千瓦厚能源与生态实验室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/kiwaho 太阳文火炖地球,洒遍人间光和热。新鲜的能量随手可汲,何必舍近求远挖地球?自由能源万岁!

博文

变声速增压射流热交换及魏氏热机☃☃☃

已有 5755 次阅读 2015-7-4 07:43 |系统分类:科研笔记| 能源, 热交换, 射流, 自增压, 热力学循环

上一篇博文介绍了无处不在的马克斯韦“水妖”,暗示大自然的很多能源被无形的等温水蒸气带走,人类却不知如何回收这些能源。

要是真有马克斯韦妖,倒是不发愁,因为人类最擅长的就是:在高低温热源之间,通过高温高压气体膨胀做功获得动力。

虽然面对马克斯韦“水妖”一时无所适从,但幸运的是人类一直在离真理不远的门口徘徊。

瞧瞧如今的节能市场卖些啥东东就可窥见一斑:

变声速增压热交换器,即两相流喷射式热交换器,广泛适用于汽—水换热的各个领域。正是如今市场炙手可热的废热利用产品。

它以蒸汽为动力,通过汽水压缩混合,使水温瞬时升高,利用压力激波技术达到无外力增压的效果,显著的节能和增压特点大大降低了用户使用成本,可取代传统的热交换器。

变声速增压热交换器是一种混合型汽—水换热设备,蒸汽经过射流感应的负压引入混合腔,与经过被加热水在蒸汽冲击力作用下均匀混合,形成具有一定计算容积比的汽水压缩混合物,当其瞬间压缩密度达到一定值时便形成了两相流体场现象。在场态的激化下,该混合物的声速值出现突破声障临界的过渡性转变,同时爆发大量压力激波,压力激波单向传导特性,使瞬间达到设计温度的热水在不变截面管道中,出现压力升高却不回流现象。变声速增压热交换技术,是以两相流体场的有序激化,强制完成“瞬时换热+无外力增压”双效应。

别被“超声”唬住了,在两相流应用场合,混合相内声速也就区区10m/s左右。

 

变声速增压热交换器01


至于射流器的几何结构设计,真还找不到成熟的数学模型。一般通过反复试验优化,能得到满足应用需要的结构数据。


这类技术改造项目,通常不需要增压水泵,因为这玩意“自带动力”!归根结底,动力来自蒸汽凝结收获的潜热兑换出来的超声激波射流力。

这就比普通热机从气体膨胀取功大大前进了一步。从不可压缩流体取得的功,又称液压动力,效率那比气体压缩膨胀高了去了!到处可见的水电站玩的就是液压功。

魏氏热机放弃气体膨胀取功,而改道从射流器液压取功,犯不着将高低温差拉高到1000+摄氏度,以迎合卡诺循环的“低级趣味”,这正是千瓦厚的技术独创!由此诞生新的热力学循环,姑且居功自伟为魏氏热力学循环,历史不久将证明,它是传统Rankine循环的革命性升级版!

Rankine循环追求高低温落差,是因为被卡诺循环的效率计算公式卡住了脖子,不得已而为之,随之而来的代价也是惊人的:昂贵苛刻的汽轮机叶片的耐高温材质、锅炉的加速氧化折旧等。

魏氏循环不在意蒸汽温度,低于、等于、高于液态水温度,都可以工作。“低于等于”的模式,可以用于环境蒸发热自由能源的回收,“高于”模式则要烧锅炉。不同模式只是功率密度的差异,实测夏天阳光直射环境下,自由能源的轴功输出功率密度每方米约100瓦。

斯特林Stirling外燃热机早就退出历史舞台,但迟迟没有找到合适的继任者。

这下好了,从内燃机到外燃机,魏氏热力学循环将一网打尽!

传统热机依靠气体膨胀轮Turbine或者多冲程活塞做功,而已申请美国专利的魏氏热机,其动力输出就是类似这样的水轮子,又称Pelton舀子:


射流器的震波出口就对准它。

功率 = 射流器压力增加量 X 流量。

魏氏热机是流体力学与热力学的无缝衔接,首次实现了内燃机与外燃机的大统一,即一机多用,且只需要简单调整空燃比,即可实现汽油、柴油、液化气、氢气等不同燃料任意切换。水沉浸式、空化泡内爆式燃烧,可立即吸收生成的水气并脱硝脱硫一步到位。

故事尚长,且听下回分解。。。。。。




https://blog.sciencenet.cn/blog-2339914-902723.html

上一篇:电子不下水,离子不上岸?
下一篇:炒:水火平衡调控的热力学,中华文明的瑰宝!
收藏 IP: 192.95.176.*| 热度|

8 孟凡 赵美娣 杨学祥 尤明庆 华建波 杨新铁 dulizhi95 liudazhe

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (38 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-3-29 05:45

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部