http://askcap.ru

1. 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.

2. 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.

3. Планируемый выход на рынок.
Необходимо, не раскрывая Ноу-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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.