Двигатель

Up

Двигатель с внешним подводом тепла и способ его реализации

В двигателе использован принцип превращения большого  давления, возникающего при нагреве- охлаждении некоторых веществ с большим коэффициентом объемного расширения при температурах до 50-70 градусов, то-есть "бросового" тепла. Преобразование происходит с большим КПД. Способ преобразования высоких давлений в относительно большой объем промежуточного рабочего тела при обычно используемых в практической гидравлике давлениях позволяет использовать в качестве исполнительного органа серийный гидропривод.

http://www.ideakluch.com/images/supply_of_heat.jpg

 Данный двигатель решает проблему эффективной утилизации бросового тепла с преобразованием его в механическую работу.  В основе принципа работы использованы фазовые переходы второго рода для некоторых твердотельных веществ в данном диапазоне температур, а также нелинейность коэффициента объемного расширения при плавлении- отверждении для некоторых аморфных веществ. Кроме того, сами эти вещества являются отличными рекуператорами.
    Принцип работы данного двигателя объясняется приведенной схемой. Каждый рабочий цилиндр представляет собой по сути "домкрат наоборот", заполненный разными рабочими телами.Если в домкрате преобразуются усилия на разных по площади поршнях при одинаковом давлении, то в данном случае мы преобразуем одинаковое усилие на штоке в разные давления в рабочих цилиндрах. Относительно небольшое изменение объема в рабочем цилиндре с давлением в пару тысяч атмосфер  преобразуется в большой объем промежуточной жидкости при оптимальном для выбранного типа гидропривода давлении.
    Рассмотрим принцип работы подробнее. Пусть в начальном ( по схеме) положении в левом рабочем цилиндре произошло плавление и  расширение рабочего тела. В правом- такт сокращения объема (не сжатия!!!) Циркуляционный насос начинает перекачивать теплоноситель из правого, "холодного" поршня в левый. Слово "холодный" взято в кавычки потому, что в реальности разница температур может составлять меньше 10градусов, колеблясь около температуры плавления- кристаллизации выбранного рабочего тела. В левом цилиндре начинается постепенная кристаллизация, начиная с нижней части цилиндра и уменьшение его объема. поршень начнет подниматься вверх, засасывая промежуточную рабочую жидкость от гидропривода. В правом цилиндре в это время начинается плавление рабочего тела, начиная с верхней части, его расширение и выполнение работы. В это время в теплообменниках не расходуется ни "горячий", ни "холодный" теплоносители от источников тепла. Работа выполняется за счет рекуперации тепловой энергии плавления- кристаллизации. Небольшой подвод тепла (и отвод) понадобится только в самом конце такта для повышения градиента температуры из-за "размазывания" его вследствие термического сопротивления стенки теплообменников внутри рабочих цилиндров. В принципе, двигатель будет работать и без дополнительного теплоотвода, который нужен только для увеличения удельной мощности двигателя.
Смена тактов осуществляется сменой направления циркуляции промежуточного теплоносителя, происходит плавно, без возникновения "взрывных" ударных нагрузок. 
Подбирая соответствующие рабочие тела с разными температурами фазовых переходов, можно адаптировать двигатель к любому располагаемому температурному потенциалу, а также выстроить последовательную цепочку с разными рабочими телами. 
    И еще один плюс данного принципа- в отличие от газового двигателя, в нем нет такта сжатия!  Сокращение объема рабочего тела также приводит к ВЫПОЛНЕНИЮ ПОЛЕЗНОЙ РАБОТЫ. Это двигатель двустороннего действия. Естественно, что давление разрежения будет ограничено парообразованием вещества рабочего тела при низких давлениях, но в любом случае эта работа существенна и ПОЛЕЗНАЯ. Двигатель будет работать какое- то время даже без подвода тепла извне, расходуя аккумулированную в фазовых переходах энергию, постепенно сглаживая температурный градиент. Включение и выключение двигателя осуществляется включением циркуляционного насоса. 

Поскольку двигатель утилизирует низкопотенциальное, "бросовое" тепло, его размеры будут больше обычных ДВС в два-три раза при одинаковой мощности. Кроме того, размер будет зависеть от того, каким видом тепла  располагает потребитель- в виде теплого воздуха или жидкости. Но, поскольку двигатель предназначен для стационарного использования, этот фактор не будет особо лимитирующим. Если  с ЛЮБОЙ сколько- нибудь нагретой, скажем, жидкости (вода после стирки, даже просто нагревшаяся на солнце вода и т.д.)  можно извлечь энергию, и превратить ее в полезную работу, то так ли уж важен размер?

Кроме того, в двигателе отсутствует "выхлоп", то- есть он практически абсолютно бесшумный и безвредный. А такой двигатель можно установить в любом удобном  месте.

forum.gif (38419 bytes)mail6a.gif (45447 bytes)Рейтинг@Mail.ru

               

 

 

 © 2015 

 Freely  quoted  with reference  to the website of the author

 Свободноцитируемый, со ссылкой на веб-сайт автора