Суперэжектор или способ безударного сложения потоков газа.

Открыт способ безударного сложения потоков газа и изготовлено устройство, в котором он реализуется. В устройстве нет камеры смешения потоков, поэтому потерь на смешивания в нем нет. В суперэжекторе складывается эксэргия потоков, которая обычно превосходит первоначальную кинетическую энергию рабочего газа за счет преобразование разницы температур между наружной средой и рабочим газом. Общеизвестное свойство тепловой машины. Применение эксэрготрансформатора в энергетике, создает множество новых энергоэффективных технологий.

Проблема. 

Существующие эжекторы, инжекторы, гидроэлеваторы широко применяются в различных отраслях промышленности, что подтверждает незаменимость их свойств. Основной недостаток эжекторов – это необратимые потери на так называемый «удар» в камере смешения, которые пропорциональные коэффициенту инжекции. В камере смешения возникают противоточные турбулентные вихре, поглощающие кинетическую энергию рабочего потока. При малых коэффициентах инжекции эжектор эффективный, но при коэффициенте инжекции более трех он превращается в дроссель, в камере смешения которого основная часть кинетической энергии рабочего потока превращается в тепло. Расчет струйного эжектора основан на эмпирических формулах. Процесс превращения кинетической энергии в тепло подобен столкновению абсолютно не упругих шаров, поэтому и называется потери на «удар». Низкий КПД эжектора не устраним,

Решение проблемы.

Открыт способ безударного сложения потоков газа и изготовлено устройство, в котором он реализуется. Устройство и способ представляют собой Ноу - Хау. В устройстве нет камеры смешения потоков, поэтому противоточные турбулентные вихре в нем возникнуть не могут. В эксэрготрансформаторе свободного движения струй нет. Рабочий газ и пассивный газ, имеют две степени свободы, одна из которых представляет собой контактную поверхность между двумя потоками, а две другие это направление движение потоков. Движение рабочего газа неизменное, тогда как пассивный газ при сложении потоков двигается в одном направлении с рабочим, а в обратимом процессе, пассивная его часть движется противоположном направлении относительно активной части газа.

.Планируемый выход на рынок

, - . Необходимо не раскрываяНоу хау как можно дольше Разработать и освоить производство максимально большое

количество различных энергосберегающих и . энергоэффективных эксэрготрансформаторных технологий

, Смысл в том что эффект от внедрения эксэрготрансформатора , будет огромный поэтому будут попытки дальнейшего

, усовершенствования технологий на его применении поэтому .необходимо быть всегда впереди

Расчет.Процесс сложения двух потоков газа

в эксэрготрансформаторе.

Примем начальные условия. Параметры наружного воздуха: Тн. = 288°К. Рн. =100000Па. V=0,8352м2/кг.Параметры рабочего воздуха: Тр.=859,6°К. Рр. =189300Па. Удельную теплоемкость примем постоянную: Ср. = 1,015КД/кг. град. Коэффициент всасывания примем k = 1, т. е. на 1кг. рабочего газа всасывается 1кг. атмосферного воздуха. Иллюстрация расчета и происходящих процессов изменения состояния газа, показана в T-S диаграмме.Рабочий воздух в процессе 1-2 адиабатном расширении достигает звуковой скорости и входит в канал эксэрготрансформатора с температурой Та.=716,2°К. и давлением Ра. =100000Па. Двигаясь в канале, рабочий газ создает в нем критическое разряжение «потенциальную яму» процесс 2-4.Наружный воздух, реализуя разряжение «потенциальной ямы» процесс 5-6,со звуковой скоростью входит в канал эксэрготрансформатора, где встречается с рабочим газом, температура которого значительно выше, поэтому начинается изотермический энергообмен, при котором передача тепла происходит мгновенно. Рабочий газ, входящий в канал со звуковой скоростью, физически не может превысить её, поэтому он изотермически сжимаясь, отдает энергию атмосферному воздуху процесс 4-4. Атмосферный воздух, поглотив тепло сжатия, достигает точку 5 с температурой Т.=288°К. Рабочий газ продолжает изотермически сжиматься достигает адиабатной линии 1-12 на T-S диаграмме.Рассмотрим все характерные точки на T-S диаграмме.Изменение энтропия рассчитывается по формуле: ∆S=LnTo/Tx +LnTo/Tq=0. Найдем температуру То.=454,2, где изменение энтропии будет равно нулю.

Точка 9. является центром сложения потоков, поэтому любой путь, приводящий к этой точке, будет правильный.1.Вариант: Тепловая энергия рабочего воздуха в изобарном процессе 3 -9 передается холодному воздуху в изохорном процессе 5-9. Два потока складываются в точке 9, имея одинаковые параметры: Р = 189300Па, Т =545°К, V = 0,8352. Избыточная кинетическая энергия 1-3 складывается с энергией точки 9, и получаем полную кинетическую энергию общего потока точка 10.(859.6 – 802): 2 + 545 = 288 +545 = 573,8°К.Аоб.= (573,8 – 454,2)×1,015 =121,4КДж.×2 =(859,6 -620) ×1,015=242,8КДж. 2.Вариант: Сложим отдельно две изобары и разделим общую эксэргию на два потока. ∆Т = (Т9-Т7) + (Т9-Т11) = (545-345,6) + (545-744,4) = 0.А = (Т1-Т12) : 2 = (Т10-Т8) = (859,6 – 620) :2 = 573,8 – 454,2 = 119,6.Параметры точки 10: Т=573,8°К. Р= 226600Па. V = 0,7343м3/кг. Проверим баланс на входе и выходе из канала эксэрготрансформатора. На входе: G =1кг. рабочего воздуха с кинетической энергией Ак. = Ср(859.6 – 716.2) = 1,015× 143,4 = 145,6КДж.G =1кг. пассивного наружного воздуха с Т = 288°К.На выходе: 242,8КДж.Дополнительно полученная энергия : 242,8 – 145,6 =97,2.Увеличения эксэргии произошло за счет разности температур рабочего воздуха и наружного воздуха. Аэ = Ср(716 -620) =97,4КДж.

Обратный процесс – разделение потока.Конструкция экспериментального разделительного эксэрготрансформатора усложняется необходимостью регулирования расходов, как первоначального газа, так и его разделенных частей пассивного и активного газа, т.е. холодного и горячего потоков газа. Газ разделяется на две равные части.

Расчет.

Рабочий газ с параметрами: То. = 573,8°К. Р. = 226600Па. V.= 0,7343м3/кг.поступает в сужающее сопло эксэрготрансформатора, где расширяется до критических параметров: Р =119700Па. Т=478,2°К. V=1,1585м3/кг. Конструкция устройства не позволяет достичь в нем сверхзвуковых скоростей, поэтому рабочий газ движется со звуковой скоростью W =440,5°К, работа которого равна: А=(573,8-478,2)×1,015 =97КДж/кг.В канале эксэрготрансформатора имеется избыточное давление газа Р.=119700Па. Под действием давления газ в процессе 5-6 выдавливается из движущегося потока и выходит по диффузору, в противоположную сторону от движения рабочего потока, во всасывающий патрубок с атмосферным давлением. Работа на данный процесс 5-6 не затрачивается, а энергия тратится лишь на работу скорости выхода холодного газа из диффузора. Масса активного газа уменьшается, а работа и импульс остаются неизменными, поэтому энергия потока на мгновение приобретает вид процесса 1-11-12. Пассивный газ не уносит эксэргию, поэтому оставшаяся половина рабочего газа, забирая максимальное количество тепла у пассивного газа в процессе 1-1 изотермического расширение, снижает кинетическую энергию (импульс) и со звуковой скоростью процесс 1-2 выходит из эксэрготрансформатора. При сложении потоков прежняя кинетическая энергия и соответственно импульс восстанавливаются.

Прошу задавать вопросы на электронную почту: kriloveckijj @ rambler . ru Работой в соц. сетях не владею.

Криловецкий Владимир Михайлович.12.04.2016.