RU2304722C1 - Энергетический цикл а.в. серогодского - Google Patents
Энергетический цикл а.в. серогодского Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304722C1 RU2304722C1 RU2006115935/06A RU2006115935A RU2304722C1 RU 2304722 C1 RU2304722 C1 RU 2304722C1 RU 2006115935/06 A RU2006115935/06 A RU 2006115935/06A RU 2006115935 A RU2006115935 A RU 2006115935A RU 2304722 C1 RU2304722 C1 RU 2304722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- liquid
- gas
- working fluid
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/06—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/06—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids
- F01K25/065—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids with an absorption fluid remaining at least partly in the liquid state, e.g. water for ammonia
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в двигателестроении, в частности в двигателях, работающих в круговом процессе. В качестве рабочего тела используется смесь веществ в виде газожидкостного раствора, которая состоит из нескольких компонентов, находящихся в равновесии в жидкой и газовой фазах. В первой рабочей фазе при первоначальной температуре и первоначальном давлении рабочее тело расширяется с совершением работы и последующим отводом тепла. Расширение рабочего тела и последующий отвод тепла проводят до температуры, при которой рабочее тело разделяется на газовую фазу и жидкую фазу. Жидкую фазу рабочего тела отделяют от газовой фазы и раздельно сжимают. После сжатия жидкую фазу нагревают путем подвода тепла и смешивают с газовой фазой с образованием рабочего тела при первоначальной температуре. Изобретение позволяет использовать низкотемпературное тепло для работы тепловой машины. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в двигателестроении, в частности в двигателях, работающих в круговом процессе.
Известен способ работы теплового двигателя, использующий в качестве рабочего тела газожидкостный раствор, обладающий обратной растворимостью по температуре. В первой рабочей фазе рабочее тело расширяется с совершением работы с последующей отдачей тепла, а во второй рабочей фазе сжимается до исходного объема, после чего посредством подвода тепла доводится до первоначальной температуры (см. патент России №2121582, 1997 г.).
Недостатком этого способа является то, что в области обратной растворимости цикл может быть осуществлен только при больших давлениях, что приводит к увеличению веса энергоустановки.
Известен энергетический цикл, в котором используется смесь, где в качестве рабочего тела используется газожидкостный раствор, обладающий обратной растворимостью по температуре. В первой рабочей фазе рабочее тело расширяется с совершением работы. При падении давления и увеличении объема происходит выделение газовой фазы, которое сопровождается выделением тепла, поэтому подводимое тепло может быть меньше. При сжатии происходит растворение газа в жидкости, которое сопровождается поглощением тепла, поэтому работа сжатия уменьшается (см. патент России №2148722 1998 г.).
Недостатком этого способа является то, что высокая эффективность цикла реализуется при достаточно больших давлениях и подвод тепла осуществляется при достаточно высоких температурах, что сужает область использования действующих установок.
Целью настоящего изобретения является расширение области использования энергоустановок, использующих в энергетическом цикле в качестве рабочего тела смесь веществ в виде газожидкостного раствора.
Поставленная цель достигается тем, что в энергетическом цикле А.В.Серогодского, использующем в качестве рабочего тела смесь веществ в виде газожидкостного раствора, состоящего из нескольких компонентов, находящихся в жидкой и газовой фазах, в котором в первой рабочей фазе рабочее тело, находящееся при первоначальной температуре, расширяется с совершением работы и последующим отводом тепла, а во второй рабочей фазе сжимается с последующим подводом тепла, расширение рабочего тела и последующий отвод тепла проводят до температуры, при которой рабочее тело разделяется на газовую фазу и жидкую фазу, и после отвода тепла отделяют жидкую фазу от газовой фазы, после чего раздельно сжимают газовую фазу и жидкую фазу, а после сжатия жидкую фазу нагревают путем подвода тепла и смешивают с газовой фазой с образованием рабочего тела при первоначальной температуре.
Фиг.1 изображает цикл А.В.Серогодского, построенный на экспериментально полученных зависимостях для газожидкостного раствора смеси фреон-бутан.
Фиг.2 изображает зависимость изменения объема жидкой фазы - бутана газожидкостного раствора смеси фреон-бутан при сжатии. Температура в начале сжатия 10°С и конце сжатия 21°С.
В энергетическом цикле А.В.Серогодского рабочее тело представляет собой смесь веществ в виде газожидкостного раствора, который состоит из нескольких компонентов, находящихся в равновесии в жидкой и газовой фазах. При изменении давления и температуры происходят равновесные процессы изменения количества и концентрации фаз, происходящие с тепловыми процессами, величины которых зависят от выбора давления и температуры.
Рассмотрим цикл А.В.Серогодского, изображенный на фиг.1, состоящий из адиабаты расширения 1-2, изобары отвода тепла 2-3, адиабаты сжатия 3-4 и изобары подвода тепла и смешивания жидкой и газовой фаз 4-1. В качестве примера рабочего тела выберем газожидкостный раствор смеси фреон-бутан, в котором фреон составляет газовую фазу, а бутан жидкую фазу. На фиг.1 показана адиабата расширения 1-2 рабочего тела смеси фреон-бутан. Верхнее первоначальное давление 80 бар, нижнее давление в конце расширения 5 бар. Первоначальная температура в начале расширения в точке 1 равна 160°С, температура в конце расширения в точке 2 равна 17°С. Изобара отвода тепла 2-3, температура в точке 3 равна 10°С. Адиабата 3-4 сжатия построена на суммарном объеме адиабаты сжатия газовой фазы - фреона и адиабаты сжатия жидкой фазы - бутана. Начальное давление сжатия фреона и бутана 5 бар, начальная температура сжатия в точке 3 равна 10°С.Бутан сжимают отдельно до давления 80 бар, и в точке 4 температура жидкого бутана равна 21°С. Как показано на фиг.2, объем жидкой фазы при сжатии от 5 бар до 80 бар практически не меняется. Фреон сжимают отдельно до давления 80 бар, и в точке 4 температура фреона равна 185°С. По изобаре 4-1 жидкий бутан нагревают до 50°С и смешивают с фреоном.
Цикл А.В.Серогодского на фиг.1 осуществляется следующим образом.
В точке 1 рабочее тело - газожидкостный раствор смеси фреон-бутан при первоначальной температуре 160°С и давлении 80 бар находится полностью в газообразном состоянии. При расширении по адиабате 1-2 с совершением работы происходит охлаждение рабочего тела и соответственно увеличение доли жидкой фазы бутана. Расширение проводят до температуры 17°С. По изобаре 2-3 отводится тепло от рабочего тела. Температура в точке 3 равна 10°С. При этой температуре при давлении 5 бар бутан полностью переходит из газообразного состояния в жидкое. Фреон в точке 3 остается в газообразном состоянии. При этих условиях в точке 3 жидкую фазу - бутан отделяют от газовой фазы - фреон. В точке 3 фреон находится в газообразном состоянии при давлении 5 бар и начальной температуре сжатия 10°С, а бутан в жидком состоянии при давлении 5 бар и начальной температуре сжатия 10°С. Фреон сжимают отдельно по адиабате до давления 80 бар. В точке 4 при давлении 80 бар температура фреона равна 185°С. Бутан сжимают отдельно по адиабате до давления 80 бар, и в точке 4 температура жидкого бутана равна 21°С. Как показано на фиг.2, объем жидкого бутана при сжатии от 5 бар до 80 бар практически не меняется. В точке 4 при давлении 80 бар нагревают жидкую фазу - бутан до температуры 50°С, после чего смешивают жидкую фазу рабочего тела - бутан и газовую фазу рабочего тела - фреон при постоянном давлении, поэтому характер адиабаты 3-4 определяет газовая фаза - фреон. Адиабата 3-4 построена на суммарном объеме фреона и бутана при сжатии каждого от 5 бар до 80 бар. При смешении жидкого бутана при температуре 50°С и газообразного фреона при температуре 185°С жидкий бутан испаряется. При постоянном давлении объем фреона уменьшается, но за счет испарения жидкого бутана при постоянном давлении объем смеси увеличивается по изобаре 4-1 и в точке 1 образуется рабочее тело - газожидкостный раствор смеси фреон - бутан полностью в газообразном состоянии при первоначальной температуре 160°С. Цикл завершен.
Характерной особенностью цикла А.В.Серогодского является возможность осуществлять подвод тепла в цикл при низкой температуре.
Таким образом, цикл А.В.Серогодского позволяет значительно расширить область использования энергоустановок, использующих в энергетическом цикле в качестве рабочего тела смесь веществ в виде газожидкостного раствора.
Claims (1)
- Энергетический цикл, использующий в качестве рабочего тела смесь веществ в виде газожидкостного раствора, состоящего из нескольких компонентов, находящихся в жидкой и газовой фазах, в котором в первой рабочей фазе рабочее тело, находящееся при первоначальной температуре, расширяется с совершением работы и последующим отводом тепла, а во второй рабочей фазе сжимается с последующим подводом тепла, отличающийся тем, что расширение рабочего тела и последующий отвод тепла проводят до температуры, при которой рабочее тело разделяется на газовую фазу и жидкую фазу, и после отвода тепла отделяют жидкую фазу от газовой фазы, после чего раздельно сжимают газовую фазу и жидкую фазу, а после сжатия жидкую фазу нагревают путем подвода тепла и смешивают с газовой фазой с образованием рабочего тела при первоначальной температуре.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115935/06A RU2304722C1 (ru) | 2006-05-11 | 2006-05-11 | Энергетический цикл а.в. серогодского |
PCT/RU2006/000672 WO2007133110A1 (fr) | 2006-05-11 | 2006-12-14 | Cycle énergétique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115935/06A RU2304722C1 (ru) | 2006-05-11 | 2006-05-11 | Энергетический цикл а.в. серогодского |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2304722C1 true RU2304722C1 (ru) | 2007-08-20 |
Family
ID=38511972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006115935/06A RU2304722C1 (ru) | 2006-05-11 | 2006-05-11 | Энергетический цикл а.в. серогодского |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2304722C1 (ru) |
WO (1) | WO2007133110A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534330C2 (ru) * | 2009-11-14 | 2014-11-27 | Оркан Энерджи Гмбх | Термодинамическая машина и способ управления ее работой |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3722211A (en) * | 1970-09-28 | 1973-03-27 | Halocarbon Prod Corp | Prime mover system utilizing trifluoroethanol as working fluid |
US4196594A (en) * | 1977-11-14 | 1980-04-08 | Abom Jan V | Process for the recovery of mechanical work in a heat engine and engine for carrying out the process |
US4779424A (en) * | 1987-01-13 | 1988-10-25 | Hisaka Works, Limited | Heat recovery system utilizing non-azeotropic medium |
RU2103521C1 (ru) * | 1994-03-18 | 1998-01-27 | Научно-исследовательская фирма "Эн-Ал" | Способ работы теплового двигателя |
RU2148722C1 (ru) * | 1998-09-24 | 2000-05-10 | Научно-исследовательская фирма "Эн-Ал" | Энергетический цикл, в котором используется смесь |
RU2158831C1 (ru) * | 1999-04-08 | 2000-11-10 | Научно-исследовательская фирма "Эн-Ал" | Способ работы теплового двигателя |
-
2006
- 2006-05-11 RU RU2006115935/06A patent/RU2304722C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-12-14 WO PCT/RU2006/000672 patent/WO2007133110A1/ru active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534330C2 (ru) * | 2009-11-14 | 2014-11-27 | Оркан Энерджи Гмбх | Термодинамическая машина и способ управления ее работой |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007133110A1 (fr) | 2007-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101449029B (zh) | 从热源产生电力的方法和系统 | |
NO20061001L (no) | Fremgangsmate og innretning for gjennomforing av en termodynamisk syklus | |
JP2009537774A5 (ru) | ||
Ceccarelli et al. | Flexibility of low-CO2 gas power plants: Integration of the CO2 capture unit with CCGT operation | |
Zhao et al. | Performance analysis of temperature swing adsorption for CO2 capture using thermodynamic properties of adsorbed phase | |
Yang et al. | Matching and operating characteristics of working fluid pumps with organic Rankine cycle system | |
CN102562179A (zh) | 带有液体引射装置的有机朗肯循环发电系统 | |
Yang et al. | Thermodynamic analysis of a combined power and ejector refrigeration cycle using zeotropic mixtures | |
Zhu et al. | Parameter optimization of dual-pressure vaporization Kalina cycle with second evaporator parallel to economizer | |
Rostamzadeh et al. | Double-flash enhanced Kalina-based binary geothermal power plants | |
RU2304722C1 (ru) | Энергетический цикл а.в. серогодского | |
Somayaji et al. | Second law analysis and optimization of organic Rankine cycle | |
CN101761389A (zh) | 一种工质相变燃气轮机循环的热力发电方法及装置 | |
RU2612240C1 (ru) | Установка для сжижения газов | |
Shah et al. | The Theoretical Framework of the Modified Organic Rankine Cycles for Improved Energy and Exergy Performances | |
RU2148722C1 (ru) | Энергетический цикл, в котором используется смесь | |
RU2747894C1 (ru) | Замкнутый энергетический цикл | |
Kim | Theoretical characteristics of thermodynamic performance of combined heat and power generation with parallel circuit using organic Rankine cycle | |
Muslim et al. | Cycle tempo power simulation of the variations in heat source temperatures for an organic rankine cycle power plant using R-134A working fluid | |
Cho et al. | Experimental study on N 2 impurity effect in the pressure drop during CO 2 mixture transportation | |
Patel et al. | Parametric Analysis of Organic Rankine Cycle (ORC) for Low Grade Waste Heat Recovery | |
Hossaın et al. | Utilization Of Organic Rankine Cycle For Analyzing Energy And Exergy Of The Waste Heat Recovery System | |
RU2007132103A (ru) | Способ преобразования подводимой тепловой энергии в полезную работу | |
Shuangying et al. | Thermo-economic performance analysis of Kalina cycle based on low temperature flue gas waste heat power generation | |
RU2158831C1 (ru) | Способ работы теплового двигателя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170512 |