| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2248509
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ГАРЯЧОГО ПОВІТРЯ
Ім'я винахідника: Перельштейн Б.Х. (RU)
Ім'я патентовласника: Казанський державний технічний університет ім. А.Н. Туполєва (RU); Перельштейн Борис Хаимович (RU)
Адреса для листування: 420111, м.Казань, вул. К. Маркса, 10, КДТУ ім.А.Н.Туполева, патентний відділ
Дата початку дії патенту: 2002.04.18
Винахід відноситься до галузі газотурбобудування і може бути використано для створення промислових установок з метою отримання гарячого повітря для використання його в процесах опалення, нагріву хімпродуктів, пара. Спосіб отримання гарячого повітря включає розширення повітря на турбіні перерасшіренія до низьких температур, нагрівання його в першому теплообміннику утилізаційних теплом, стиск до початкового тиску в дотискати компресорі, відведення тепла в другому живильному теплообміннику і подачу стисненого сухого повітря в ресивер. У ресівері повітря нагрівають. Використання винаходу дозволить створити більш ефективний спосіб отримання гарячого повітря.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі газотурбобудування і може бути використано для генерації джерела гріє температури, зокрема, плюс 100 ° С-150 ° С з енергії утилізаційних потоків при їх температурі плюс 20 ° С - плюс 60 ° С.
Відомі способи отримання гарячого повітря на теплових насосах на базі зверненого циклу Брайтона (циклу Лоренца), що включають в себе процес стиснення, відведення тепла, розширення, підведення тепла від зовнішнього джерела.
Головним недоліком простого зверненого циклу Брайтона (циклу Лоренца) є те, що при досягненні температури нижче нуля за турбіною і в теплообміннику введення тепла настає обмерзання, як з боку холодоагенту (повітря), так і з боку утилізованого потоку. Для недопущення зниження температури нижче нуля необхідно обмежити ступінь стиснення в компресорі і (або) кількість знімається тепла в живильному теплообміннику. Зниження ступеня підвищення тиску в основному теплообміннику знизить греющую температуру (Болгарський А.В., Мухачев Г.А., Щукін В.К. Термодинаміка і теплопередача. М., "Вища школа", 1973. Техніка машинобудування, 2002 № 3 ( 37), П.А.Шелест. Вчення про теплоту і теплових насосах. Техніка машинобудування, 2002 № 3 (37), с. 122-132).
Відомі спосіб і пристрій, і реалізують цикл Лоренца, описані в патенті РФ № 2136929, F 24 F 3/14, F 02 З 6/00, 1999.. Пристрій реалізований в способі: повітря розширюють на турбіні до температури 0 ° С, здійснюють теплообмін і стискають в компресорі, подають з температурою близько 45 ° С в зовнішнє середовище.
Використання подібної установки для отримання гарячого повітря з температурою близько 100-150 ° С, наприклад, для опалення або високотемпературного нагріву, неможливо. При високих ступенях підвищення тиску (для отримання високих температур за компресором) температура за турбіною буде істотно менше нуля. Останнє, як і в аналогу (патент РФ № 2136929), - наукова проблема, яка стримує високоефективне використання (з точки зору термодинаміки) повітряних теплових насосів, що створюються на базі турбомашин.
Найближчим аналогом заявленого способу є спосіб отримання гарячого повітря, що включає розширення повітря в турбіні перерасшіренія до низьких температур, нагрівання його в першому теплообміннику утилізаційних теплом, стиск до початкового тиску в дотискати компресорі, відведення тепла в другому живильному теплообміннику і подачу стисненого сухого повітря в ресивер ( см. а.с. СРСР 1262217, кл. F 25 В 11/00, 1986).
Винахід ставить своїм завданням створення більш ефективного способу отримання гарячого повітря, де підвищення температури за компресором не зв'язується безпосередньо з отриманням температури за турбіною нижче нуля.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання гарячого повітря, що включає розширення повітря на турбіні перерасшіренія до низьких температур, нагрівання його в першому теплообміннику утилізаційних теплом, стиск до початкового тиску в дотискати компресорі, відведення тепла в другому живильному теплообміннику і подачу стисненого сухого повітря в ресивер, відповідно до винаходу, в ресівері повітря нагрівають.
 |
 |
 |
 |
Звернемося до фіг.1, де показаний газодинамический нагрівач 1, який може приводитися, наприклад, електродвигуном 2. Агрегат включає повітряну турбіну перерасшіренія 3, утилізаційний теплообмінник 4 (перший теплообмінник), дотискати компресор 5, підігрівач 6, наприклад, Хімпродукт (другий живильний теплообмінник ) і ресивер 7.
СПОСІБ ЗДІЙСНЮЮТЬ наступним чином
У ресівері 7 повітря нагрівають у вигляді електричних тенів (не показано). Сухе повітря з ресивера 7 надходить на турбіну перерасшіренія 3 (температура за турбіною, як правило, 0 ° С), нагрівається в утилізаційному теплообміннику 4 і стискається до початкового тиску в ресивері 7 в дотискати компресорі 5. Відведення тепла в теплообміннику 6 відбувається з умови сталості температури в ресівері 7.
Для техніко-економічного аналізу звернемося до графіків на фіг.2-4. Тут (на фіг.2 і 3) по осі абсцис відкладена температура гріє тіла (зовнішня температура), по осі ординат - температура за компресором (фіг.2) і величина теплового коефіцієнта (фіг.3):
= С р · (Т ІХТ -Т інт) / Е 0,
де Т ІХТ - температура джерела високої температури (за компресором), Т інт - температура джерела низької температури зовнішнього теплоносія, Е 0 - потужність, що підводиться.
Для подібних машин (які працюють з температурою не нижче нуля градусів за турбіною) досягнення паливного коефіцієнта за компресором 100-150 ° С є хорошим показником.
У класичних теплових насосах, що використовують фреон, хладон, аміак та ін., Можна отримати високий паливний коефіцієнт (більш > 2,5) при різниці між холодним і гарячим джерелом менше 40 ° С. Залежність ККД ( ) В існуючих теплових насосах від різниці температур на вході і виході з компресора показана на фіг.4. (П.А.Шелест, Вчення про теплоту і теплових насосах, Техніка машинобудування, 2002 № 3 (37), с.122-123).
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання гарячого повітря, що включає розширення повітря на турбіні перерасшіренія до низьких температур, нагрівання його в першому теплообміннику утилізаційних теплом, стиск до початкового тиску в дотискати компресорі, відведення тепла в другому живильному теплообміннику і подачу стисненого сухого повітря в ресивер, що відрізняється тим, що в ресівері повітря нагрівають.
Версія для друку
Дата публікації 07.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.