CN103775147B - 速度型机构用气体工质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种速度型机构用气体工质，所述速度型机构用气体工质包括气体A，所述气体A与一种或两种以上气体混合形成混合气体，所述混合气体的平均绝热指数大于1.4，所述混合气体的平均相对分子质量大于30。本发明所公开的所述速度型机构用气体工质能有效减少所述速度型机构的体积和级数，进而提高系统的效率。
Description
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种速度型机构用气体工质。
背景技术
速度型机构（包括叶轮压气机、透平和喷管等）在热力循环中有广泛的应用，用于速度型机构的气体工质的分子量（当气体工质为气体混合物时，为平均相对分子质量）和绝热指数（当气体工质为气体混合物时，为平均绝热指数）是影响热力过程的重要参数，例如，在同一叶轮压气机中，如果气体的分子量不同，则可以获得不同的压比。在传统的速度型机构中，以氦气为工质或以氢气为工质的循环有着广泛的应用，但是，由于这两种气体的分子量小，所以严重影响循环的压比，也严重地增加了叶轮压气机的级数，使机构复杂化。因此，需要发明一种新型工质。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
方案一：一种速度型机构用气体工质，包括气体A，所述气体A与一种或两种以上气体混合形成混合气体，所述混合气体的平均绝热指数大于1.4，所述混合气体的平均相对分子质量大于30。
方案二：在方案一的基础上，所述气体A设为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氮气、氧气或设为氢气。
方案三：在方案一或二的基础上，所述混合气体的平均绝热指数大于1.41、1.42、1.43、1.44、1.45、1.46、1.47、1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.57、1.58、1.59、1.60、1.61或大于1.62。
方案四：在上述任一方案的基础上，所述混合气体在273K下的导热率大于35mW/mk、40mW/mk、45mW/mk、50mW/mk、55mW/mk、60mW/mk、65mW/mk、70mW/mk、75mW/mk、80mW/mk、85mW/mk、90mW/mk、95mW/mk、100mW/mk、105mW/mk、110mW/mk、115mW/mk或大于120mW/mk。
方案五：在上述任一方案的基础上，所述混合气体的平均相对分子质量大于32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100、102、104、106、108、110、112、114、116、118或大于120。
方案六：在方案一或二的基础上，所述混合气体设为由体积分数为百分之五十的氦气和体积分数为百分之五十的氙气构成。
方案七：在方案一或二的基础上，所述混合气体设为由体积分数为百分之五十的氦气和体积分数为百分之五十的氪气构成。
方案八：在方案一或二的基础上，所述混合气体设为由体积分数为三分之一的氦气和体积分数为三分之二的氪气构成。
方案九：在方案一或二的基础上，所述混合气体设为由体积分数为三分之二的氦气和体积分数为三分之一的七氟丙烷构成。
方案十：在方案一或二的基础上，所述混合气体设为由体积分数为三分之二的氦气和体积分数为三分之一的四氟乙烷构成。
本发明中，所谓的“气体A”是指一切在工作条件下的所述速度型机构内不发生相变的气体，例如，氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氮气、氧气或氢气等。
本发明中，所述混合气体在速度型机构内不发生相变。
本发明中，所谓的“混合气体在速度型机构内不发生相变”是指所述混合气体中的组份在工作条件下的所述速度型机构内不发生相变，在所述速度型机构以外的循环路径中可以发生相变。
本发明中，在具体决定所述速度型机构用气体工质时，除应满足本发明中的限定条件外，还应根据所述速度型机构的具体工况决定所述混合气体的具体配方，以使其平均绝热指数和平均相对分子量在本发明所限定的范围内，且在所用的所述速度型机构内不发生相变。
本发明中，所述混合气体中，所述气体A以外的气体可以是氟里昴等任何其它气体，只要其化学性质稳定不与所述气体A发生化学反应，又对所述混合气体流过的所述速度型机构无腐蚀作用即可。
本发明的有益效果如下
:
本发明所公开的所述速度型机构用气体工质能有效减少所述速度型机构的体积和级数，进而提高系统的效率。
具体实施方式
实施例1
一种速度型机构用气体工质，包括气体A，所述气体A与一种气体混合形成混合气体，所述混合气体的平均绝热指数大于1.4，所述混合气体的平均相对分子质量大于30。
作为可以变换的实施方式，所述气体A还可改为与两种以上气体混合形成混合气体。
实施例2
一种速度型机构用气体工质，在实施例1的基础上：将所述气体A具体设为氦气，并将所述混合气体设为由体积分数为百分之五十的氦气和体积分数为百分之五十的氙气构成。
作为可以变换的实施方式，所述气体A还可改设为氖气、氩气、氪气、氙气、氮气、氧气或改设为氢气。
实施例3
一种速度型机构用气体工质，其与实施例2的区别在于：所述混合气体改设为由体积分数为百分之五十的氦气和体积分数为百分之五十的氪气构成。
作为可以变换的实施方式，所述混合气体还可改设为由体积分数为三分之二的氦气和体积分数为三分之一的七氟丙烷构成。
作为可以变换的实施方式，所述混合气体还可改设为由体积分数为三分之二的氦气和体积分数为三分之一的四氟乙烷构成。
作为可以变换的实施方式，所述混合气体还可改设为由体积分数为三分之一的氦气和体积分数为三分之二的氪气构成。
实施例4
一种速度型机构用气体工质，其在实施例1的基础上：所述气体A设为氮气，且使所述混合气体的平均绝热指数大于1.56，所述混合气体在273K下的导热率大于60mW/mk，所述混合气体的平均相对分子质量大于80。
作为可以变换的实施方式，所述气体A还可改设为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氧气或改设为氢气。
本发明的上述实施方式中列举了有关所述速度型机构用气体工质的几种具体例子，作为可以变换的实施方式，本发明的所述速度型机构用气体工质还可以选择性地选择同时满足下述条件或满足下述条件中的任何两条或满足下述条件中的任何一条的混合气体：
（1）平均绝热指数大于1.41、1.42、1.43、1.44、1.45、1.46、1.47、1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.57、1.58、1.59、1.60、1.61或大于1.62的混合气体。
（2）在273K下的导热率大于35mW/mk、40mW/mk、45mW/mk、50mW/mk、55mW/mk、60mW/mk、65mW/mk、70mW/mk、75mW/mk、80mW/mk、85mW/mk、90mW/mk、95mW/mk、100mW/mk、105mW/mk、110mW/mk、115mW/mk或大于120mW/mk的混合气体。
（3）平均相对分子质量大于32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、66、64、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100、102、104、106、108、110、112、114、116、118或大于120的混合气体。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
Claims (99)
1.一种速度型机构用气体工质，包括气体A，其特征在于：所述气体A与一种或两种以上气体混合形成混合气体，所述混合气体的平均绝热指数大于1.4，所述混合气体的平均相对分子质量大于30。
2.如权利要求1所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述气体A设为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氮气、氧气或设为氢气。
3.如权利要求1或2所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.41。
4.如权利要求3所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.42。
5.如权利要求4所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.43。
6.如权利要求5所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.44。
7.如权利要求6所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.45。
8.如权利要求7所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.46。
9.如权利要求8所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.47。
10.如权利要求9所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.48。
11.如权利要求10所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.49。
12.如权利要求11所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.50。
13.如权利要求12所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.51。
14.如权利要求13所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.52。
15.如权利要求14所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.53。
16.如权利要求15所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.54。
17.如权利要求16所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.55。
18.如权利要求17所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.56。
19.如权利要求18所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.57。
20.如权利要求19所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.58。
21.如权利要求20所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.59。
22.如权利要求21所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.60。
23.如权利要求22所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.61。
24.如权利要求23所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均绝热指数大于1.62。
25.如权利要求1和2和4至24中任一项所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于35mW/mk。
26.如权利要求3所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于35mW/mk。
27.如权利要求25所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于40mW/mk。
28.如权利要求26所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于40mW/mk。
29.如权利要求27或28所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于45mW/mk。
30.如权利要求29所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于50mW/mk。
31.如权利要求30所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于55mW/mk。
32.如权利要求31所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于60mW/mk。
33.如权利要求32所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于65mW/mk。
34.如权利要求33所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于70mW/mk。
35.如权利要求34所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于75mW/mk。
36.如权利要求35所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于80mW/mk。
37.如权利要求36所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于85mW/mk。
38.如权利要求37所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于90mW/mk。
39.如权利要求38所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于95mW/mk。
40.如权利要求39所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于100mW/mk。
41.如权利要求40所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于105mW/mk。
42.如权利要求41所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于110mW/mk。
43.如权利要求42所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于115mW/mk。
44.如权利要求43所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体在273K下的导热率大于120mW/mk。
45.如权利要求1和2和4至24和26至28和30至44中任一项所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于32。
46.如权利要求3所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于32。
47.如权利要求25所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于32。
48.如权利要求29所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于32。
49.如权利要求45所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于34。
50.如权利要求46至48中任一项所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于34。
51.如权利要求49所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于36。
52.如权利要求50所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于36。
53.如权利要求51或52所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于38。
54.如权利要求53所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于40。
55.如权利要求54所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于42。
56.如权利要求55所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于44。
57.如权利要求56所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于46。
58.如权利要求57所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于48。
59.如权利要求58所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于50。
60.如权利要求59所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于52。
61.如权利要求60所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于54。
62.如权利要求61所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于56。
63.如权利要求62所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于58。
64.如权利要求63所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于60。
65.如权利要求64所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于62。
66.如权利要求65所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于64。
67.如权利要求66所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于66。
68.如权利要求67所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于68。
69.如权利要求68所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于70。
70.如权利要求69所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于72。
71.如权利要求70所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于74。
72.如权利要求71所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于76。
73.如权利要求72所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于78。
74.如权利要求73所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于80。
75.如权利要求74所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于82。
76.如权利要求75所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于84。
77.如权利要求76所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于86。
78.如权利要求77所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于88。
79.如权利要求78所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于90。
80.如权利要求79所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于92。
81.如权利要求80所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于94。
82.如权利要求81所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于96。
83.如权利要求82所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于98。
84.如权利要求83所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于100。
85.如权利要求84所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于102。
86.如权利要求85所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于104。
87.如权利要求86所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于106。
88.如权利要求87所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于108。
89.如权利要求88所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于110。
90.如权利要求89所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于112。
91.如权利要求90所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于114。
92.如权利要求91所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于116。
93.如权利要求92所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于118。
94.如权利要求93所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体的平均相对分子质量大于120。
95.如权利要求1或2所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体设为由体积分数为百分之五十的氦气和体积分数为百分之五十的氙气构成。
96.如权利要求1或2所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体设为由体积分数为百分之五十的氦气和体积分数为百分之五十的氪气构成。
97.如权利要求1或2所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体设为由体积分数为三分之一的氦气和体积分数为三分之二的氪气构成。
98.如权利要求1或2所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体设为由体积分数为三分之二的氦气和体积分数为三分之一的七氟丙烷构成。
99.如权利要求1或2所述速度型机构用气体工质，其特征在于：所述混合气体设为由体积分数为三分之二的氦气和体积分数为三分之一的四氟乙烷构成。
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