的“复兴”。复兴了半天也基本上是爱好者在鼓捣了，有复古的也有激进的，2000年那会儿好像还有个什么挑战赛，创下了蒸汽动力的世界速度纪录。

蒸汽动力，给人的第一印象似乎是火车头，很威风但也是脏兮兮。火车头的效率好像一直就不高，但是得了煤炭价钱便宜，伴随人类几百年，现在据说还在一些厂矿内部、旅游景点转。论效率，还真是有点吓人，好像是百分之十几的样子，个位数的也有，超过15就算不错，似乎没超过20的。

早在福特汽车出名之前的时代，说到车不是一定就本茨或是雷诺，似乎更可能想到的是蒸汽汽车，牌子有斯坦利、大白。其实想想“汽车”的名字，更可能是“冒白汽的车”，而不是“使用容易挥发变成气体的油的车”。实际上，蒸汽汽车不少是烧煤油的。

蒸汽动力并不意味着低效，大型电站也是烧锅炉，效率高的惊人；舰船也是烧锅炉，效率也不低。只不过，这两个上面还有许许多多的附加设备，更加复杂的热循环，和火车头相比，就是龙王VS乞丐。乞丐的效率，也只有“感人”这一件事情可做了。

火车，包括20世纪初期的汽车，首先缺乏的是冷凝器。而且值得强调的是闭循环的冷凝器，因为有过开循环的冷凝器。使用开循环的冷凝器，水在从气态变为液态的时候，体积的上千倍变小并没有带来压强的变化，因为连通大气的。唯一的作用就是不要把水排放丢掉。火车车头都拖着一个煤水车，里面顾名思义装了两样东西，煤炭和水。煤炭要一锹一锹扔到炉膛里去，水则是要逐渐抽到火车的“大管子”里去，然后一下一下从气缸喷走丢掉。显然水的补充也不是随意的，盐碱地打井抽出来的水就不行，沙漠就不用说了。好像英国人还规定过类似公交车的小火车必须把水收集起来。于是，就有了这种开放的冷凝器。

同样是为了节省水，一个叫做斯特林的家伙发明的另一种不用水的发动机，现在可是比蒸汽机活的体面高大上，这就是别的故事了。

实际上，开放的冷凝器，装车之后效率反而下降了。因为蒸汽机车上面，蒸汽排放的时候还有另一个作用。咱们对于蒸汽机车头的印象，往往包括了车头两侧喷白汽。实际上这里喷白汽不是真正的蒸汽去处，运行中蒸汽从气缸离开之后，还引回到火车头的那个大管子里，从烟囱往外吹。烟囱里面还有个类似喇叭的东西，似乎叫做引风管，蒸汽往这个喇叭中心吹，引得喇叭周围的空气也一起往外冲，叫做引射。而喇叭周围的空气来自哪里呢？来自煤炉烧的烟气。小时候烧煤球炉子是用扇子直接往炉子里扇风，这算是从烟筒上抽烟，总之增大炉膛的氧气供应，增加火力。用过的蒸汽冷凝了，没有这里的引射了，火力就小了。不光是功率下去了，相同量的煤块，能烧出来的温度、火焰长度、高温区范围也下来了，燃料效率、热效率也随着下去了。

苏联的t64坦克、乌克兰的t84，也就是那些使用对置活塞的柴油机的上面，柴油机也在反着吹这么个喇叭。引射带动的是散热器的空气，这样就节省了散热器风扇的功率与体积了。

咳咳，累了，我也扛个铁牛？

固定的螺栓和螺丝孔，每天拧一次，不到一年就完蛋了。500～700公斤的电池包，搬运和搬运操作都困难。一旦机械故障，摔下来，恐怕又是悲惨的燃烧事故。

多插槽安装电池，不同电池之间的连接只能是并联，而不同电荷状态的电池一旦并联，汹涌的互相充电电流能把导线给融化了。

类似的问题还有很多。

非专业人士很难对这些困难有足够全面的理解。我就提醒一点，这是一个全球一年10万亿的潜在市场，全世界聪明的人在拼命解决问题，如果还没有解决，那是真的有不可克服困难。

不过大家担心的问题，5年后都不存在。因为电池的成本正在以5年降低一半的速度在下降，10年后都不是问题。

立一个旗子，供大家打脸:2025～2030是燃油车大规模退出市场的关键5年。

超流体似乎是专指几个开尔文的低温下，液态的气体呈现的无阻力状态。就像低温下没有电阻的超导一样，是一种特殊的状态。

连着用两个超的，有超超临界，温度压力明显超出超临界状态的水。增大的温度范围，按照卡诺极限，极大的扩展了效率上限。

而发电的，绝对是汽轮机。一般说蒸汽机，是指使用气缸活塞进行膨胀做功的机器。

应该是超超临界。

现有内燃机的损耗，包含了燃烧损失、摩擦损失、泵气损失、排气损失与传热损失。

外燃机的燃烧损失要小于内燃机，绝对不会有燃烧不完全，虽然现代内燃机这个损失绝对值也不大，不过一氧化碳总是不少，不然车震的悲剧就……。当然此外还有污染物的差异。跨世纪的时候德国一个叫做ZEE，零排放引擎的项目，在氮氧化物方面就号称当时标准的千分之几。大概未来的国八国十也标准没有这么高。

摩擦占了现有机器的10%的损耗，蒸汽机得益于较大的持续压力，相同功率下转速更低，摩擦消耗也更低些。

同理，管路中的泵气损失也更小。蒸汽机系统中加大管路直径、减少管路长度，保证阀门的流畅度，保证气缸进气的压强不下降、保证排气位置压强保持冷凝器的负压水平。这都做得到。同时蒸汽机也不存在内燃机的吸气冲程负压、阻力消耗能量、排气冲程由于排气背压和阻力消耗能量。气缸充气的时候是管路蒸汽冲进来，不是曲轴带动的；气缸排气的时候是连到冷凝器的负压上，负压对于活塞曲轴还是有带动作用的。

使用热交换器以及别的部件，所谓的shoell循环中回收三处热能耗散：乏蒸汽的余热（所谓的显热）、乏蒸汽的潜热（即凝结为液态释放的相变焓，一般是散热到大气）、排放到大气的烟气的热量。相当于节省了排气损失、传热损失。在当前内燃机中，排气是高温的、散热器是高温的，这两个耗散占到了大约40%到50%，几乎和有效输出相似。若是这两个能够完全回收，效率岂不是能够达到将近80%？

一般说效率，总来到一个卡诺极限的概念。热机效率的上限为工质的温差除以工质的最高温度，单位开尔文。想象一个蒸汽机车，蒸汽冷凝在100摄氏度或者直接排放了，蒸汽过热到120摄氏度，效率是个位数的。一般的热电厂里，超临界机组温度在370多度，冷凝在超低压下温度对应只有约40度，三百多度的温差，除下来将近50%了。当然膨胀环节也要合理，需要很多附加的“技巧”

另一方面，卡诺极限不是全部，仅仅是描述了膨胀做功这个环节的效率，多少热得到了多少机械做功。此外更重要的是燃料的使用效率。瓦特改进纽可门蒸汽机，蒸汽机本身没有大变化，工质状态没有什么变化，但是效率似乎提升了数倍，这个效率就是指的利用燃料的效率。在电厂里面，基本上还是兰金循环，派生了再热兰金循环（也就是那些技巧），把效率落实，加上再生兰金循环、省煤器等等，继续提升煤的效率。

回到机动车上，什么再热、再生似乎都有点过于复杂，需要更多的管线与控制。但是和内燃机类比得出的使用热交换器避免几大热能散失却是相对可行的。

这就是外燃机的好处。外燃机的燃烧这个循环中，输入的燃料、作为氧化剂的空气可以是很高的温度，内燃机要是升高进气的温度，功率反而是下降的，因为进气等量的物质少了，同时作为膨胀的工质，最低温度更高了。最简单的，在高原上内燃机车是出力下降的，需要增压，同时散热要求也严酷了，而蒸汽机车头则没有过这个问题，尽管传统的车头效率真的不咋地。

在工业中的很多地方，锅炉的烟气最后的步骤，就是对于将用于助燃的空气进行加热。这早就不是个新的概念。包括化工中，排放产物的高温也要传递到输入物料上，减少加温的花费。

典型的一种热交换方法是使用热管。也就是现在电脑上、笔记本里散热的重要组件。在密封的管路里，装入工质然后抽低压。两头一边在热的地方一边在冷的地方。热的地方很快内部工质气化，然后在冷的地方液化。相变就有相变焓能的转移，这个速率可是比相同体积的金属传导速录大出数量级去。

工业里面常见的热交换组件，就是两个管道凑到一起一段儿。这一段里热管贯通隔板，当然热管上还要有不少的鳍片。

同理，对于锅炉（或者叫做蒸汽发生器）的烟囱与进气管道，也设置这样的凑到一起的部分。中间贯穿热管以及散热鳍片。

理论上讲，按照逆流\对流原理，相邻的两个管路中流动的介质发生热交换，若是两路流动方向不一样，则对于热的一路介质而言，总是遇到更冷的另一路介质冷却自己；对于冷的一路介质而言，总是遇到更热的另一路介质加热自己。这样，若是加热的管路足够长，热的介质就会被冷却到最冷的状态，冷的介质将被加热的最热的状态，即实现热能的完全交换。这样锅炉烟气实现能量避免以热的形式耗散。

对于做功之后乏蒸汽的高于凝结点温度的温差，也就是俗称的显热，一般成熟一点、现代一点的蒸汽动力上有馈水回热装置实现热交换，即把冷凝水在送回锅炉之前（称作馈水），先被做功之后的乏蒸汽喷一遍，回收乏蒸汽的部分能量。一般是“干式”，馈水在管路中，不与蒸汽直接接触。

另一面，乏蒸汽最终发生相变，即冷凝，释放相变焓或是潜热，这个能量是不小的。一定量的水蒸汽在常温常压下从气态变为液态，100度+的蒸汽凝结，还是100度-的水，保证等温等压，但是释放的焓，能令六倍左右的液态水从0度升高到100度。相变的焓是很大的，这也是前面的热管传热效率超高的原因。

显然，是不能像是汽车的散热器一样，实现冷凝就是直接把乏蒸汽隔着散热器暴露在大气中，这些相变焓散失到大气去。

我构思的一个想法是这样的：

一方面冷凝本身的实现是在一个封闭水罐中，封闭水罐中腔体抽成为负压，使用引射喷嘴，乏蒸汽（总是有残余压强的）经过引射喷嘴喷向罐内真空的时候，同时引射罐子中的残余水，这些水被吹到罐内空间中形成雾化小液滴，同乏蒸汽充分接触并促进乏蒸汽的凝结，同时将潜热转移到产生的更大的液滴上，落回到罐子底部。而蒸汽凝结也进一步制造、维持负压。使用喷射雾化，蒸汽被冷却的接触面可是要比鳍片大出很多倍。

另外，罐底到热交换器之间再设立一个循环管路，同样是实现散热，并将热传递给进入锅炉的助燃空气。不妨将乏蒸汽引射的水就直接接到从热交换器回到罐子的管路，引射本身就能实现散热一路的自然循环。显然由于潜热很大，被引射的水的流量有必要数倍大于蒸汽流量，这点似乎不大好办，那就继续使用一路泵辅助。

同样是逆流原理，罐底凝结水流出后，来到热交换器的锅炉进气一路中，从热的部分逐渐来到最冷的进气口。

似乎有了这样的热交换器，燃料效率达到80%、百公里耗油只要不到三升是可能的。只要足够大、长……

那为啥电站就没有80%呢？？对啊，因为第一烟气热能没有往助燃空气交换，第二冷凝过程的潜热也没有向助燃空气交换。

美国疑似一个主要是打嘴炮的公司，产品叫做cyclone蒸汽机，名以上进行了三个能量的回收，自己号称效率也不过30%多点。显然回收热能的环节不够长不够大，就是意思了意思。

这个公司发布的消息看着也有点意思，08年左右号称与美军合作，为M1坦克适配辅助动力，也就是发电机。号称大概是以前电脑crt显示器包装箱大小的空间里实现发电机，在待机下供电，要知道M1坦克使用燃气轮机，是个油老虎。此外还号称和雷声公司合作，研究水下机器人的动力以及鱼雷的动力，不过怀疑就不是水蒸气了。

土鳖配铁牛

目前国内的大型电站亚临界，超临界，超超临界的机组并存。百万等级的都是超超临界，60万等级的大概这三种类型三分天下，30万等级的估计亚临界70%，超临界30%。新上马机组的话，60和100万的都是超超临界，30万的是超临界。中国燃煤火电机组的总体效率应该在世界上遥遥领先。

污染这事上，多数国企做得非常好了。因为国企领导这事不做好，丢的是自己乌纱帽，赚的钱又不是自己的。反而是大量私有小企业，都是靠打这个差价来盈利的，防污染设备全上全开就赔了，设备部分上，领导检查的时候开才能竞争得过国企。但是私企做事灵活，搞不定数据，可以搞定写数据的人。设备和运行上省下一个亿，给领导私下送几百万就把事办了。

琢磨蒸汽的时候，不由想到了计算机的散热。现在热管为重要角色的风冷散热似乎还是比较够用的，进一步有使用水冷的，不过疑似花钱更多性价比值得怀疑、水泵风险是个问题。

热管就是前文说的，一端蒸发吸热、一端冷凝释放内部工质的潜热。这个功率流是要明显大于金属等材料的传导的。印象里，常见的直径6mm的，似乎对应大约30w的功率流。我的电脑里是个单风扇6管的淘宝便宜货，几十块，使用的硅脂是垃圾级别，工具箱里呆了将近10年，不知道有没保质期、变质问题。标称80w的cpu烤鸡大约60度，风扇转到4000转。现在通过linux的fancontrol、sensors服务，待机调整到300转，温度低于体温，气温凉点就干脆停转了。中度轻度使用的时候一般没有感觉，编译啥的也就是1600左右的转速，尽管cpu占用率8个100%，但是任务重了（数学计算为主），4000转的风扇还是比较“带劲”的。

cpu还是小头，还有两个GPU是能耗大户，也是噪声大户（其实丢到阳台角落里无线网连着，还是无所谓的）

说的有点远了，臭显的嫌疑。

真正要臭显的是下文：

灵光乍现，琢磨着一个“水冷”。重点是，不使用机械部件。没有水泵，也不想要风扇，完全自然循环。

纯粹的水冷怕是不会完成自然循环的。简单地说，就是利用沸腾产生的蒸汽的流动完成循环。cpu的水冷头作为蒸汽发生器，蒸汽流到别的地方冷凝。照理说通常炖煮温度不会超过100度，更高的温度会被“锁住”。到了高原上，这个温度随着气压下降，于是就发明了高压锅建立更高的压力、温度。当然，也就能使用更低的压力来实现电脑温度的更低，毕竟一个温度锁定到100度的计算机散热，是没啥好提的。

问题就来了，抽低压抽到多少呢？

为了虚荣，就怎么着也得能够镇到50度吧，那么就需要把冷却管路内部抽到12千帕，大约八分之一大气压。之前接触的泵能够抽到五分之一大气压，对应60度吧。

那么怎么实现自然循环呢。设想，cpu位置发生蒸发，蒸汽直接上升到系统的最顶部，然后开始沿着管路下降，这个下降的过程也是冷却的过程。冷却中，蒸汽凝结成为液态，保持了低压。凝结水沿着管路继续流动，到达管路系统的最下端。随着cpu部分的蒸发沸腾，环形管路自动补充流动到cpu位置。这就是闭环的大致“环流”。整体上，这个环形管路是一半积水、水上面是低压\真空。cpu等等发热部件的蒸发器，位于水线以下。

换句话说，这就是个单向环流的大号热管。不过就不考虑热管内部的什么金属粉末烧结、或是纤维编织的组织来蓄含、传递液态工质了。

从蒸发器到散热塔的最顶部，设计使用最直接的直管。散热塔部分则是使用盘曲的管路令蒸汽经过，实现充分的热交换、冷凝。

设计散热鳍片作一组竖直的金属片，蒸汽冷凝管路则是近似水平地倾斜穿过鳍片。鳍片的两侧开放部分增设挡板，令空气经过鳍片的部分形成一个只有上下开口的桶型。这样，经过加热的空气就会自动向上流动。而蒸汽管路里，蒸汽逐渐冷却、凝结，则是从上到下的过程，温度分布也是上热下冷，这就正好形成了一个逆流的热交换。不妨令散热塔部分竖直尺度较大、水平尺度较小，强化空气流动、蒸汽冷凝管路温度梯度的有序。

接下来的一个疑问，就是一旦有水蒸发，内部管路极小的体积就被蒸汽填充，压强在发生冷凝之前还是会明显增加。为了50度设计而抽的真空，很快发现升到70度。这样就增加一个真空瓶（姑且叫做真空reservoir，我不知道为啥很喜欢reservoir这个词），瓶子内部也是真空的，瓶口向下，连接到环形管路内部冷凝端的液面上方真空空间。蒸汽相当于从蒸发器向另一侧的水面冲，冲的过程中冷凝，而整体压力，至少另一侧水面上方的压强不会明显变化。

机箱里面有cpu、两个GPU，想要两个都位于水面下方不远，显然电脑不能原来那样摆放了。最合适的形态，是主板背板IO部分，也就是机箱的背部，成为底部，机箱整个向后转动90度。这个时候，绝大多数情况的cpu、gpu芯片都位于差不多的高度上，还全是竖直的。现在有些机箱有这种板卡全竖直的，号称散热更好（我看未必）。这个时候，cpu上方的空间，一直到现在的顶部、之前的前面板，似乎可以布置前述的散热塔。下面是机箱往往都有的辅助风扇开口，上面嘛则需要开新的口子。

就这样吧，越想越美，欧耶。

没时间做，嘴上先过过瘾

回头说，为啥6mm热管对应了30W，而这里似乎是要用一个管子就带走一百多瓦，能行不？热管的相关研究，是CFD研究的一个方向。计算机用的热管，算是最为低端的吧。猜想之一就是本身内部容积很小，温度一高气态工质一多就把内部压强憋上去了，沸点也上去了，蒸发、凝结速率就下来了。猜想之二是使用毛细作用从冷凝端到蒸发端传递液态工质，流速还是有限制。想做个实验也算是简单，现在的机箱不同朝向摆放，让热管贴着芯片的部分处于上部、下部、水平一侧等等情况，比较一下。不过热管原本最大的特点是重力无关，毛细作用与重力关系不明显，这个实验之前是没有发现明显的差异的，只能考察烧结海绵结构之外的液态工质的影响。既然扯到CFD了，就有第三个因素，算是和前一点对应，蒸发的气态工质流向冷凝端，显然是存在上限的，相对低温、明显低压下的气态声速是更低的，工质流动显然不会高于声速，那么工质携带的能量的流动也有上限。当然这一点主要是装逼用。但是这也就牵扯到了3.5点，流速与阻力，想到管道内表面是烧结金属的粗糙表面，流动起来阻力必然不如光滑管路，于是也就解释了为啥笔记本上面扁的热管是不如圆热管的、6mm是不如8mm的、拐弯曲率大的不如曲率小的更不如不拐弯的、工业上更粗的有百瓦级的、以及环路热管是更先进的。

首先没有人需要每天换电池，目前主流的电池即使是出租车跑一天也够了，晚上普通充电桩充一晚就行。

其次，换电池对应的是主要是跑长途这种需要快速补电的场景，城里换电的是少数

第三，蔚来和北汽现在换电就搞的挺好了，没听说有什么严重的问题。北汽更是用在出租车上，真的是每天换。

第四，换电绝对是充电的终极解决方案。对于200度电池，充电是没法做到5分钟搞定的