Teil Heim
Produktion, Amateur
Funkamateur
Modellflugzeuge, Raketen-
Nützlich, unterhaltsam 		Stealth - Master
Elektronik
Physik
der Technik
Erfindung 		Raum Geheimnis
Erde Mysteries
Secrets of the Ocean
List
Kartenausschnitt
Anfang
Forum
Verwendung des Materials ist für die Referenz (für Websites - Hyperlinks) zulässig
Erfindung
Russische Föderation Patent RU2114999

VERFAHREN ZUR thermischer Energie in mechanische UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG CONVERTING, ein Verfahren zur Erhöhung der Enthalpie und STEAM Kompressibilitätsfaktoren

VERFAHREN ZUR thermischer Energie in mechanische UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG CONVERTING, ein Verfahren zur Erhöhung der Enthalpie und STEAM Kompressibilitätsfaktoren

Name des Erfinders: Thomas Kakovich (US)
Der Name des Patentinhabers: Rankine Millennium Technologies, Inc .. (US)
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1993.08.12

Ein Verfahren der thermischen Energie in mechanische und eine Vorrichtung für seine Durchführung Umwandlung sind zur Stromerzeugung mittels Pfosten Arbeitsfluid in einem Reservoir ausreichend Wärmeenergie zur Übertragung des Arbeitsfluids von Flüssigkeit zu der Dampfphase vorgesehen. Das Arbeitsfluid in dem Tank Gas angeordnet wird zugegeben, das Molekulargewicht nicht mehr als im wesentlichen das Molekulargewicht des Arbeitsfluids, und kommunizieren diese Flüssigkeit thermische Energie aus dem Arbeitsfluid, das Gerät zu erhitzen in Dampf zu bringen. Dann wird das Arbeitsfluid in der Dampfphase in der Vorrichtung zugeführt für Energie in mechanische Arbeit, mit Expansion des Arbeitsfluids und die Abnahme der Temperatur umwandelt. Es sind der Expansion und Kühlung des Arbeitsfluids Gas. Und das Recycling der expandierte, gekühlte Flüssigkeit in die flüssige Phase und dem abgetrennten Gases in das Reservoir. Bei dem Verfahren der Enthalpie erhöht wird und die Kompressibilitätszahl von Wasserdampf als Arbeitsfluid Wasser ist, das in einem Behälter erhitzt wird, um Dampf zu erzeugen und um es in einer Menge von 0,1-9 Gew zugegeben.% Wasserstoff oder Helium Gasgemisch mit Wasserdampf bilden, mit höheren Werten der Enthalpie und der Kompressibilitätszahl. Diese Anordnung und die Implementierung des Verfahrens führt zur Freisetzung der Enthalpie des Systems zur Erhöhung der Effizienz von Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt wird.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft thermische Energie in mechanische Arbeit mit einem Fluid, insbesondere zum Zwecke der Erzeugung von Elektrizität umwandelt, sind aber nicht auf diese Anwendung beschränkt.

Zur Ausführung nützliche Arbeit Energieform verändert werden: das Potential werden umgewandelt in kinetische und thermische Energie - in mechanische, mechanisch - in Strom und so weiter. Die experimentell demonstriert Gleichwertigkeit aller Energieformen führt zu dem Abschluss des ersten Hauptsatz der Thermodynamik, dass Energie nicht aus dem Nichts und verschwinden, ohne eine Spur entstehen können, und wird in einen oder anderen Form immer erhalten. Daher sucht man die Effizienz dieses Verfahrens zu erhöhen, um die Produktion der gewünschten Form von Energie zu maximieren und gleichzeitig die Energieverluste in anderen Formen zu minimieren.

Mechanische, elektrische und kinetische Energie - sind Energieformen, die ineinander mit sehr hoher Effizienz umgewandelt werden kann. Allerdings bedeutet dies nicht in thermische Energie anwenden. Wenn wir versuchen , die Wärmeenergie bei einer Temperatur T in mechanische Arbeit umzuwandeln, ist die Effizienz dieses Verfahrens beschränkt auf 1-T 0 / T, wobei T 0 - Umgebungstemperatur. Diese nützliche Energie, die umgewandelt werden kann, wird Exergie bezeichnet, während die Energie, die Anergie genannt werden kann nicht in Exergie umgewandelt werden. Dementsprechend kann der erste Hauptsatz der Thermodynamik gebildet werden als "die Summe von Exergie und Anergie immer konstant ist."

Außerdem, die das zweite Gesetz der Thermodynamik besagt, dass die Prozesse in einer bestimmten definierten Richtung verlaufen und nicht in umgekehrter Richtung durchgeführt werden kann formuliert werden als "es unmöglich ist, Anergie und aksergiyu zu transformieren".

Thermodynamischen Vorgänge können in die irreversible und reversible unterteilt werden. In irreversiblen Prozessen, geleistete Arbeit Null ist, Exergie in anergy verwandelt. die maximal mögliche Arbeit kann in der umgekehrten Prozess durchgeführt werden.

Versuche Energie auf das zweite Gesetz basiert, maximale Nutzung der Exergie Umwandlung zu machen, bevor es in Anergie umgewandelt wird - Form von Energie, die nicht mehr verwendet werden kann. Mit anderen Worten, die Bedingungen müssen erstellt werden, um die Reversibilität der Prozesse so lange wie möglich zu halten.

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der thermischen Energieumwandlung in mechanische, insbesondere zur Stromerzeugung - das Verfahren, welches die größten Probleme im Hinblick auf die Effizienz darstellt. In diesem Verfahren wird Wärme auf ein Arbeitsfluid übertragen, das in einer Reihe von Temperatur, Druck und Volumen eines reversiblen Zyklus unterzogen wird. Es ist bekannt, daß die ideale regenerative Zyklus der Carnot-Zyklus ist, aber es kann und eine Anzahl von anderen herkömmlichen Zyklen verwendet werden, vor allem der Rankine-Zyklus und der Atkinson-Zyklus und Erickson, Brighton, Diesel und Lenoyra. Wenn jeder dieser Zyklen, ein Arbeitsfluid in gasförmiger Form in die Vorrichtung eingespeist, das Arbeitsfluid in mechanische Energie umzuwandeln, die eine Turbine sein kann, und sehr viele andere Arten von Verbrennungsmotoren. In jedem Fall führt das Arbeitsfluid nützliche mechanische Arbeit, um das Volumen der Flüssigkeit erhöht und ihre Temperatur und Druckabfall. Der Rest des Zyklus wird sich mit der Temperatur und dem Druck des Arbeitsfluids steigenden so dass es nützliche mechanische Arbeit weiter ausführen kann. Fig. 1 (ak) und PV gegeben TS - Diagramm für eine Reihe von typischen Zyklen.

Da das Arbeitsfluid ist wichtig, durch eine Reihe von Verfahren, bei denen Arbeitsfluid, um die Nützlichkeit des Verfahrens zu erhöhen Arbeit modifiziert wird Nutzarbeit Zyklus Element bekannt auszuführen. In Patent [1] beschreibt einen Rankine-Zyklus in der die Turbine für gasförmiges Arbeitsfluid Injizieren eines Ejektor verwendet. Es wurde festgestellt, dass durch die Verwendung des Ejektors ein leichtes Gas in das Arbeitsfluid zu injizieren (nachdem das Arbeitsfluid erhitzt und verdampft worden ist), extrahiert die Turbine Nutzenergie mit einem kleineren Druckabfall als im vorangegangenen Ausführungsbeispiel erforderlich wäre, nur mit einem primären Arbeitsfluid und dass deutlichen Rückgang in der Flüssigkeitstemperatur, den Betrieb der Turbine in einem Medium mit einer niedrigeren Temperatur ermöglicht. Wasserstoff, Helium, Stickstoff, Luft, Wasserdampf oder eine organische Verbindung mit einem Molekulargewicht von weniger als das Arbeitsfluid: Das Leichtgas verwendet werden kann.

Patent [2] beschreibt ein Verfahren für das Einspritzen eines Inertgases, wie Argon oder Helium, in ein gasförmiges Arbeitsfluid Zustand (beispielsweise Dampf) verwendet wird, um mechanische Arbeit in einer Wärmekraftmaschine durchzuführen. Der Dampf hinzugefügt hat eine untere, im Vergleich zu einer Anwendung des Arbeitsfluids ohne Zusätze Wert Adiabatenexponent H, wobei H als C p / C v bestimmt wird, wobei C p - spezifische Wärme bei konstantem Druck und C v - spezifische Wärme bei konstantem Volumen.

Patent [3] für die Stromversorgung des Arbeitsfluids arbeitet auf dem Rankine-Zyklus gewidmet ist, die polare und nichtpolare Verbindungen enthält, ist die polare Verbindung geringer als die der nicht-polaren Verbindung Molekulargewicht.

Bei der Prüfung ist es, die Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie extrem wichtig thermodynamischen Enthalpie. Enthalpie ist die Summe der inneren Energie und dem Produkt aus dem Druck-Volumen H = U + PV. Enthalpie pro Masseneinheit ist die Summe der inneren Energie und dem Produkt aus dem Druck und spezifischem Volumen, h = U + PV. Da der Druck Null nähert, nähern sich alle Gase das ideale Gas und die Änderung der inneren Energie als das Produkt der spezifischen Wärme C po und der Zunahme dT Temperatur definiert. Die Veränderung der "idealen" Enthalpie ist das Produkt C po und Temperatur Schritten: dh = C po dT. Wenn der Druck über Null ist, stellt die Änderung der Enthalpie der "tatsächlichen" Enthalpie.

Das Verhältnis der Differenz zwischen der idealen und der tatsächlichen Enthalpie Enthalpie von der kritischen Temperatur des Arbeitsfluids geteilt wird als Restenthalpie bekannt.

Die Anmelderin hat die Theorie, dass eine größere Effizienz von einem reversiblen Prozess durchführbar ist, wenn man die Änderung der tatsächlichen Enthalpie des Systems im Bereich von Temperaturen und Drücken zu erhöhen, wie durch den vorherigen Zustand erforderlich. Dies könnte möglicherweise durch Verfahren erreicht werden, die die Freisetzung von "residual" Enthalpie ermöglichen würde, in der Tat, den Verlust von Exergie in dem System zu verlangsamen.

Eine weitere sehr wichtige Eigenschaft des Arbeitsfluids ist das Kompressibilitätsfaktor Z, die das Verhalten eines realen Gases Verhalten eines idealen bezieht. Das Verhalten eines idealen Gases unter variierenden Bedingungen von Druck (P), Volumen (V) und Temperatur (T) durch die Zustandsgleichung ermittelt:

PV = nMRT,

wo

n - Anzahl von Molen des Gases;

M - Molekulargewicht; und

Definiert als R wo eine Konstante ist.

Diese Gleichung nicht tatsächlich das Verhalten von realen Gasen beschreiben, für die das Verhältnis bestimmt wird:

PV = ZnMRT oder PV = ZRT,

wo

Z - Kompressibilitätsfaktors;

V - das spezifische Volumen V / (nM).

Für ein ideales Gas Z gleich 1 ist, und für eine reale Gas Kompressibilitätszahl variiert in Abhängigkeit von Druck und Temperatur abhängig. Während die Kompressibilität Faktoren für verschiedene Gase unterschiedlich, stellte sich heraus, dass sie tatsächlich konstant sind, wenn diese Werte in Abhängigkeit von den gleichen Werten des Unterdrucks bestimmt werden. Die reduzierte Temperatur ist das Verhältnis der Temperatur der kritischen Temperatur T / T c definiert ist , und der reduzierte Druck wird als das Verhältnis von Druck zu kritischen Druck P / P c definiert. Die kritische Temperatur und Druck - ist die Temperatur und der Druck, bei dem der Meniskus zwischen den flüssigen und gasförmigen Phasen der Substanz verschwindet, und die Substanz bildet einen einzigen, kontinuierlichen flüssigen Phase.

Und Anmelder theoretisiert, daß eine größere Volumenausdehnung durch Modifizieren der Kompressibilitätszahl eines Arbeitsfluids erhalten werden konnte.

Und Anmelder die Theorie, dass eine Substanz gefunden werden kann, die sowohl die Enthalpie und Kompressibilität eines Arbeitsfluids erhöhen würde.

Somit ist die Aufgabe der Erfindung, - Lösen der Restenthalpie eines Systems, um den Wirkungsgrad der Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie zu erhöhen.

Die Aufgabe der Erfindung ist, und die Expansion eines Arbeitsfluids zu erhöhen, um die Arbeit durch das Arbeitsfluid durchgeführt zu erhöhen.

Zur Erzielung dieser und anderer Aufgaben, die die Erfindung die Aufgabe, die - ein Verfahren zur Umwandlung thermischer Energie in mechanische, in dem das Arbeitsfluid in das Reservoir nach der Wärmeenergie, um das Fluid aus Flüssigkeit umzuwandeln Form von Dampf, und Leiten des Arbeitsfluids in Dampfform eine Einrichtung Energie in mechanische Arbeit, mit einer erhöhten Expansion und Hochtemperatur-Arbeitsfluid, und Rückführung des expandierten Arbeitsfluid mit einer niedrigeren Temperatur in dem Behälter umzuwandeln.

Die Effizienz dieses Prozesses kann durch Zugabe eines Gases in dem Arbeitsfluid in dem Reservoir erhöht werden. Das Molekulargewicht des Gases ist nicht höher als das ungefähre Molekulargewicht des Arbeitsfluids, so dass das Molekulargewicht des Arbeitsfluids und Gas nicht wesentlich größer ist als das annähernde Molekulargewicht des Arbeitsfluids ist. Dieses Gas wird dann abgetrennt (außerhalb des Behälters) von dem Arbeitsfluid und recycelt auf das Arbeitsfluid in dem Reservoir [3].

Wenn das Arbeitsfluid Wasser ist, wobei das Verfahren zu Wasserstoff und Helium bevorzugt werden. Während Wasserstoff einen kleinen Vorteil in Bezug auf die Effizienz hält, ist es aus dem Gesichtspunkt der Sicherheit weniger erwünscht ist, wird Helium daher für den Einsatz in der Praxis bevorzugt.

Die praktische Wirkung der Zugabe des Gases zu dem Arbeitsfluid in dem Reservoir ist, um im wesentlichen die Enthalpie Inkrement erhöhen und damit die Expansion, die das Fluid bei einer Temperatur und Druckdaten unterzogen wird. Diese größere Expansion, eine größere Menge von mechanischer Arbeit kann für eine feste Wärmemenge, Energieeintrag oder die gleiche Menge an thermischer Energie durchgeführt werden kann verringert werden, um eine gegebene Menge an Arbeit zu erhalten. In jedem Fall gibt es eine deutliche Erhöhung der Effizienz des Verfahrens.

die vorliegende Erfindung bietet der Anmelder die Theorie, dass, wenn ein Arbeitsfluid in dem Reservoir erwärmt wird, die Änderung der tatsächlichen Enthalpie über einen gegebenen Temperaturbereich größer ist, wenn auf das Arbeitsfluid "katalytische" Substanz zugegeben. In Fällen, in denen es eine katalytische Substanz ist, für die Arbeit mehr Wärme verfügbar bei jeder gegebenen Temperatur erforderlich ist, wird der Druckwert höher im Vergleich mit dem gleichen System ohne den Katalysator. Temperatur kann für jeden gegebenen Druck im Vergleich zu dem gleichen System ohne den Katalysator reduziert werden.

Der Anmelder glaubt, dass durch die Kombination von Dampf mit einem kleinen (5 Gew.%) Menge an "katalytischen" Gas kann erheblich die Kompressibilitätszahl des resultierenden Gasprozess verändern. Fig. Abbildung 2 zeigt die berechneten Werte der Kompressibilitätsfaktor Z für Kombinationen aus Dampf und einer Anzahl von Gasen. In Fig. 2 die reduzierte Druckbereich von 0,1 bis 10 und darüber, reinem Dampf am kleinsten Z. Z-Verhältnis kann durch Zugabe von verschiedenen Anteilen von Gasen in die erhöht werden, höchstens brennen sie ändert direkt von schweren Gasen wie Xe, Kr und Ar, verhältnismäßig klein. Wenn jedoch der Wasserstoff oder Helium, um den Dampf zugegeben, ist die Änderung der Kompressibilitätszahl ziemlich dramatisch. Erhöhte zentrale Teil des Diagramms in Fig. 3. Aus Fig. 3, daß, wenn im Unterdruckbereich von mehr als 1, aber weniger als 1,5, Zugabe von 5% Helium Ergebnisse in Dampf erhöht den Kompressibilitätsfaktor um etwa 50% betrieben wird. Zugabe von Wasserstoff zu dem Dampf in dem reduzierten Druckbereich erhöht den Kompressibilitätsfaktor um etwa 80%. In der Tat ist die Zugabe einer geringen Menge an katalytischen Substanz zu den Dampf Ergebnisse in der Dampf wirkenden viel näher an ein ideales Gas und kann eine wesentliche Erhöhung der verfügbaren Energieausgabe für einen gegebenen Temperaturbereich bereitzustellen.

Diese Zunahme in Z in Fig. 4 eine dreidimensionale Computergrafik, als eine Funktion von sowohl reduziertem Druck und reduzierter Temperatur. über sowohl der kritischen Temperatur und dem kritischen Druck als Hebe Z ist sogar noch dramatischer durch Betätigung.

Nehmen wir an, dass in der folgenden Gleichung, der Index auf die Eigenschaften eines reinen Dampf bezeichnet, und der Index w - Eigenschaften im Zusammenhang mit Dampf sowie einer katalytischen Substanz (Druck, Volumen, Molmasse und die Konstante R). Aus der Definition des Kompressibilitätsfaktors wir wissen:

Z a = PV a / (R a T), ( 2)

und

Z w = PV w / (R w T). (3)

wie folgt aus diesen Gleichungen erhalten werden:

Z w / Z a = PV w / (R w T <IMG SRC = "http://www.fips.ru/chr/183.gif" ALIGN = ABSMIDDLE> PV a / (R a T)), ( 4 )

und wenn

P und T sind die gleichen für beide Systeme, sie heben sich gegenseitig auf, und die Gleichung wird:

Z w / Z a = R a V w / (R w V a). (5)

Allerdings haben wir bereits , dass theoretisch gezeigt Z w größer oder gleich Z a, und damit:

R a V w / (R w V a) 1 (6)

oder

R a V w R w V a. (7)

Es ist jedoch bekannt, und dass:

.

und

. (9)

Unter Berücksichtigung dieser Beziehungen mit Gleichung 7 erhalten wir:

.

und

(M w / M a) V w V a. (11)

Es ist auch bekannt, dass

V a = V a / M a , ( 12)

und

V w = V w / M w ( 13)

wo

V a - Standard Volumenausdehnung von Dampf;

V w - volumetrische Ausdehnung von Dampf unter Zusatz von katalytischen Substanzen.

Nun können wir die Ungleichheit schreiben als:

(M w / M a) · (V a / M w)) V a / M a, (14)

oder

(M w / a) · (1 / M w / M a)) · V w V a. (15)

Für das bestimmte System , in dem Dampf plus 5 Gewichts-% Helium verwendet wird , das Molekulargewicht von Wasser (M a) 18, von hier .:

M w / a = 1 + 0,05 = 1,05.

Durch Analyse wurde festgestellt , daß M w zu 15,4286 gleich ist und damit:

15,4286 / (1% · 1,05) · V w V a. (17)

Gleichung 17 ist die folgende Ungleichung gegeben:

V w 1225 V ein.

Somit zeigt die obige Gleichung unter den gegebenen Bedingungen, daß die volumetrische Ausdehnung einer Kombination von Dampf mit Helium und / oder Wasserstoff ist, wesentlich größer als in dem Fall von reinem Dampf. Durch die Erhöhung der volumetrischen Ausdehnung des Dampfes unter gegebenen Bedingungen ist es möglich, die Menge der geleisteten Arbeit deutlich zu erhöhen.

Diese Theorie wurde theoretisch bewiesen, indem die erforderlichen Enthalpie-Berechnungen für gegebene Systeme. Um die Rest Enthalpie eines Arbeitsfluids in einem bestimmten Temperaturbereich zu bestimmen, ist es notwendig, eine Funktion zu verwenden, die die ideale und die tatsächliche Enthalpie des Systems auf der verallgemeinerten Kompressibilität Funktion zusammen bindet. Die Restenthalpie kann mit folgender Formel berechnet werden:

wobei die linke Seite der Gleichung repräsentiert die Rest Enthalpie in den Druckanstieg von Null auf einen vorbestimmten Wert bei einer konstanten Temperatur.

Es wurden auch Berechnungen durchgeführt für gegebene Schwankungen von Temperatur und Druck für die Enthalpieänderung. Fig. 5 zeigt die Enthalpieänderung für Dampf alleine, während Fig. 6 - die Enthalpieänderung für eine Kombination von Dampf mit 5% Helium. Diese Diagramme sind in der Figur überlagert. 7 zur Verdeutlichung des Ergebnisses. Wenn hinzugefügt, um ein Paar von 5% Helium Enthalpie jeweils erhöht sich um 13 BTU (BTE) (I BTE = 1055,06 Joule) pro Pfund Masse von Wasser (1 Pfund = 0,454 kg).

Betrachten wir die Anwendung dieser Grundsätze auf die tatsächliche Erzeugung von elektrischer Energie. Eine typische Kraftwerk erzeugt 659 Megawatt Strom, mit 4250 00 Pfund Wasser pro Stunde. Durch die Erhöhung der Energieeffizienz der Anlage um 13 BTU pro Pfund Wasser, ist es möglich, über 55 Millionen BTU pro Stunde zu speichern.

Diese Theorie wurde oben auf Enthalpieabgabe von Dampf angewendet, aber es ist gleichermaßen anwendbar auf alle und jede Arbeitsfluid, das in einen gasförmigen Zustand erhitzt und die Expansion erfährt und Kühlung mechanische Arbeit zu verrichten. Somit Zugabe zu einer solchen Arbeitsfluids in dem Vorratsbehälter ein Gas niedriger als es wird das Molekulargewicht, die Menge der Arbeit mit dem gleichen Wärmeeintrag erfolgen erhöhen.

Fig. 1 (ak) und TS, Arbeit zu verrichten PV-Diagramme für mehrere Zyklen gezeigt; Fig. 2 - eine graphische Darstellung der Kompressibilitätsfaktor Z gegenüber reduziertem Druck für Dampf alleine und Kombinationen von Dampf mit einer Reihe von Gasen; Fig. 3 - vergrößerten Abschnitt des Diagramms in Fig. 2; Fig. 4 - Diagramm der Kompressibilitätsfaktor Z der Temperatur und des Drucks für Dampf alleine und für Dampf mit Helium und für Dampf mit Wasserstoff; Fig. 5 - graphische Darstellung der Änderung der Enthalpie unter Berücksichtigung der Temperatur und des Drucks für Dampf; Fig. 6 - die graphische Darstellung der Veränderung gegenüber der Temperatur und des Drucks für Dampf mit 5% Helium in Enthalpie; Fig. 7 - eine graphische Darstellung der Änderung der Enthalpie unter Berücksichtigung der Temperatur und des Drucks sowohl für Dampf alleine und Dampf mit 5% Helium; Fig. 8 - ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Wärme in mechanische Energie unter Verwendung von Wasserstoff als Arbeitsfluid umzuwandeln; Fig. 9 - die graphische Darstellung der Temperatur gegen die Zeit für verschiedene Substanzen, die in der Vorrichtung aufgeheizt in Fig. 8; Fig. 10 - grafische Darstellung des Drucks über der Zeit für verschiedene Substanzen, die in der Vorrichtung aufgeheizt in Fig. 8.

VERFAHREN ZUR thermischer Energie in mechanische UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG CONVERTING, ein Verfahren zur Erhöhung der Enthalpie und STEAM Kompressibilitätsfaktoren

Bei der Anordnung in Fig. 8, zum Erwärmen des Arbeitsfluids 12. Der Kessel zum Hinzufügen eines Gases zu dem Arbeitsfluid (Wasser in diesem Fall) verwendet wird, in den Kessel 14. Der Kesselleistung Zylinder verbunden mit einer Turbine 16 verbunden, die Strom durch die Last 18. Das Arbeitsfluid verbraucht erzeugt wird expandiert in Turbine 16 wird in Kollektor 20 und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit in dem Kondensator 22 Kondensator 22 trennt den zusätzlichen Gas aus dem Arbeitsfluid in der flüssigen Phase gesammelt, die dann in den Kessel zurückgeführt. Gegebenenfalls Methode zur Verfügung steht, und Gas kann aus dem Dampf vor der Turbine getrennt sein.

In der Praxis wurde der Kessel verwendet unter der Marke "BABY GIANT" verkauft, Modell BG-3.3. Firma Electro Dampferzeuger Corporation of Alexandria, Virginia. Der Kessel wird durch eine Heizvorrichtung erhitzt Feder aus rostfreiem Stahl, 3,3 Kilowatt raubend und bietet Wärmefluß 10.015 Btu pro Stunde. Der Kessel ist mit Temperatur- und Drucksensoren ausgestattet ist, die Temperatursteuerung und geringen Strömungsdruck im Reservoir bereitzustellen, zusätzliche Sensoren wurden in das System eingeführt. Der Topf wurde montiert und Ventile Gas zu dem Arbeitsfluid in dem Kessel hinzuzufügen. Die Temperatur und Druck und in der Kondensatorspule gemessen (mit einem Druck von 60 lbs / square inch), die den Dampf zu stoppen aufgenommen.

Turbine 12 dient Volt-Autolichtmaschine, mit Rippen verschweißt.

Die Ergebnisse der verschiedenen Versuche sind in der Tabelle gezeigt. 1 und 2. Die Grundarbeitsfluid verwendet wurde, war Wasser, und Wasser mit Zusätzen von 5% Helium, Neon 5%, 5% Sauerstoff und 5% Xenon. Temperatur- und Druckmessungen wurden bei der Sammlung Spule genommen, wenn das System eingeschaltet wird, und nach 30, 60 und 90 Minuten sowohl für Wasser und Dampf.

Die Daten in der Tabelle dargestellt. 1 und 2, - die Mittelwerte aus einer Reihe von Experimenten erhalten.

Wie die Temperaturwerte aus der Tabelle. 1 geplottet in Fig. 9, und auf Druckwerte aus der Tabelle. 2 konstruierten Graphen in Fig. 10. Die Ergebnisse in diesen Darstellungen gezeigt, ist es sehr wichtig. etwa 183,33 o C, Dampf mit Sauerstoff - - nach 90 Minuten ist die Temperatur des Dampfes und Helium die niedrigste im Vergleich mit allen Bearbeitungsflüssigkeiten, der Wert - leicht über neon Durchschnitt 154,44 o C. Die Dampftemperatur etwa 187,78 o C, und die Temperatur von reinem Wasserdampf und Dampf mit Xenon - beide ca. 191,1 o C.

Im Allgemeinen sind die gleichen Verhältnisse in Bezug auf das Wasser im Topf gespeichert: 90 min Gel mit Wasser hat eine Temperatur von etwa 93,33 ° C und das Wasser plus Neon - ca. 101,67 o C. Für alle anderen Kombinationen von - etwa 110 o C.

Wie für den Druck wurde die entgegengesetzte Beziehung erhalten. Der Dampf und Helium ist auf dem höchsten Druck - etwa 72,2 lbs / Quadratzoll. Andere Kombinationen waren alle bei etwa dem gleichen Druck wie der Druck des Dampfes etwa 69 lbs / square inch war.

Zusätzlich wurde ein Voltmeter mit dem Generatorausgang verbunden ist. Der Messwert für Dampf 12 für Dampf mit Helium (He) bis 18 V.

Somit ist es klar, daß eine kleine Menge Helium in den Kessel durch Zugabe wird die resultierende Temperatur nach 90 Minuten relativ niedrig ist, während der Druck bei der niedrigen Temperatur erhalten relativ hoch ist. Als Ergebnis dieser höheren Druck können große Menge an Arbeit für das gleiche Energieeintrag erfolgen.

Die "katalytische" Substanz kann über einen weiten Bereich, beispielsweise mit dem Arbeitsfluid zugegeben werden, 0,1 bis 50 Gew.%. Je näher das Molekulargewicht des Arbeitsfluids zu dem Molekulargewicht des katalytischen Materials ist, desto größer die Menge an "katalytische" Substanz erforderlich ist. Wenn Wasser verwendet wird, bevorzugt für die Zugabe H 2 oder He, 3 als Arbeitsfluid -. 9 wt%.

Sowohl Wasserstoff und Helium erhöhen die tatsächliche Enthalpie des Arbeitsfluids, der Wert der Kompressibilitätszahl, die Expansion zu erhöhen und damit mehr mechanische Arbeit. Zusätzlich dazu wurde festgestellt, dass fast Helium abkühlen Kessel, Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Umweltverschmutzung.

Der Anstieg der Enthalpie und Kompressibilitätszahl sind dramatischsten , wenn bei der kritischen Temperatur und der Druck des Arbeitsfluids arbeitet, für Wasser beträgt 374 o C und 218 bar (3205 lb / square inch). Wenn bei solchen Drücken betrieben Spezialschiff benötigen, ist eine solche Ausrüstung zur Verfügung und verwendet wird, zum Beispiel mit der Erzeugung von Strom Kernreaktoren verwendet.

FORDERUNGEN

1. Verfahren für eine ausreichende Wärmeenergie in mechanische Verbindung Umwandeln eines Arbeitsfluid in einem Reservoir Wärmeenergie, die das Arbeitsfluid von der flüssigen in die Dampfphase zu überführen, indem auf die Arbeitsfluid in dem Tank angeordnet, wobei das Gas als ein Molekulargewicht von weniger für im wesentlichen das Molekulargewicht des Arbeitsfluidströmung des Arbeitsfluids in der Dampfphase in der Vorrichtung Energie in mechanische Arbeit, mit Expansion des Arbeitsfluids und die Abnahme der Temperatur, die anschließende Freisetzung von Gas aus dem expandierten und gekühlten Arbeitsfluid, eine zyklische Wiederkehr des expandierten und gekühlten Fluids in einer flüssigen Phase für die Umwandlung, und Gas in den Vorratsbehälter ausgewählt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachricht von Wärmeenergie von dem Arbeitsfluid in der letzten Zugabe von Gas mit einem Molekulargewicht kleiner als das Molekulargewicht des Arbeitsfluids aufweist, wird durchgeführt, indem das Arbeitsfluid für das Gerät Erhitzen in die Dampfphase zu bringen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Wasser als Arbeitsfluid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas, wie Wasserstoff oder Helium verwendet wird.

9 Gew% -. 4. Verfahren nach Anspruch 1, daß das Gas gekennzeichnet ist, in einer Menge von 0,1 bis dem Arbeitsfluid zugegeben.

5. Verfahren nach Anspruch 4, daß das Gas dadurch in einer Menge zugegeben von 3 -. 9 wt%.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Arbeitsfluid zugeführt wird, wobei die Energieumwandlungsvorrichtung bei einer Temperatur und einem Druck nahe ihrem kritischen Wert.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Arbeitsfluid Wasser verwendet in dem Behälter auf eine Temperatur erhitzt 374 o C.

8. Verfahren zur Bestimmung der Enthalpie erhöht wird und die Kompressibilitätszahl von Wasserdampf, umfassend: Erhitzen von Wasser in einem Tank zur Dampferzeugung, in das zu dem Wasser in dem Behälter in einer Menge von 0,1 zugegeben gekennzeichnet - 9 Gew% Wasserstoff oder Helium Gasmischung mit Wasserdampf mit bilden. erhöht Enthalpie und Kompressibilitätsfaktors.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Mischung der genannten Gase.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das 3 hinzugefügt - 9 Gew% Helium ..

11. Vorrichtung für die thermische Energie in mechanische Energie umwandelt, einen Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeitsverbindung mit einer Gasquelle aufweist, die Vorrichtung zur Erweiterung des Arbeitsfluids in Dampfform und einen Teil der Energie, die darin in mechanische Arbeit, in Fluidverbindung mit dem Reservoir durch die Flüssigkeit zum Kühlen Umwandlung und Kondensieren expandierten Arbeitsgerät in der Dampfphase Flüssigkeit und das Gas aus dem abgekühlten trennt, kondensierte Arbeitsfluid, wobei die Expansionsvorrichtung in Verbindung steht, und das an die Vorratseinrichtung kondensierte Arbeitsfluid gekühlt zur Rückführung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß mit einer Vorrichtung zum Erwärmen des Arbeitsfluids, es zu bringen, um die Dampfphase vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Vorratseinrichtung für das Arbeitsfluid erhitzt wird in eine Dampfphase als ein Kessel gebildet zu bringen.

13. Vorrichtung nach Anspruch. 11, wobei die Rückstellmittel umfasst ferner ein abgetrenntes Gas zu dem Vorratsbehälter.

14. Vorrichtung nach Anspruch. 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle mit Wasserstoff oder Helium gefüllt ist.

Druckversion
Erscheinungsdatum 13.01.2007gg