Oceńcie sami:
Opis:
Silnik cieplny gazowo-parowy.
Silnik cieplny gazowo-parowy (SCGP), maksymalizuje przetwarzanie energii cieplnej w mechaniczną. Do komory spalania obok podawanego paliwa wtryskiwana jest (w okolicach górnego martwego punktu) bardzo gorąca woda (podgrzana korpusem silnika i układem wydechowym) o temperaturze około 400 stopni Celsjusza. Zamienia się ona po wtrysku natychmiast na parę sprężoną i rozprężając się w miarę zwiększania się komory rozprężnej wykonuje dodatkową pracę mechaniczną. Dzięki temu silnik według projektu uzyska sprawność przetwarzania energii cieplnej w mechaniczną o około 40 procent większą od sprawności znanych silników cieplnych. Celem projektu jest opracowanie cieplnego silnika gazowego, w którym ciepło odprowadzane z niego na zewnątrz poprzez układ chłodzenia i układ wydechowy oraz poprzez konwekcję, jest wykorzystane do wytwarzania sprężonego czynnika parowego zasilającego silnik parowy. Silnik cieplny gazowo-parowy, zawierający silnik cieplny gazowy wyposażony w układ zasilania paliwem oraz układ wydechowy, charakteryzuje się tym, że silnik cieplny gazowy wraz z układem wydechowym jest umieszczony wewnątrz, stanowiącego chłodnicę tego silnika, wymiennika ciepła, zaopatrzonego w wytwornicę sprężonego czynnika parowego, połączoną termicznie i mechanicznie z komorami rozprężnymi silnika parowego. Rozwiązanie według projektu pozwala na wykorzystanie jako silnika parowego, komór rozprężnych silnika cieplnego gazowego. W takim przypadku sprężony czynnik parowy w postaci pary przegrzanej, podaje się, w okolicach górnego martwego punktu, poprzez układ sterowania, do komór rozprężnych silnika cieplnego gazowego. Innym możliwym rozwiązaniem jest wtryskiwanie do komór rozprężnych silnika cieplnego gazowego, w okolicach górnego martwego punktu, bardzo gorącej wody o temperaturze około 400 stopni Celsjusza. W tym przypadku, tak naenergetyzowana bardzo gorąca woda podawana przez pompę wysokiego ciśnienia, jest wtryskiwana do komór rozprężnych silnika cieplnego gazowego i tam natychmiast zamienia się na parę sprężoną wykonującą pracę mechaniczną. Temperaturę silnika SCGP reguluje się proporcją mocy silnika cieplnego gazowego do mocy silnika parowego pracującego w symbiozie z silnikiem cieplnym gazowym. Obieg zamknięty wody przemieszczającej wymiennik ciepła a następnie (w postaci pary) silnik parowy, uzyskuje się skraplając parę rozprężoną, opuszczającą silnik parowy, chłodnicą powietrzną lub pompą ciepła. Wodę do obiegu w silniku parowym i w wymienniku ciepła, można uzyskiwać ze spalanego wodoru lub węglowodorów zasilajšcych silnik cieplny gazowy, poprzez dalsze studzenie spalin opuszczających silnik według projektu (jego wymiennik ciepła), chłodnicą powietrzną lub pompą ciepła. Silnik cieplny gazowo-parowy dla uniknięcia strat energii i maksymalizowania mocy mechanicznej odbieranej od silnika parowego powinien być izolowany termicznie od otoczenia a chłodzony poprzez odbieranie mocy z silnika parowego. Silnik cieplny gazowo-parowy SCGP powinien być chłodzony tylko wodą przemieszczaną przez wymiennik ciepła, który podnosi temperaturę tej wody od około 80 stopni Celsjusza do około 400 stopni Celsjusza. Zaletą Silnika SCGP w porównaniu ze znanymi silnikami cieplnymi gazowymi jest uzyskanie pracy silnika parowego nie obarczonej wzrostem zużycia paliwa. W silniku SCGP około 50 procent mocy cieplnej spalanego paliwa zamieniana jest ze sprawnością około 40 procent na odbieraną moc mechaniczną z silnika parowego, dlatego sprawność energetyczna silnika SCGP wyniesie około 40 procent (to sprawno?ć znanych silników cieplnych gazowych) plus 20 procent (uzyskanych z mocy silnika parowego 50 razy 40 podzielić, na 100), czyli 60 procent. Możliwa jest również koncepcja silnika SCGP, w której komora spalania pracuje naprzemiennie (cyklicznie) raz jako silnik cieplny gazowy a następnie jako silnik parowy. Taka koncepcja nie ingeruje w proces spalania paliwa. Wymierne efekty ekonomiczne wynikające z zastosowania Silnika SCGP zachęcają do prac związanych z doskonaleniem jego konstrukcji.
Opracował:
mgr inż. Bogumił Staroszczyk.
źródło: http://www.el-mech.pl
