SU1610208A1

SU1610208A1 - Method of varying physical state of gas in compression-expansion liquid-piston machine

Info

Publication number: SU1610208A1
Application number: SU894307181A
Authority: SU
Inventors: Алексей Васильевич Друцкий; Константин Григорьевич Головач; Александр Алексеевич Тресиков; Александр Иосифович Милютин; Иван Николаевич Житарь
Original assignee: Государственный Проектный Институт Строительного Машиностроения
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 1990-11-30

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность способа путем улучшени отбора тепла от газа и использовани этого тепла. Газ подают в компрессорную камеру (К), сжимают и нагнетают в ресивер с одновременной подачей газа в расширительную К. Газ расшир ют и вытесн ют из расширительной К. Отбор тепла ведут в процессе сжати путем впрыска охлаждающей жидкости в компрессорную К. Охлаждающую жидкость отбирают из объема жидкостного поршн и перед впрыском пропускают через теплообменник. Начало впрыска осуществл ют в момент достижени в компрессорной К давлени , соответствующего значению т-ры мокрого термометра, равному расчетному значению т-ры охлаждающей воды на выходе из поршн . Расход жидкости определ ют из расчета обеспечени дальнейшего изотермического сжати газа и макс.нагрева жидкости. 1 ил.The invention makes it possible to increase the efficiency of the process by improving the heat extraction from the gas and using this heat. The gas is fed to the compressor chamber (K), compressed and injected into the receiver while simultaneously supplying gas to the expansion chamber K. The gas is expanded and displaced from the expansion chamber. Heat is extracted during compression by injecting coolant into compressor K. Coolant is taken from the volume of the liquid piston and before injection is passed through a heat exchanger. The injection is started at the moment when the pressure K in the compressor reaches the value corresponding to the value of the wet thermometer temperature, equal to the calculated value of the cooling water outlet temperature at the piston outlet. The flow rate of the fluid is determined on the basis of providing further isothermal gas compression and maximum fluid heating. 1 il.

Description

Изобретение относитс к способу получени газов с различными параметрами температуры давлени в компрес- сорно-расширительных маш1Нах с жид- костным поршнем с использованием отбираемого при этом тепла.The invention relates to a method for producing gases with different parameters of pressure temperature in a compressor-expansion machines with a liquid piston using the heat extracted therefrom.

Цель изобретени - поэьш1ение эф- , фективности способа путем улучшени отбора тепла от газа и использовани этого тепла.The purpose of the invention is to illustrate the efficiency of the process by improving the heat extraction from the gas and using this heat.

На чертеже изображено устройство дл реализации предложенного способа.The drawing shows a device for implementing the proposed method.

Устройство.содержит вертикально ус- тановленн.- ч U-образный корпус 1 , раз- деленньш кадкостным поршнем 2 на ком- . прессорную и расширительную камеры 3 и 4, уппотненныё крышками (не обозначены ) с впускными н выпускными кла- :панами 5 и 6, при этом выпускной клапан 6 компрессорной камеры и впускной клапан 5 расширительной камеры сообщены между собой при помощи ресивера 7. В компрессорной камере 3 установлено устройство 8 дЛ впрыска охлаждающей жидкости, вход которого сообщен трубопроводом 9 посредством насоса 10 и теплообменника 11 с объемом жидкостного поршн 2 в корпусе 1.-При этом к ресиверу 7 подключен патрубок 12 предварительной накачки газа.The device contains a vertically mounted U-shaped body 1, divided by a piston-type piston 2 into a comp. pressor and expansion chambers 3 and 4, lids (not marked) with inlet and outlet valves: panels 5 and 6, while the exhaust valve 6 of the compressor chamber and the inlet valve 5 of the expansion chamber communicate with each other using a receiver 7. In the compressor chamber 3, a device 8 dL of coolant injection is installed, the inlet of which is connected by pipeline 9 by means of a pump 10 and a heat exchanger 11 with a volume of a liquid piston 2 in the housing 1. In this case, a branch pipe 12 of preliminary gas pumping is connected to the receiver 7.

Предлагаемый способ осуществл ют следующш образом.The proposed method is carried out as follows.

Первоначально ресивер 7 через патрубок 12 от внешнего источника запол- н ют газом до рабочего давлени .Initially, the receiver 7 through the nozzle 12 from an external source is filled with gas to the working pressure.

Далее жидкостный поршень 2 выводитс в крайнее положение путем подачи газа в компрессор ную камеру 3 через выпускной клапан 6 при открытом вы- пускном клапане 6 расширительной камеры 4о При достижении поршнем 2 крайнего положени клапаны 6 камер 3 и 4 закрывают.Next, the liquid piston 2 is brought to its extreme position by supplying gas to the compressor chamber 3 through the exhaust valve 6 with the exhaust valve 6 open at the expansion chamber 4 °. When the piston 2 reaches the extreme position, the valves 6 of the chambers 3 and 4 are closed.

Дл . запуска машины открывают впускной клапан 5 расширительной; камеры 4 и осуществл ют впуск газа в нее из ресивера 7, после чего клапан 5 закрывают и в расширительной камере 4 дальше осуществл етс расширение газа до давлени выпуска. В компрессорной камере 3 в данном,такте осуществл етс первоначально сжатие газа, а потом при достижении рабочего давлени - вытеснение его через открывшийс выпускной клапан 6 в ресивер 7. Первоначально сжатие газа происходит адиабатически, в результате чего температура газа по- вьш1аетс . При достижении в компрес- сорной камере 3 давлени , соответствующего значению температуры мокрого термометра сжимаемого газа, равного расчетному значению температуры охлаждающей воды на выходе из жидкостного поршн 2, открьшаетс устройство 8 через которое осуществл етс впрыск в компрессорную камеру 3 охлаждающей жидкости, подаваемой из объема жидкостного поршн 2 по трубопроводу 9 через теплообменник 11 насосом 1-0, Расход охлаждающей жидкости через устройство 8 определ етс из расчета обеспечени дальнейшего изотермического сжати газа и максимального нагрева впрыскиваемой жидкости. При дости- жении в компрессорной камере 3 рабочего давлени устройство 8 выключаетс и одновременно открываетс выпускной клапан 6, через которьш осуществл етс :выпуск сжатого газа в ресивер 7. For start the machine open the inlet valve 5 expansion; chambers 4 and inject gas into it from receiver 7, after which valve 5 is closed and gas is further expanded in expansion chamber 4 to release pressure. In the compressor chamber 3 in this cycle, the gas is initially compressed, and then when the operating pressure is reached, it is forced out through the opening exhaust valve 6 into the receiver 7. Initially, the gas is compressed adiabatically, as a result of which the gas temperature rises. When the pressure in the compressor chamber 3 is equal to the compressed gas temperature of the wet thermometer, which is equal to the calculated temperature of the cooling water at the outlet of the liquid piston 2, the device 8 is opened through which the cooling liquid supplied from the volume of the liquid is injected into the compressor chamber 3 the piston 2 through the pipeline 9 through the heat exchanger 11 by the pump 1-0. The flow rate of the coolant through the device 8 is determined on the basis of providing further isothermal compression gas and maximum heating of the injected fluid. When the operating pressure in the compressor chamber 3 is reached, the device 8 is turned off and at the same time the exhaust valve 6 opens, through which the following is emitted: the release of compressed gas to the receiver 7.

При обратном ходе жидкостного порш н 2 открьшаетс впускной клапан 5 компрессорной камеры 3 и выпускной клапан 6 расширительной камеры 4, в результате чего осуществл етс впуск газа в компрессорную камеру 3 и выпуск отработанного 1:аза из .расширительной камеры 4. В момент достижени жидкостным поршнем 2 крайнего положени клапаны 6 и 7 закрываютс .During the return stroke of the liquid piston n 2, the inlet valve 5 of the compressor chamber 3 and the exhaust valve 6 of the expansion chamber 4 is closed, resulting in the gas inlet into the compressor chamber 3 and the discharge of exhaust 1: a) from the expansion chamber 4. At the time of reaching the liquid piston The 2 extreme positions of the valves 6 and 7 are closed.

,В дальнейшем рабочий цикл повтор етс .Further, the duty cycle is repeated.

Так как при пр мом контакте воды (жидкости) с охлаждаемым газом водуSince during direct contact of water (liquid) with cooled gas, water

можно нагреть только до темрературы мокрого термометра газа, а эта температура зависит от давлени газа, то в зависимости от требуемой температуры нагрева охпазкдающей жидкости выбира- етс момент начала впрыска в компрессорную камеру 3 охлаждающей жидкости, т.е. момент достижени давлени газа, при котором температура мокрого термометра соответствует требуемой тем- ; пературе нагрева охлаждающей жидкости необходимой на выходе из жидкостного поршн 2.it is possible to heat only up to the temperature of a wet gas thermometer, and this temperature depends on the gas pressure, then depending on the required heating temperature of the circulating fluid, the moment of the start of injection into the compressor chamber 3 of the cooling fluid, i.e. the moment of reaching the gas pressure at which the temperature of the wet thermometer corresponds to the required temperature; Perform heating of the coolant required at the outlet of the liquid piston 2.

Охла щающа жидкость (например, вода ), котора вл етс и поршневой, подаетс через трубопровод 9 в одну полость теплообменника 11 насосом 10. При достижении рабочего значени температуры жидкости на входе в теплообменник 11 к его второй полости подключаетс потребитель тепла (на .схеме не показан),например система отоплени , т.е. включаетс циркул ци теплоносител на отбор тепла.Cooling liquid (for example, water), which is also a piston one, is fed through pipe 9 into one cavity of heat exchanger 11 by pump 10. When the working temperature of the liquid at the entrance to heat exchanger 11 is reached, a heat consumer connects to its second cavity (on the circuit shown), for example, a heating system, i.e. The heat transfer medium is circulated for heat extraction.

Таким образом, предлагаемый способ работы обеспечивает эффективную трансформацию тепла от более низкого пбг тенциала газа к более высокому потенциалу жидкости при незначительных затратах энергии на создание небольшого избыточного давлени газа, подаваемого в компрессорную камеру 3, так как дл сжати газа в компрессорной камер 3 используетс впоследствии, его же .энерги расширени в расширительной камере 4. Вследствие обеспечени контактной передачи тепла от сжимаемого газа к охлаждающей жидкости при повышенных давлени х достигаетс нагрев охлаждающей жидкости до высокой тем- пературы, чем решаетс вопрос использовани нагретой воды, т.е.. повьш1ает- с степень трансформации тепла.Thus, the proposed method of operation ensures efficient transformation of heat from a lower pbg gas potential to a higher potential of the liquid with little energy spent on creating a small excess pressure of gas supplied to the compressor chamber 3, since later it is used to compress the gas in the compressor chambers 3 its expansion energy in the expansion chamber 4. Due to the provision of contact heat transfer from the compressible gas to the coolant at elevated pressures, it reaches are heated coolant to high temperatures, than is achieved using a heated water question, ie .. povsh1aet- a degree of heat transformation.

Claims

Invention Formula

A method of changing the physical state of a gas in a compressor piston with a liquid piston, which includes gas supply to the compressor chamber, compression and gas injection into the receiver with simultaneous gas supply to the expansion chamber, gas expansion and displacement from the expansion chamber, selection of fuel from gas, characterized in that, with (in order to increase the efficiency of the method by improving the heat extraction from the gas and using this heat, the heat removal from the gas is carried out in the process of compressing the coolant injection path into essornuyu chamber and OX la tsayuschuyu fluid volume withdrawn from the liquid piston is passed through the heat exchanger and before injection, the injection start cooling

The liquidity at the moment when the pressure in the working chamber reaches the temperature corresponding to the temperature of the wet thermometer of the compressible gas, equal to the calculated cooling temperature, is the water leaving the liquid piston.

P

/