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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2114326

Verfahren zum Umwandeln Strahleinheit in der Energiefluss
Die Wärmeenergie

Name des Erfinders: Fissenko Wladimir Wladimirowitsch
Der Name des Patentinhabers: Fissenko Wladimir Wladimirowitsch
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1996.12.30

Das Verfahren kann zum Erhitzen des Fördermediums verwendet werden. Die Zweiphasenströmung das Überschallregime seines Laufes bilden, und dann die Zweiphasenströmung um die Bildung eines Drucksprung in es mit einem Wechsel zu springen zweiphasige Strömungsdruck in dem Flüssigkeitsstrom mit mikroskopischen Dampfblasen und der Flüssigkeit in dem abrupten Transformation von Zweiphasenströmung in der Flüssigkeit erhitzt zu hemmen. Dieses Verfahren ermöglicht eine effizientere Nutzung des Energieflusses.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Strahltechnologie, primär auf jet nasosnoezhektornym und Einstellungen , die verwendet werden kann , das Fördermedium zu erwärmen , während gleichzeitig den Transport oder Zirkulations organisieren.

Ein Verfahren ist bekannt, Strömungsenergie Umwandlung in thermische Energie durch kinetische Energie in Wärme, die durch Reibung des Fluidkanals der Profilwand Umwandlung (SU, Autor. St. 631761, Klasse F 25 B 29/00, 1978).

Bei diesem Verfahren wird von Fluid durch einen speziell profilierten Kanäle erreichen Heizfluids zu pumpen. Jedoch kann dieses Verfahren nicht effizient mechanische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln, die nicht ausreichend hohen Umwandlungswirkungsgrad führt, und folglich der Abwesenheit von weit verbreiteten Einsatz von Systemen auf diesem Verfahren basieren.

Und andere bekannte Möglichkeit, die Strahlstrom Energieanlage in Wärmeenergieumwandlung, umfassend einen einphasigen Zweiphasenfluidströmung in entgegengesetzten Strömungs und nachfolgende Umwandlung in einphasigen Strömung umzuwandeln, indem eine Zunahme der Druck darin gefolgt Hemmen, indem die Temperatur des Flüssigkeitsstroms zu (Petrov VI In Chebaevsky .DE Cavitation in den High-Speed-Kreiselpumpen - M: .. Maschinenbau, 1982, S. 5).

Diese Methode der Umwandlung ist die am nächsten an der Erfindung durch die technische Wesen und erzielte Ergebnis. In diesem Verfahren wird eine flüssige Energieumwandlungs Heizung ist aufgrund der intensiven Kavitation parogazovyh Kompression mit zunehmendem Druck in der Strömung, durch ein "thermodynamischen" heating komprimiertem Gas und Flüssigkeit aus dem letzteren als Quelle der Wärmeübertragung begleitet. Allerdings neigen die Intensität des Übergangs in einer einphasigen Zweiphasenströmung Übergang schrittweise Kanäle erweitert nicht hoch genug ist, aufgrund auftreten als möglichen Verlust und unvollständige Nutzung der internen Energieübertragung in einphasigen Zweiphasenströmung und umgekehrt, was deutlich die Wirkung der Flüssigkeit Erwärmung reduziert.

Die Aufgabe, die durch die vorliegende Erfindung zu lösende Aufgabe ist die Effizienz der Nutzung des Energieflusses in der Umwandlung seiner Energie in thermische Energie zu erhöhen, um das Fluid zu erwärmen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Umwandeln einer Strahlanlage Strömungsenergie in Wärmeenergie erzielt wird, die in einem Zweiphasen einen einphasigen Flüssigkeitsströmung umzuwandeln, und die anschließende Rückströmung der Umwandlung in einer einzigen Phase durch den Strömungsdruck ansteigt darin Hemmen, gefolgt von steigenden Flüssigkeitsvorlauftemperatur Phasenstrom disperse für die Organisation des Überschallströmung von zweiphasigen Strömungsregime und dann durch die von einer Organisation der Transformation der zwei~~POS=TRUNC in einem einphasigen zusätzlichen Wärmeimpuls den Fluss des organisierten Druckabfall mit einem scharfen Übergang in den zwei~~POS=TRUNC-Strömungsdrucksprung in nahezu einer einzigen Phase mit der Freigabe des Bremsens. Weitere Erhöhung des Wärmeimpulses kann aufgrund der Tatsache erreicht werden, dass die Flüssigkeit verwendet, um Wärme zu erzeugen, vorher entgast.

Wie wir aus dem Gesetz der Erhaltung der Energie für die Strömung der Flüssigkeit in dem sich der Ursprung kontinuierlich mit Schwerpunkt des beweglichen Elements des Fluids und somit letzteres zu dem Koordinatensystem ist stationär relativ sollte zusammenfällt werden (1 kg Flüssigkeit)

dg = di - vdp + dg _tr (1)

wo

g - die Gesamtwärmemenge oder die Gesamtenergie einer Fluidelement;

i - die Enthalpie des flüssigen Elements;

v - Volumen der flüssigen Komponente;

p - der Druck in dem Flüssigkeitsstrom;

g _mp - Reibungsenergie flüssige Element.

Anbetracht dessen, dass di = du + d (pv), (2)

wo

u - die innere Energie des flüssigen Elements,



wo

k - Isentrope kompressiblen Fluidkomponente, wobei die Gesamtwärmemenge, die in adiabatisch isolierte System erhalten werden kann, kann wie folgt dargestellt werden:



Wenn der Fluss der reinen Flüssigkeit k _-> (Die tatsächliche Wasser Und dv = 0

dq = dq _tr

Das ist, was man in der Beschreibung der SU sehen, UdSSR N 631.761.

Anders ist die Situation in der Zweiphasenströmung aus einer homogenen Mischung, die ein gasdynamischen Gesichtspunkt ist ein kompressibles Medium, und noch stärker kompressibel als reines Gas und Index Isentrope es ist eine Funktion des Indikatorgases Isentrope und Volumenverhältnis der Phasen in dem Gemisch (Fissenko VV Critical Zweiphasenströmungen . -M Atomizdat, 1978) und auf das Volumenverhältnis von Phase (Wasser je) unter Isentrope Verhältnis herkömmlichen Bedingungen werden aus k = 22000 (liquid flow) bis k = 1.285 (Gasstrom), (3) variieren.

Somit unter Berücksichtigung der obigen Gleichung (4) können wir sehen, dass der Wert von k von der Wärmemenge abhängt, die in einem Zweiphasensystem hergestellt werden. In dieser Hinsicht ist die sich ergebende klare Zunahme der Wärmestrom beim Übergang von einphasigen Flüssigkeit und zurück in einem zweiphasigen, die in den meisten nahe technische Lösung der beschriebenen Erfindung beobachtet wird.

Jedoch, wie Untersuchungen gezeigt haben, ist wesentlich Gangsmechanismus in dem Zweiphasenzustand, der Strömungsmechanismus in dem Zweiphasenzustand, und der Mechanismus des Übergangs zu einem einphasigen Zustand. Wesentliche Homogenität und hat eine Zweiphasenströmung erhalten, die aufgrund der Tatsache erreicht, dass bei der Umsetzung von einphasigen Zweiphasenströmung in der zweiten auf Überschallgeschwindigkeit und Beschleunigung auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt wird, ermöglicht ein breiteres Spektrum um den Gasfluss mit weniger Energiekosten zu variieren. Es ist ebenso wichtig, die Wärmeableitungseffizienz ist die Strömung des Bremsvorgangs geht der Ablauf zum nahezu einphasig oder, genauer gesagt, in den Flüssigkeitsstrom mit mikroskopischen Dampfblasen zu verbessern.

Beim Bremsen in der Zweiphasenströmung Druckabfall mit reduzierter Geschwindigkeit auf einen Wert Unterschall organisieren. Proportional-Druckanstieg erhöht sich die Menge der flüssigen Phase, mit einem starken Anstieg der Druck (spasmodic Wachstum) führt zu einer Umstrukturierung in der Flüssigkeit, die das nächste Analogon im Vergleich zu mehr unter Freisetzung von Wärme hilft. Weitere Wärme tritt hauptsächlich in der Wärmeerzeugungseinrichtung, wie beispielsweise Wasser Heizbatterie, in dem Maße, wie in dem Flüssigkeitsstrom mikroskopischen Dampfblasen kollabieren zu sein, aufgrund der zusätzlichen Strömungsverzögerung.

Es sollte, und festgestellt, dass verschiedene Organisation der ersten Stufe der Transformation, nämlich Phasenflüssigkeit Umwandlung in der Zweiphasenströmung, da eine derartige Transformation durch Elektrolyse durchgeführt werden kann, wenn die Gasphase in Fluidströmung auftritt als Folge der Exposition gegenüber Licht, können die chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit verwenden, indem Abtrennung der Gasphase ist es möglich, die thermische Wirkung auf den Fluidstrom und als möglicherweise oben beschrieben, der geometrische Effekt auf die Strömung, wenn für eine Flüssigkeitsströmung in einer streng Profilkanal ordnen, daß eine vorbestimmte Art und Weise ermöglicht, den Druck in der Strömung zu ändern und Strömungsgeschwindigkeit. In diesem Fall ist es ratsam, die Umwandlung in Zweiphasenfluidströmung in der Verengung hergestellt in Form einer Lochplatte (Gitter) mit einer vorbestimmten Anzahl von Löchern und der berechneten Strömungsfläche der Löcher durchzuführen.

Somit wird das Verfahren durch die Strömung der Energieumwandlung in thermische Energie beschrieben, ermöglicht es die Aufgabe zu erreichen - ohne Vergrößerung der Eingangsenergie, also Erhöhung des Fluidheizung, erhöhen die Energieumwandlungseffizienz.

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm der Anlage, die das Verfahren beschrieben Energieumwandlung durchgeführt werden kann, ist schematisch in Figur 2 dargestellt wird einer der Strahlvorrichtungen, die einen Flüssigkeitsstrom Umwandlungs oben beschrieben, mit Druckänderungen erzeugen kann unterhalb der Graphen (P) gezeigt ist, die Geschwindigkeit (W) und Gasgehalt entlang der Strahlstrom Vorrichtung, Figur 3 zeigt die Abhängigkeit der Änderungen Faktor der Änderung des Gasgehalts Isentrope ( _*) Und die Strömung von Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit des Koeffizienten A, in Abhängigkeit von den Änderungen Isentrope Faktor.

Strahlgerät zur Durchführung des beschriebenen Umwandlungsverfahren mit dem Ausgang eines Tintenstrahlvorrichtung eine Pumpe 1 verbunden umfasst - Wärmeerzeuger 2, der seine Ausgabe an einen Wärmeerzeugungseinrichtung 3 verbunden ist, beispielsweise eine Batterie der Wasserheizung eines Gebäudes. Wärmeerzeugungsvorrichtung 3 wiederum mit dem Einlass der Pumpe 1 verbunden und 2 auf ein Tintenstrahlgerät.

Installation, wobei das Verfahren durch die beschriebene Energieumwandlung implementiert ist wie folgt.

Pumpe 1 liefert die Flüssigkeit in dem Tintenstrahlgerät - Wärmeerzeugers 2. Einschreibung in den Wärmeerzeuger 2, die Fluidströmung zwischen den Abschnitten I und II (2), beschleunigt die Verengung fließt. In diesem Fall fällt der Druck in den Strom. In Abschnitt II (Mindestquerschnitt) erreicht die maximale Durchflussmenge und folglich der Druck darin den Mindestwert erreicht, wird der Druckwert niedriger als der Druck von gesättigtem Dampf einer Flüssigkeit, wobei der Flüssigkeitsstrom in einen Zweiphasenströmung umgewandelt wird. Ferner halten zwischen den Abschnitten II und III als Ergebnis des Wachstums Hohlraumanteil in der Zweiphasenströmung und dadurch den absoluten Wert der Geschwindigkeitskonstante erster Überschallströmungsbedingungen unter Bildung eines homogenen Zweiphasenströmung, und ferner mindestens eine Zweiphasenströmung in dem erweiternden Kanals, reduzieren die Geschwindigkeit des Schalls in der erzeugten Fluss zu einem Wert, bei dem der Strom in dem Druckabfall gebildet wird. Dieser Prozess tritt in der Nähe der Abschnitt III. Als Ergebnis der Zweiphasenströmung mit mikroskopischen Dampfblasen in eine im wesentlichen gleichförmige Strömung der Flüssigkeit umgewandelt. Als Folge eines scharfen Einbruch im Schock Druckdampf und Gasblasen Zweiphasenströmung, durch einen raschen Anstieg der Dampfgasverdichtungsdruck gefolgt mehreren tausend Atmosphären erreicht, in der Vergangenheit gab es die Umstrukturierung der molekularen Bindungen der Substanz oder Substanzen, die die Flüssigkeitsströmung bilden, die die Freisetzung von Energie von intermolekularen Bindungen verursacht, die sich in der Heizflüssigkeit, Bildung Flüssigkeitsstrom nach Abschnitt III. Da das Tintenstrahlgerät - Wärmeerzeuger 2 Flüssigkeit kontinuierlich zugeführt wird, erzeugt die letztere kontinuierlich Wärme und aufgrund des Zusammenbruchs der mikroskopischen Blasen des Flüssigkeitsstroms in einem Kraftstoffeinheit 3 ​​wird durch zusätzliche Erwärmung der Flüssigkeit erreicht. Aus der Wärmeerzeugungseinrichtung 3 kann Flüssigkeit geleitet werden, je nach den Anforderungen für seinen Heizwert oder der Pumpe 1 bzw. direkt in den Wärmeerzeuger 2 oder teilweise in der Pumpe 1 und eine Strahlvorrichtung - Wärmeerzeugers 2 gleichzeitig.

Zurückkehrend zu Formel 4, kann man sehen, dass der Wirkungsgrad der Strahlvorrichtung - Wärmeerzeuger 2 größer ist, je kleiner Figur Isentrope homogene Zweiphasengemisch. Letztere wiederum alle anderen Dinge gleich sind, der kleiner ist, ist die Rate Isentrope Gas je kleiner, die Teil eines zweiphasigen Medium ist. Daraus folgt, dass der Effekt der Wärmefreisetzung ist umso größer, je mehr Atome im Molekül einer Substanz, die als Wärmequelle dient. Eine Methode, dies zu tun erlauben kann, können vorge entgast Flüssigkeit sein, die verwendet wird, um Wärme zu erzeugen. Wir zeigen dies am Beispiel von Wasser. Das Wassermolekül besteht aus drei Atomen bestehen, wohingegen fast alle der Gase in dem Wasser gelöst sind zweiwertige (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff in der Luft). Wenn daher die vorge entgastes Wasser, während die Übertragung von Wasser aus einem flüssigen Zustand in einen zweiphasigen Blasen meist mit Wasserdampf gefüllt werden, d.h. dreiwertige Gas, das eine größere Wärmemenge ermöglicht.

Wie Untersuchungen gezeigt haben, die maximale theoretisch erreichbare, wird die relative Zunahme in der Erzeugung von Wärme in dem Wärmeerzeuger gleich 2 sein



wo

Q - Wärmemenge erzeugt;

_N e - einer elektrischen Leistung des Pumpenmotors Anwendung;

- Hydraulikpumpeneffizienz;

A - experimentell ermittelten Koeffizienten.

Figur 4 gibt ein Beispiel für die Abhängigkeit der Koeffizienten A der Figur k isoentropische Zweiphasengemisch aus Wasser (Kurve 1), mit einem flüssigen Stoffatomen pro Molekül gleich 22 (Kurve 2) und das zweiphasige Gemisch mit Blasen mit Gas gefüllt hauptsächlich zweiatomigen . Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, dass die Auswahl des Fluids durch den Wärmeerzeuger zirkulierende 2, und die Flüssigkeit kann in die Pflanze, hergestellt durch Entgasen der Wärmemenge erhöht werden.

Die vorliegende Erfindung kann zum Heizen verschiedene Räumlichkeiten in eigenständigen Installationen von Kraftstoff verwendet werden, wo es keine Zentralheizung von Gebäuden, aber auch Warmwasser für private und industrielle Zwecke zu produzieren.

FORDERUNGEN

1. Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsströmungsinstallationsstrahlenergie in Wärmeenergieumwandlungs Umwandlung darin einen einphasigen Flüssigkeitsströmung in einer Zweiphasenströmung und die anschließende Rücktransformation in einer einphasigen Strömung durch den Bremsdruck erhöht umfasst, gefolgt von der Temperatur der Flüssigkeitsströmung zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweiphasenströmung bilden einen Überschallströmungsbereich es und dann zwei~~POS=TRUNC um die Bildung eines Drucksprung in mit einer Bewegung zu hemmen zwei~~POS=TRUNC in dem Flüssigkeitsstrom mit mikroskopischen Dampfblasen zu springen und die zu erwärmende Flüssigkeit in den abrupten Umwandlung von zwei~~POS=TRUNC in der Flüssigkeit.

2. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Organisierungs Zusammenbruch von mikroskopischen Blasen in einem Kraftstoffbremsvorrichtung durch zusätzliche Flüssigkeitsstrom darin, wodurch zusätzliche Wärmeabgabe an.

3. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vor ihrer Umwandlung in eine Zweiphasenströmung entlüftetem oder entgast.

Druckversion
Erscheinungsdatum 29.01.2007gg

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