RU2013743C1 - Способ преобразования тепловой энергии - Google Patents
Способ преобразования тепловой энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2013743C1 RU2013743C1 SU904871324A SU4871324A RU2013743C1 RU 2013743 C1 RU2013743 C1 RU 2013743C1 SU 904871324 A SU904871324 A SU 904871324A SU 4871324 A SU4871324 A SU 4871324A RU 2013743 C1 RU2013743 C1 RU 2013743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- zone
- conversion
- energy
- thermal energy
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Использование: для преобразования тепловой энергии и получения механической или электрической энергии. Сущность изобретения: испаряют жидкость, ее пары транспортируют в адиабатических условиях, затем их конденсируют. Конденсат срабатывают на машине преобразования. Зону конденсации размещают над зоной испарения на высоте Н, определяемой приведенного в формуле изобретения выражения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам преобразования тепловой энергии и может быть использовано для получения механической или электрической энергии.
Известен способ преобразования тепловой энергии, в котором паровая турбина либо поршневое устройство преобразуют энергию газа (пара) в механическую, а затем через следующую машину - преобразователь - в электрическую.
Однако КПД этого способа преобразования энергии не превышает 40% , а его реализация требует двух ступеней преобразования энергии - тепловой в механическую и механической в электрическую.
Известен способ преобразования тепловой энергии, в котором паровая турбина либо поршневое устройство преобразуют энергию газа (пара) в механическую, а затем через следующую машину - преобразователь - в электрическую.
Однако КПД этого способа преобразования энергии не превышает 40% , а его реализация требует двух ступеней преобразования энергии - тепловой в механическую и механической в электрическую.
Известен способ преобразования тепловой энергии, в котором пар с каплями конденсата после ионизации пропускают через электродинамический генератор, где происходит преобразование энергии ионизированных частиц в электрическую [2] .
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ преобразования тепловой энергии [3] путем испарения жидкости, транспортирования ее паров в адиабатических условиях, их срабатывания на паровой турбине и дальнейшей конденсации, возврата конденсата через винтообразный спускной канал.
Недостатками этого способа являются низкие КПД преобразования и экологическая защищенность, узкая область использования, ограниченная возможностью получения только механической энергии, поскольку осуществляется лишь частичное преобразование тепловой энергии с помощью установленной в потоке пара паровой турбины.
Целью изобретения являются повышение КПД преобразования, экологической защищенности и расширение области использования.
Это достигается тем, что в способе преобразования тепловой энергии путем испарения жидкости, транспортирования ее паров в адиабатических условиях, дальнейшей их конденсации и использования машины-преобразователя, конденсат срабатывают на машине-преобразователе, а зону конденсации размещают над зоной испарения на высоте Н, определяемой из выражения
H= 2(ΔP-ΔPтр)/(ρg(1+ , где Δ Р - разность давлений насыщенных паров жидкости между зонами испарения и конденсации, Па; Р - давление насыщенных паров жидкости в зоне испарителя, Па; Δ Ртр - потери давления при движении пара от зоны испарения к зоне конденсации, Па; ρ - плотность насыщенного пара в зоне конденсации, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; m - показатель политропы.
H= 2(ΔP-ΔPтр)/(ρg(1+ , где Δ Р - разность давлений насыщенных паров жидкости между зонами испарения и конденсации, Па; Р - давление насыщенных паров жидкости в зоне испарителя, Па; Δ Ртр - потери давления при движении пара от зоны испарения к зоне конденсации, Па; ρ - плотность насыщенного пара в зоне конденсации, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; m - показатель политропы.
Размещением зоны конденсации относительно зоны испарения на высоте Н конденсату сообщают потенциальную энергию, переходящую в механическую или электрическую при возврате его в зону испарения через машину-преобразователь (в зависимости от ее типа).
Повышение КПД преобразования энергии обеспечивается тем, что рабочим телом в машине-преобразователе служит не пар, а сконденсированная жидкость.
Экологическая защищенность повышается за счет того, что преобразование тепловой энергии может осуществляться в замкнутом герметичном контуре без встроенных в него преобразователей (в случае с магнитно-гидродинамическим преобразователем).
Преимуществом способа является также возможность непосредственного преобразования тепловой энергии в зависимости от потребности в механическую или электрическую с применением преобразователей энергии - жидкостных турбин и МГД-генераторов.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором показана схема установки для его реализации.
Установка содержит испаритель 1 и конденсатор 2, соединенные между собой теплоизолированным трубопроводом 3 и трубопроводом 4 через машину-преобразователь 5 и регулятор 6. Конденсатор 2 имеет вентиль 7. В качестве машины-преобразователя используют при токопроводящих жидкостях-магнитно-гидродинамические преобразователи, при нетокопроводящих - жидкостные турбины.
Конденсатор устанавливают относительно испарителя на высоте Н, определяемой в соответствии с расчетным выражением. Перекрывают регулятором 6 трубопровод 4 и через вентиль 7 установку заполняют жидкостью. Затем его закрывают, установку герметизируют и с помощью регулятора 6 устанавливают необходимый расход жидкости в испаритель, где жидкость нагревается до температуры кипения. В испарителе создают давление, соответствующее давлению насыщенных паров кипящей жидкости при температуре кипения. При этих условиях жидкость кипит, а образующийся пар из испарителя по теплоизолированному трубопроводу 3 за счет установившейся разности давлений поступает в конденсатор 2, где пары конденсируют, а сконденсированную жидкость по трубопроводу 4 направляют в машину-преобразователь 5 и далее - в испаритель.
Потенциальная энергия конденсата в трубопроводе 4 переходит в кинетическую энергию движения, которую в машине-преобразователе преобразуют в механическую или электрическую энергию.
П р и м е р 1. В испарителе диаметром 1 м испаряют ртуть при температуре 250оС и давлении Р= 104 Па. При размещении зоны конденсации на расчетной высоте Н= 164,5 м расход испаряемой ртути составит 7,5 кг/с с КПД преобразования при использовании МГД-генератора 0,68.
П р и м е р 2. В испарителе диаметром 1 м испаряют углекислоту при температуре 250оС и давлении Р= 1,78˙106 Па. При размещении зоны конденсации на высоте Н= 385 м расход испаряемой углекислоты составит 583 кг/с с КПД преобразования тепловой энергии при использовании жидкостной турбины 0,64.
Таким образом, способ позволяет увеличить КПД преобразования тепловой энергии более чем в 1,5 раза, повысить экологическую защищенность и расширить область использования.
Claims (1)
- СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ путем испарения жидкости, транспортирования ее паров в адиабатических условиях, дальнейшей их конденсации и срабатывания на машине-преобразователе, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД преобразования, экологической защищенности и расширения области использования, зону конденсации размещают над зоной испарения на высоте H, определяемой из выражения
H= 2(ΔP-ΔPтр)/g(1+ ,
где Δ P - разность давлений насыщенных паров жидкости между зонами испарения и конденсации, Па;
P - давление насыщенных паров жидкости в зоне испарения, Па;
Δ Pтр - потери давления при движении пара от зоны испарения к зоне конденсации, Па;
ρ - плотность насыщенного пара в зоне испарения, кг/м3;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
m - показатели политропы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904871324A RU2013743C1 (ru) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Способ преобразования тепловой энергии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904871324A RU2013743C1 (ru) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Способ преобразования тепловой энергии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013743C1 true RU2013743C1 (ru) | 1994-05-30 |
Family
ID=21538909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904871324A RU2013743C1 (ru) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Способ преобразования тепловой энергии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2013743C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551676C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-05-27 | Открытое акционерное общество "АлМет" (ОАО "АлМет") | Способ и устройство преобразования тепловой энергии в электрическую |
IT201700008792A1 (it) * | 2017-01-27 | 2018-07-27 | Luigi Sanna | "convertitore termoelettrico a moti convettivi" |
-
1990
- 1990-10-08 RU SU904871324A patent/RU2013743C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551676C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-05-27 | Открытое акционерное общество "АлМет" (ОАО "АлМет") | Способ и устройство преобразования тепловой энергии в электрическую |
IT201700008792A1 (it) * | 2017-01-27 | 2018-07-27 | Luigi Sanna | "convertitore termoelettrico a moti convettivi" |
WO2018138606A1 (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | Luigi Sanna | Convective motions thermoelectric converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TR199801584A2 (xx) | Jeotermal sıvıdan güç üretimi için cihaz ve metod | |
US3995428A (en) | Waste heat recovery system | |
PE44196A1 (es) | Sistema y aparato para la conversion de energia termica a energia mecanica y electrica | |
KR20060036109A (ko) | 가스 터빈 시스템 효율 증대 방법 및 그 방법에 적절한가스 터빈 시스템 | |
US6412281B2 (en) | Methods and apparatus for generating hydrodynamic energy and electrical energy generating systems employing the same | |
US4381463A (en) | Method and apparatus for producing electrical power and for the simultaneous heating of fluid, utilizing a magnetohydrodynamic generator | |
US4086772A (en) | Method and apparatus for converting thermal energy to mechanical energy | |
RU2013743C1 (ru) | Способ преобразования тепловой энергии | |
TWI579520B (zh) | 熱交換器、熱機循環系統及其控制方法 | |
JPS61500622A (ja) | エネルギ−変換系 | |
US20180282181A1 (en) | Fresh water and salable energy without environmental harm1 | |
CN105765177A (zh) | 冷凝器 | |
BR0213142A (pt) | Método e aparelho de geração eficiente de energia mecânica, potência ou torque, e motor a vapor | |
SU1823098A1 (en) | Process of conversion of thermal energy to electric power and device for its realization | |
JPS61123703A (ja) | 蒸気発電プラント | |
RU2105191C1 (ru) | Способ преобразования или использования энергии текучих сред, содержащих включения сжатого газа или пара, для производства электроэнергии | |
RU27395U1 (ru) | Гравитационная паросиловая гидроэлектростанция | |
Leo et al. | A simple reaction turbine as a solar engine | |
SU412841A1 (ru) | Комбинированна энергетическа установка на парах щелочных металлов с использованием мгд-преобразовател | |
US3541342A (en) | Submerged energy converter | |
JPS56132412A (en) | Organic rankine cycle engine | |
CN203488233U (zh) | 汲取汽车发动机排气高温进行发电的微型装置 | |
JPS60119306A (ja) | ヒ−トパイプ式動力装置 | |
JPS57182095A (en) | High pressure heat accumulating device | |
JPH0438883B2 (ru) |