RU1776876C - Steam-liquid engine - Google Patents

Steam-liquid engine

Info

Publication number
RU1776876C
RU1776876C SU914902769A SU4902769A RU1776876C RU 1776876 C RU1776876 C RU 1776876C SU 914902769 A SU914902769 A SU 914902769A SU 4902769 A SU4902769 A SU 4902769A RU 1776876 C RU1776876 C RU 1776876C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vapor
liquid
evaporator
refrigerator
working
Prior art date
Application number
SU914902769A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Тимофеевич Атманов
Original Assignee
И. Г. Атманов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by И. Г. Атманов filed Critical И. Г. Атманов
Priority to SU914902769A priority Critical patent/RU1776876C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1776876C publication Critical patent/RU1776876C/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : двигатель содержит последовательно соединенные испаритель 1, парожидкостчой адиабатический канал 2 и холодильник 3. Испаритель 1 выполнен в виде заглушенного с торца канала, стенки которого с наружной и внутренней стороны снабжены продольными ребрами 4 и 5 соответственно, причем внутренние ребра 5 вместе с внутренней поверхностью испарител  1 покрыты слоем капилл рно-пористого материала, а парожидкостной канал 2 с внутренней стороны на границе с холодильником 3 снабжен турбулизатором, который может быть выполнен в виде решетки 7 с крупными  чейками. Холодильник 3 подключен к нагнетательно-всасывающей трубе 8, соединенной с клапанным насосом, выполненным в виде трубы с нагнетательным 9 и всасывающим 10 участками с установленными в них обратными клапанами 11 и 12 соответственно. Испаритель 1, парожидкостной канал 2 и холодильник 3 заполнены рабочей жидкостью 13, выполн ющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршн , а между рабочей 13 и перекачиваемой насосом жидкост ми размещена промежуточна  жидкость 14, не допускающа  смещени  с ними. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. Ј Фиг 2 VJ Ч| О 00 VJ О The inventive engine contains a series-connected evaporator 1, a vapor-liquid adiabatic channel 2 and a refrigerator 3. The evaporator 1 is made in the form of a channel muffled from the end, the walls of which are provided with longitudinal ribs 4 and 5, respectively, with the inner ribs 5 together with the inner the surface of the evaporator 1 is covered with a layer of capillary-porous material, and the vapor-liquid channel 2 on the inner side at the border with the refrigerator 3 is equipped with a turbulator, which can be performed n in the form of a lattice 7 with large cells. The refrigerator 3 is connected to a discharge-suction pipe 8 connected to a valve pump made in the form of a pipe with a discharge 9 and a suction 10 sections with check valves 11 and 12 installed in them, respectively. The evaporator 1, the vapor-liquid channel 2, and the refrigerator 3 are filled with a working fluid 13, which simultaneously acts as a working fluid and a fluid piston, and an intermediate fluid 14 is placed between the working fluid 13 and the pumped fluids and not displaced with them. 2 s. P. f-ly, 2 ill. Ј Fig 2 VJ H | O 00 VJ O

Description

Изобретение относитс  к тепловым двигател м, а именно к двигател м внешнего нагрева с жидким поршнем и может найти применение в качестве привода насосов.The invention relates to heat engines, in particular to external heating engines with a liquid piston, and may find application as a pump drive.

Известен парожидкостной двигатель, содержащий последовательно соединенные испаритель, парожидкостной канал, холодильник и нагнетательно-всасывэющую трубу, заполненные жидкостью, выполн ющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршн , а испаритель со стороны, противоположной парожидкостному каналу , соединен с последним дополнительным трубопроводом, который снабжен камерой, заполненной газовой смесью. Недостатком этого устройства  вл етс  постепенно уменьшение количества неконденсирующегос  газа в рабочей зоне двигател  за счет перехода части парогазовых пузырьков, образующихс  в жидком поршне при осуществлении процессов термодинамического цикла, в нагнетательно-всасывающую трубу , в которой эти пузырьки всплывают и уже не возвращаютс  в рабочую зону двигател , то есть неконденсирующийс  газ постепенно выводитс  из рабочей зоны двигател . Уменьшение же количества неконденсирующегос  газа приводит к уменьшению эффективности термодинамического цикла за счет увеличени  необратимых потерь.Known vapor-liquid engine containing a series-connected evaporator, vapor-liquid channel, a refrigerator and a discharge-suction pipe filled with a liquid that simultaneously acts as a working fluid and a liquid piston, and the evaporator from the side opposite to the vapor-liquid channel is connected to the last additional pipeline, which is equipped with a camera filled with gas mixture. The disadvantage of this device is the gradual decrease in the amount of non-condensable gas in the working area of the engine due to the transfer of part of the vapor-gas bubbles generated in the liquid piston during the thermodynamic cycle to the discharge-suction pipe in which these bubbles float and no longer return to the working area of the engine i.e., non-condensing gas is gradually discharged from the working area of the engine. A decrease in the amount of non-condensable gas leads to a decrease in the efficiency of the thermodynamic cycle due to an increase in irreversible losses.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  парожидкостной двигатель , содержащий последовательно соединенные испаритель, ларожидкостной канал, холодильник и нагнетательно-всасывающую трубу, соединенную с клапанным гидравлическим насосом, образующим канал U-образной формы, причем испаритель, парожидкостной канал и холодильник заполнены рабочей жидкостью, выполн ющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршн , а между рабочей и перекачиваемой насосом жидкост ми в U-образ- ном канале размещена промежуточна  жидкость, инертна  по отношению к рабочей и перекачиваемой жидкост м и недопускающа  смешени  с ними, плотность которой выше плотности рабочей и перекачиваемой насосом жидкости.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a vapor-liquid engine containing a sequentially connected evaporator, a liquid-liquid channel, a refrigerator and a pressure-suction pipe connected to a hydraulic valve pump forming a U-shaped channel, and the evaporator, vapor-liquid channel and a refrigerator filled with a working fluid, which simultaneously plays the role of a working fluid and a fluid piston, and between the working fluid and the pumped pump fluids in a U-shaped anal positioned intermediate fluid inert to the working and the pumped liquids and nedopuskayuscha mixing them, the density of which is higher than the density of the working and the pumped fluid.

Недостатком данного устройства  вл етс  низкий КПД парожидкостного цикла из-за больших необратимых потерь, св занных с тем, что при входе жидкости в испаритель только незначительна  часть после нагревани  переходит в пар, а остальна  жидкость, вошедша  в испаритель, нагреваетс  и необратимо уносит значительную часть теплоты из испарител  без преобразовани  в работу.The disadvantage of this device is the low efficiency of the vapor-liquid cycle due to the large irreversible losses associated with the fact that when a liquid enters the evaporator, only a small part passes into the steam after heating, and the rest of the liquid entering the evaporator is heated and irreversibly carries away a significant part heat from the evaporator without conversion to work.

Цель изобретени  - повышение КЛД, устойчивости и надежности работы.The purpose of the invention is to increase the CRD, stability and reliability.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в парожидкостном двигателе, содержащемThe goal is achieved in that in a steam-liquid engine containing

последовательно соединенные испаритель с продольными ребрами с внешней стороны , парожидкостной канал, холодильник и нагнетательно-всасывающую трубу, соединенную с клапанами гидравлическим насо0 сом, образующие канал U-образной формы, причем испаритель, парожидкостной канал и холодильник заполнены рабочей жидкостью , выполн ющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршн , а междуa series-connected evaporator with longitudinal ribs from the outside, a vapor-liquid channel, a refrigerator and a suction pipe connected to the valves with a hydraulic pump, forming a U-shaped channel, and the evaporator, vapor-liquid channel and a refrigerator are filled with a working fluid that simultaneously serves as a working fluid body and fluid piston and between

5 рабочей и перекачиваемой насосом жидкост ми в U-образном канале размещена промежуточна  жидкость, инертна  по отношению к рабочей и перекачиваемой жидкост м и не допускающа  смешени  с ними, 0 плотность которой выше плотности рабочей и5 of the working and pumped fluids in the U-shaped channel, an intermediate fluid is placed that is inert with respect to the working and pumped fluids and does not allow mixing with them, whose density is higher than the density of the working and

перекачиваемой насосом жидкости, согласно изобретени , парожидкостной канал с внутренней стороны на границе с холодильником снабжен турбулизатором, а испарительthe liquid pumped by the pump according to the invention, the vapor-liquid channel on the inside at the border with the refrigerator is equipped with a turbulator, and the evaporator

5 с внутренней стороны имеет продольные ребра покрытые слоем капилл рно-пористого материала, при этом часть объема испарител  заполнена смесью пара рабочей жидкости и неконденсирующихс  в диапа0 зоне рабочих температур газов, при этом турбулизатор выполнен либо в виде кольцевых выступов с внутренней стороны парожидкостного канала на границе с холодильником, либо в виде нескольких ре5 шеток, установленных внутри парожидкостного канала в его поперечном сечении на границе с холодильником. Сопоставительный анализ за вл емого решени  и прототипа показывает, что парожидкостной5, on the inside, has longitudinal ribs coated with a layer of capillary-porous material, while part of the volume of the evaporator is filled with a mixture of working fluid vapor and non-condensing gases in the operating temperature range, while the turbulator is made either in the form of annular protrusions on the inside of the vapor-liquid channel at the boundary with a refrigerator, or in the form of several lattices installed inside the vapor-liquid channel in its cross section at the border with the refrigerator. A comparative analysis of the claimed solution and the prototype shows that vapor-liquid

0 двигатель отличаетс  от известного испарителем , имеющим развитую теплообменную поверхность в виде внутренних продольных ребер, которые вместе с внутренней поверхностью испарител  покрыты слоем капил5 л рно-пористого материала, что улучшает услови  теплообмена между нагревающей средой и рабочим телом двигател , в результате повышаетс  выработка пара в испарителе и, как следствие, повышаетс  единична 0 the engine differs from the known one with an evaporator having a developed heat exchange surface in the form of internal longitudinal ribs, which together with the internal surface of the evaporator are covered with a layer of capillary porous material, which improves the heat transfer conditions between the heating medium and the working medium of the engine, as a result, the steam production in evaporator and, as a result, increases by a single

0 мощность двигател . Заполнение части объема испарител  неконденсирующимс  газом или смесью газов обеспечивает повышение термодинамической эффективности цикла за счет эффекта, св занного с образованием0 engine power. Filling part of the volume of the evaporator with non-condensing gas or a mixture of gases provides an increase in the thermodynamic efficiency of the cycle due to the effect associated with the formation of

5 пузырьков в жидкости, которые в результате гидродинамических процессов обеспечивают впрыск в испаритель дозированного количества жидкости, полностью переход щей в парообразное состо ние, повышают максимальное давление в рабочем объем двигател  и обеспечивают регенерацию отработанного тепла. Снабжение же парожидкост- ного адиабатического участка на границе с холодильником турЬулизатором позвол ет повысить интенсивность образовани  пузырьков в конце рабочего хода за счет тур- булизации потока в момент прохождени  через турбулизатор границы раздела фаз.5 bubbles in the liquid, which, as a result of hydrodynamic processes, provide an injection of a metered amount of liquid into the evaporator, which completely transitions to the vapor state, increases the maximum pressure in the working volume of the engine and ensures the regeneration of waste heat. The supply of a vapor-liquid adiabatic section at the border with the refrigerator with a turbulator allows increasing the intensity of bubble formation at the end of the working stroke due to turbulence of the flow at the moment the interface passes through the turbulator.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема парожидкостного двигател ; на фиг. 2 - вариант выполнени  турбулизатора в виде решетки с крупными  чейками.In FIG. 1 is a schematic diagram of a steam-liquid engine; in FIG. 2 shows an embodiment of a turbulator in the form of a grid with large cells.

Двигатель содержит последовательно соединенные испаритель 1, парожидкост- ной адиабатический канал 2 и холодильник 3. Испаритель 1 выполнен в виде заглушенного с торца канала, стенки которого с наружной и внутренней стороны снабжены продольными ребрами 4 и 5 соответственно , причем внутренние ребра 5 вместе с внутренней поверхностью испарител  1 покрыты слоем капилл рно-пористого материала , а парожидкостной канал 2 с внутренней стороны на границе с холодильником 3 снабжен турбулизатором, который может быть выполнен либо в виде решетки 7 с крупными  чейками. Холодильник 3 подключен к нагнетательно-всасывающей трубе 8, соединенной с клапанным насосом, выполненным в виде трубы с нагнетательным 9 и всасывающим 10 участками с установленными в них обратными клапанами 11 и 12 соответственно. Испаритель 1, парожидкостной канал 2 и холодильник 3 заполнены рабочей жидкостью 13, выполн ющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршн , а между рабочей 13 и перекачиваемой насосом жидкост ми размещена промежуточна  жидкость 14, не допускающа  смешени  с ними.The engine comprises a series-connected evaporator 1, a vapor-liquid adiabatic channel 2 and a refrigerator 3. The evaporator 1 is made in the form of a channel muffled from the end, the walls of which are provided with longitudinal ribs 4 and 5, respectively, with the inner ribs 5 together with the inner surface the evaporator 1 is covered with a layer of capillary-porous material, and the vapor-liquid channel 2 on the inner side at the border with the refrigerator 3 is equipped with a turbulator, which can be made either in the form of a lattice 7 s ajor cells. The refrigerator 3 is connected to a discharge-suction pipe 8 connected to a valve pump made in the form of a pipe with a discharge 9 and a suction 10 sections with check valves 11 and 12 installed in them, respectively. The evaporator 1, the vapor-liquid channel 2 and the cooler 3 are filled with a working fluid 13, which simultaneously acts as a working fluid and a liquid piston, and an intermediate fluid 14 is placed between the working fluid 13 and the pumped fluids and not mixed with them.

Парожидкостной двигатель работает следующим образом.Steam-liquid engine operates as follows.

Перед началом работы двигатель и насос заправл ютс  рабочей жидкостью 13, промежуточной жидкостью 14 и перекачиваемой насосом жидкостью, а в испаритель 1 вводитс  неконденсирующийс  газ в количестве составл ющем часть объема испарител  1. Затем к рабочему телу в испаритель 1 подводитс , а в холодильнике 3 от него отводитс  теплота. В испарителе 1 тепло нагревающей среды передаетс  рабочему телу в виде парогазовой смеси и жидкости. Парогазова  смесь нагреваетс , а жидкость рабочего тела после нагревани  в результате кипени  частично переходит в пар, что приводит к увеличению количества пара в испарителе 1 и кувеличению в нем давлени  парогазовой смеси Под действием давлени  парогазовой смеси рабоча  жидкостьBefore starting work, the engine and the pump are filled with a working fluid 13, an intermediate fluid 14, and a pumped fluid, and non-condensing gas is introduced into the evaporator 1 in an amount constituting a part of the volume of the evaporator 1. Then, it is supplied to the working fluid in the evaporator 1, and from the refrigerator 3 heat is removed from it. In the evaporator 1, the heat of the heating medium is transferred to the working fluid in the form of a vapor-gas mixture and liquid. The vapor-gas mixture is heated, and the fluid of the working fluid, after heating as a result of boiling, partially turns into steam, which leads to an increase in the amount of steam in the evaporator 1 and the pressure of the vapor-gas mixture in it increases. Under the influence of the vapor-gas mixture pressure, the working fluid

перемещаетс  по парожидкостному адиабатическому каналу 2 и холодильнику 3. Вместе с рабочей жидкостью по U-образному каналу перемещаетс  промежуточна  жидкость и перекачиваема , котора  открывает обратный клапан 11 на нагнетательном патрубке 9 насоса и вытесн етс  из него дл  дальнейшего использовани .moves along the vapor-liquid adiabatic channel 2 and the refrigerator 3. Together with the working fluid, the intermediate fluid is pumped along the U-shaped channel and pumped, which opens the check valve 11 on the pump discharge pipe 9 and is expelled from it for further use.

Процесс расширение парогазовой сме0 си над жидкостью в парожидкостном канале протекает по принципу затопленных парогазовых струй с образованием в жидкости в конце рабочего хода парогазовых пузырьков , иЪбразованием значительного прогибаThe process of expansion of a vapor-gas mixture over a liquid in a vapor-liquid channel proceeds according to the principle of flooded vapor-gas jets with the formation of vapor-gas bubbles in the liquid at the end of the working stroke, and the formation of a significant deflection

5 поверхности жидкости на границе раздела фаз с увеличением площади этой поверхности . Это позвол ет интенсифицировать процесс конденсации отработанного пара в конце рабочего хода за счет увеличени  теп0 лообменной поверхности между паром и жидкостью при образовании конуса конденсации и парогазовых пузырьков. Интенсификаци  процесса конденсации отработанного пара ускор ет этот процесс и обеспечивает более5 of the liquid surface at the phase boundary with an increase in the area of this surface. This makes it possible to intensify the process of condensation of the exhaust steam at the end of the working stroke due to the increase in the heat exchange surface between the vapor and the liquid during the formation of the condensation cone and vapor-gas bubbles. The intensification of the process of condensation of the exhaust steam accelerates this process and provides more

5 полную конденсацию отработанного пара. Размещение турбулизатора в парожидкостном канале 2 на границе с холодильником 3 позвол ет интенсифицировать процесс образовани  пузырьков в конце рабочего хода5 complete condensation of the exhaust steam. The placement of the turbulator in the vapor-liquid channel 2 at the border with the refrigerator 3 allows you to intensify the process of formation of bubbles at the end of the stroke

0 жидкого поршн , поскольку при движении границы раздела фаз через турбулизатор происходит дополнительное завихрение жидкости вблизи границы раздела фаз. При этом, образование дополнительного количества0 liquid piston, because when moving the phase boundary through the turbulator there is an additional swirl of the liquid near the phase boundary. In this case, the formation of an additional amount

5 пузырьков происходит как при рабочем, так и при обратном ходе в момент прохождени  границы раздела фаз в зоне турбулизатора. При небольших диаметрах парожидкостного адиабатического канала 2 наиболее эф0 фективным  вл етс  выполнение турбулизатора в виде кольцевых выступов 6, так как турбилизаци  границы раздела фаз в виде конуса в пристенной области парожидкостного канала 2 приводит к более ин5 тенсивному образованию пузырьков в  дре потока, чем при выполнении турбулизатора в виде решетки 7, Увеличение же диаметра парожидкостного канала 2 будет снижать эффективность турбулизации адрес потока5 bubbles occurs both during the working and the reverse stroke at the moment of passing the phase boundary in the turbulator zone. For small diameters of the vapor-liquid adiabatic channel 2, the most effective is the design of a turbulator in the form of annular protrusions 6, since turbulence of the phase boundary in the form of a cone in the wall region of the vapor-liquid channel 2 leads to more intensive formation of bubbles in the flow core than when performing the turbulator in the form of a lattice 7, an increase in the diameter of the vapor-liquid channel 2 will reduce the efficiency of turbulence flow address

0 с помощью кольцевых выступов 6, поэтому при больших диаметрах парожидкостного канала 2 более эффективным  вл етс  тур- булизаци  жидкости вблизи границы раздела фаз с помощью турбулизатора, выполненного0 using annular protrusions 6, therefore, with large diameters of the vapor-liquid channel 2, turbulence of the liquid near the interface is more efficient with the help of a turbulator made

5 в виде решетки 7 с крупными  чейками. Введение турбулизатора в парожидкостной двигатель , увеличивающего количество пузырьков в жидкости в конце рабочего хода, позвол ет увеличить количество жидкости впрыскиваемой в виде струй и брызг в испаритель , что увеличивает единичную мощность двигател . Кроме того, промежуточна  жидкость предотвращает потерю неконденсирующегос  газа из рабочего объема двигател , так как она  вл етс  бо- лее плотной, чем рабоча  жидкость, и не допускает проникновени  в нее парогазовых пузырьков, что повышает устойчивость и надежность работы двигател  по парогазовому жидкопоршневому термодинэмиче- скому циклу.5 in the form of a lattice 7 with large cells. The introduction of a turbulizer into a vapor-liquid engine, increasing the number of bubbles in the liquid at the end of the stroke, makes it possible to increase the amount of liquid injected in the form of jets and sprays into the evaporator, which increases the unit power of the engine. In addition, the intermediate fluid prevents the loss of non-condensable gas from the engine’s working volume, since it is denser than the working fluid and does not allow vapor-gas bubbles to penetrate into it, which increases the stability and reliability of the engine’s operation over the vapor-gas thermodynamic vapor-piston thermodynamic cycle.

Процессы рабочего хода включают следующие:Workflow processes include the following:

1. Расширение рабочего тела с подводом тепла и совершением работы; 2. Кон- денсацию пара из парогазовой смеси в конце рабочего хода на поверхности жидкости , инжектируемой из пристенного сло  в зону конденсации; 3. Образование газовых пузырьков в основном потоке жидкости; 4. Понижение давлени  в рабочем объеме ниже давлени  насыщени  жидкости, инжектируемой в основно й поток; 5. Отвод в холодильнике части отработанного тепла, переданного жидкости основного потока. 1. The expansion of the working fluid with the supply of heat and the completion of work; 2. Condensation of steam from the vapor-gas mixture at the end of the stroke on the surface of the liquid injected from the wall layer into the condensation zone; 3. The formation of gas bubbles in the main fluid stream; 4. Decreasing the pressure in the working volume below the saturation pressure of the liquid injected into the main stream; 5. The removal of part of the waste heat transferred to the liquid of the main stream in the refrigerator.

После остановки жидкого поршн , под действием разницы давлений, образовавшегос  в конце рабочего хода, начинаетс  ускоренное движение рабочей жидкости вместе с парогазовыми пузырьками, а также вместе с промежуточной и перекачиваемой жидкост ми в обратную сторону к испарителю 1. В св зи с тем, что давление в рабочем объеме двигател  к концу рабочего хода становитс  ниже давлени  во всасывающей трубе 10 перед обратным клапаном 12, происходит закрытие клапана 11 на нагнетательном трубопроводе 9 насоса и открытие обратного клапана 12 на всасывающем трубопроводе 10, В результате в нагнетатель- но-всасывающему трубопроводу 10. При понижении давлени  рабочей жидкости пузырьки смеси неконденсирующихс  газов  вл ютс  очагами испарени  в них окружающей рабочей жидкости и аккумулируют ее тепловую энергию. Испарение рабочей жидкости в объеме пузырьков сопровождаетс  ее охлаждением, в результате чего уменьшаетс  количество тепла передаваемого от рабочей жидкости окружающей ере- де в холодильнике 3. При ускоренном движении двухфазного потока парогазовые пузырьки, имеющие значительно меньшую присоединенную массу, должны приобре- сти большее ускорение по сравнению с жид- костью, что приведет к концентрации их у границы раздела фаз. По мере приближени  к поверхности раздела фаз пузырьки будут попадать в область более низкого давлени  и их размеры будут увеличиватьс , а давление понижатьс . Понижение давлени  в пузырьках приведет к дальнейшему испарению в них жидкости и, следовательно, к дальнейшему ее охлаждению. Р д пузырьков , достигших границы с рабочим объемом, разрываютс  с выбросом парогазовой смеси в рабочий объем и образованием над жидкой фазой мелких капель, которые будут попадать в испаритель 1 и испар тьс , повыша  давление в рабочем объеме паро- жидкостного двигател . Повышение давлени  в рабочем объеме приведет к дальнейшей концентрации пузырьков у границы раздела фаз при приближении рабочей жидкости к испарителю 1 и их несимметричному схлопыванию с образованием высокоскоростных струй из окружающей пузырьки жидкости , нагреваемой в процессе их схлопывани . Эти струи практически мгновенно попадают в испаритель 1 на развитые поверхности с пористым покрытием и распредел ютс  по всейтеплообменной поверхности . Возможно также, что при движении рабочей жидкости к испарителю 1 часть ее, насыщенна  парогазовыми пузырьками, в виде пены, войдет в испаритель 1, Однако в обеих случа х в испаритель попадает ограниченное , дозированное количество жидко сти, котора  полностью испар етс  на теплообменной поверхности испарител  1. Жидкость при обратном ходе останавливаетс  у входа в испаритель 1 из-за резкого увеличени  давлени  в рабочем объеме в результате описанных выше процессов, что существенно уменьшает необратимые потери на нагревание жидкости и последующего отвода тепла без совершени  работы. Перед входом в испаритель 1 пузырьки сжимаютс  с повышением термодинамического потенциала их содержимого, которое выбрасываетс  из рабочей жидкости в испаритель 1 с образованием брызг и струй, возвраща  тем самым в зону нагрева парогазовую смесь повышенного потенциала дл  повторного использовани , а также дозированное количество жидкости. На этом завершаютс  про- цессы обратного хода, после чего термодинамический цикл повтор етс  в указанной последовательности.After the liquid piston stops, under the influence of the pressure difference formed at the end of the stroke, accelerated movement of the working fluid begins with the vapor-gas bubbles, as well as with the intermediate and pumped fluids in the opposite direction to the evaporator 1. Due to the fact that the pressure in the engine displacement by the end of the stroke becomes lower than the pressure in the suction pipe 10 in front of the check valve 12, the valve 11 on the discharge pipe 9 of the pump closes and the check valve 12 opens to the suction the suction line 10, as a result, in the suction and suction line 10. When the pressure of the working fluid decreases, the bubbles of the mixture of non-condensing gases are the foci of evaporation of the surrounding working fluid in them and accumulate its thermal energy. The evaporation of the working fluid in the volume of the bubbles is accompanied by its cooling, as a result of which the amount of heat transferred from the working fluid to the surrounding environment in the refrigerator 3 is reduced. When the two-phase flow is accelerated, the vapor-gas bubbles having a significantly lower connected mass should acquire greater acceleration compared to with liquid, which will lead to their concentration at the phase boundary. As they approach the interface, the bubbles will fall into the region of lower pressure and their size will increase and the pressure will decrease. A decrease in pressure in the bubbles will lead to further evaporation of the liquid in them and, therefore, to further cooling. A number of bubbles reaching the boundary with the displacement burst with the release of the vapor-gas mixture into the displacement and the formation of small droplets over the liquid phase, which will fall into the evaporator 1 and evaporate, increasing the pressure in the displacement of the vapor-liquid engine. An increase in pressure in the working volume will lead to a further concentration of bubbles near the phase boundary when the working fluid approaches the evaporator 1 and collapses asymmetrically with the formation of high-speed jets from the surrounding fluid bubbles, which are heated during their collapse. These jets almost instantly enter evaporator 1 onto developed porous-coated surfaces and are distributed throughout the heat exchange surface. It is also possible that when the working fluid moves to the evaporator, 1 part of it, saturated with vapor and gas bubbles, in the form of foam, will enter the evaporator 1. However, in both cases a limited, metered amount of liquid enters the evaporator, which completely evaporates on the heat exchange surface of the evaporator 1. The liquid during the reverse stroke stops at the entrance to the evaporator 1 due to a sharp increase in pressure in the working volume as a result of the above processes, which significantly reduces the irreversible loss of heating the liquid and after eduyuschego heat dissipation without work. Before entering the evaporator 1, the bubbles are compressed with an increase in the thermodynamic potential of their contents, which are ejected from the working fluid into the evaporator 1 with the formation of sprays and jets, thereby returning the gas-vapor mixture of increased potential for reuse and also the dosed amount of liquid to the heating zone. This completes the reversal processes, after which the thermodynamic cycle is repeated in the indicated sequence.

Claims (2)

Таким образом, предложенный двигатель обладает повышенным КПД, высокой устойчивостью и надежностью работы за счет реализации регенеративного парогазового жидкопоршневого термодинамического цикла, возможность которого св зана с образованием в рабочей жидкости пузырьков при введении в испаритель неконденсирующегос  в диапазоне рабочих температур газа или смеси газов, размещением в паро- жидкостном канале на границе с холодильником турбулизатора, а также предотвращением уноса из рабочего обьема неконденсирующегос  газа и выполнением испарител  с развитой теплообменной поверхностью. Формула изобретени  1. Парожидкостный двигатель, содержащий последовательно соединенные испаритель с продольными ребрами с внешней стороны, парожидкостный канал, холодильник и нагнетательно-всасываю- щую трубу, соединенную с клапанным гидравлическим насосом, образующим канал U-образной формы, причем испаритель, парожидкостный канал и холодильник заполнены рабочей жидкостью, выполн ющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршн , а между рабочей и перекачиваемой насосом жидкост ми в U-образном канале размещена промежуточна  жидкость , инертна  по отношению к рабочей и перекачиваемой жидкост м и не допускающа  смешени  с ними, плотность которойThus, the proposed engine has increased efficiency, high stability and reliability due to the implementation of a regenerative combined-cycle liquid-piston thermodynamic cycle, the possibility of which is associated with the formation of bubbles in the working fluid when a gas or gas mixture is non-condensable in the operating temperature range, placed in a vapor - a liquid channel at the border with the turbulator cooler, as well as preventing the entrainment of non-condensing gas from the working volume and performing low evaporator with a developed heat transfer surface. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A vapor-liquid engine comprising a series-connected evaporator with longitudinal ribs from the outside, a vapor-liquid channel, a refrigerator and a suction pipe connected to a hydraulic valve pump forming a U-shaped channel, the evaporator, the vapor-liquid channel and a refrigerator filled with a working fluid, which simultaneously plays the role of a working fluid and a fluid piston, and between the working and pumped fluids in the U-shaped channel is an intermediate liquid inert to working and pumped liquids and not allowing mixing with them, whose density выше плотности рабочей и перекачиваемой насосом жидкости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, устойчивости и надежности работы, парожидкостный кэнал с внутренней стороны на границе с холодильником снабжен турбулизатором, а испаритель с внутренней стороны имеет продольные ребра, которые покрыты слоем капилл рно-пористого материала, при этомhigher than the density of the working and pumped liquid, characterized in that, in order to increase the efficiency, stability and reliability of operation, the vapor-liquid channel is equipped with a turbulator on the inside on the border with the refrigerator, and the evaporator on the inside has longitudinal ribs, which are covered with a layer of capillary porous material, while часть объема испарител  заполнена смесью пара рабочей жидкости и неконденсирующихс  в диапазоне рабочих температур газов. part of the volume of the evaporator is filled with a mixture of steam of the working fluid and non-condensing gases in the operating temperature range. 2. Двигатель по п. 1,отличающийс  тем, чТЬ турбулизатор выполнен в виде кольцевых выступов с внутренней стороны паро- жидкостного канала на границе с холодильником.2. An engine according to claim 1, characterized in that the turbulator is made in the form of annular protrusions on the inside of the vapor-liquid channel at the border with the refrigerator. З.Двигатель по п.1,отличающийс  тем, что турбулизатор выполнен в виде нескольких решеток, установленных внутри парожидкостного канала в его поперечном сечении на границе с холодильником.H. Engine according to claim 1, characterized in that the turbulator is made in the form of several gratings installed inside the vapor-liquid channel in its cross section at the border with the refrigerator.
SU914902769A 1991-01-16 1991-01-16 Steam-liquid engine RU1776876C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914902769A RU1776876C (en) 1991-01-16 1991-01-16 Steam-liquid engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914902769A RU1776876C (en) 1991-01-16 1991-01-16 Steam-liquid engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1776876C true RU1776876C (en) 1992-11-23

Family

ID=21555759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914902769A RU1776876C (en) 1991-01-16 1991-01-16 Steam-liquid engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1776876C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949348A (en) * 2010-05-18 2011-01-19 匡正坤 Gravity machine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельстео СССР №675198. кл. F01 К 19/08, 1977. Патент US №3139837. кл.417-105,1964. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949348A (en) * 2010-05-18 2011-01-19 匡正坤 Gravity machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109855456A (en) A kind of loop heat pipe radiator having stream-liquid two-phase flow injection increasing apparatus
CN110296626B (en) Plate-type evaporation end and seawater desalination system
RU1776876C (en) Steam-liquid engine
CN101776408A (en) Expansible pulsating heat pipe
US3006154A (en) Method for refrigeration and heat transfer
RU2101625C1 (en) Absorption refrigerator
JPS56156407A (en) Pankine cycle device for automobile
RU1776824C (en) Steam-liquid engine
RU2057683C1 (en) Shipboard engine-and-propeller system
RU1806276C (en) Steam-liquid engine
US5381673A (en) Absorption cooling device
RU2000451C1 (en) Steam-gas liquid-piston engine
RU1798606C (en) Heating and ventilating set
CN208398693U (en) Micro-channel array auxiliary driving loop heat pipe
RU2000013C1 (en) Steam-liquid liquid piston engine
CN101504258B (en) High-efficiency evaporation type radiator
RU2000450C1 (en) Steam-gas liquid-piston engine
RU2116460C1 (en) Method of operation of pneumatic motor and device for its realization (versions)
JP4355776B2 (en) Absorption refrigerator
RU2178123C2 (en) Capillary type steam generator
RU2005215C1 (en) Heat liquid-piston engine
JP3592976B2 (en) Bleeding device and absorption refrigerator
CN214199798U (en) Internal heat transfer type radial heat pipe
US3015221A (en) Pump in absorption refrigeration machine
JP4662540B2 (en) External combustion engine