李旭
大力电工襄阳股份有限公司 湖北襄阳 441000
摘要：此次报告首要任务是减少热能向流体压力能转换的能量损失，其次设计一款能通过热能直接转换为流体压力能的转换装置。
关键词：热能 流体压力能 转换装置
一、热能向流体压力能转换装置的研究背景
用老旧的转换方式，都是电能和热能向机械能转换，再由机械能向流体压力能转换。由此可以看出以前的方法至少要通过三种能态的转换。如果要求热能直接向流体压力能转换，其中转换的过程除了要用到机械能以外，还需要更多非常复杂的步骤和环节，所以这个装置需要的操作工具也就不仅是单一的设备。热能向机械能转换的现有装置主要是内燃机，转换的过程主要分为三方面：两个冲程、四个冲程和一个连续不断重复进行的能态转换。现阶段类似这种热能向流体压力能转换的技术主要通过内燃机、机械变速装置和流体泵三个环节实现。其转换环节较多和设备状态差会导致变换过程转换率低、转换状态不佳、适用性差等显著弊端。
二、热能向流体压力能转换装置的设计
1.装置概述
本装置对现阶段热能向流体压力能转换的相关漏洞进行优化，优化后的设计引入了柱塞式流体泵、内燃机两种在机械方面所普遍应用的技术，渗透了活塞发动机利用活塞来回运动进行的液能量转换原理。本装置在优化后的启动、定时和协调工作等方面都一定程度上简化了许多。
2.实现方法
本装置完成两种能态转换共分为两个步骤：第一个行程中，在开始运行的启动力或回程力的推动下，活塞从上（上止点）往下（下止点）移动，低压流体首先通过流体进口阀进入活塞上室，活塞下室先对自己空间的气体进行扫压（即将活塞下室的空气进行压缩）。当活塞自上而下移动，到达下止点的时候，将准备好的燃料放入活塞下室，燃料与压缩之后的空气碰撞后迅速燃烧爆炸，到此完成第一个行程。然后爆炸后的气体迅速扩张，巨大的压力作用使活塞避免了多种物理作用力的影响。活塞由下止点慢慢移动到上止点，这时活塞上室的高压流体还在被施加压力，直到流体在活塞上室被排出，流体排出通道相对于外部做热能向机械能的转换。双头活塞逐渐向下移动，进气口和排气口都被关闭，活塞下室形成密封空间。在第一行程中间时段和第二行程的完成时段，活塞上室的流体进入流体通道，把流体排出通道与活塞上室相分隔。第二行程的启动时段和中间时段与第一行程的两个时段相反。
3.具体工作过程
第一行程中，在开始运行的起始力的作用下，双头活塞从上（上止点）往下（下止点）移动.活塞下室1的进程：双头活塞暂时没有覆盖排气口，活塞下室1对室内气体进行压缩，紧跟着双头活塞慢慢向下的运动轨迹，双头活塞将排气口覆盖，进气口随着排气口的关闭而关闭，活塞下室1中的空气在被压缩的过程中双头活塞逐渐向下运动，到达下止点的时候，燃料（能将自身储存的化学材料通过化学反应转换为热能的化学物质）被放入活塞下室1，并快速与活塞下室1中的压缩空气相碰撞后爆炸，活塞下室1的压力随气体体积增大而迅速扩张，压力能不断增大。活塞下室2：整个过程中，活塞上室2与流体进入通道相连，双头活塞还在不断下移的过程中，活塞上室2能容纳的气体体积加大，在压力的作用下，流体进入通道把经过流体进口阀的流体不停地传送到活塞上室中。第二行程的实现过程：双头活塞在高压的推动下，自下至上运动，开始向上止点的方向运动。在活塞下室1:双头活塞上行一定行程时，排气口开启，将作用过后的无用气体排出，双头活塞逐渐向上运动到达上止点的位置，进气门开启，活塞下室1内部压力呈下降趋势，外部气体进入活塞下室1。在活塞下室2：行程的启动和中间时段，活塞上室2与流体排出通道相连，紧跟着双头活塞的逐步上移，活塞上室2能容纳的气体体积减小，高压流体经过流体出口阀被源源不断地排出到流体排出通道。在行程完成后，活塞上室2中的流体重新进入到流体进入通道。
三、热能向流体压力能转换装置的市场预测
本装置对技术要求比较严格，设计耗费的人力物力也相对较大。此装置的设计要点在于热能向流体压力能转换效率的提升。传统方式下内燃式流体动力装置与发动机柱塞式系统联合的转换装置进行两种能态的转换不仅耗时高，而且能量消耗大。改良后的能量转换装置运转不均匀度、输出压力等方面都有不同程度的改善。
优化后的热能向流体压力能转换装置使用的内燃机、流体泵技术大大提升了转换效率。在研发和生产上都发挥了巨大的优势，研发上提供了便利，生产上降低了成本。本装置所运用的内燃机和流体泵技术应用背景良好，不管在环境保护、节能、生产、建设及运行成本方面，还是在体积、重量方面都具有明显优势和特色。由此可见，这种热能向流体压力能转换的装置具有非常可观的市场前景。
结束语：
本文主要阐述了热能向流体压力能转换装置的设计思路、具体工作过程和此装置的市场前景预测。打破了传统方式中两种能态的转换方式，采用更稳定、更便捷的技术方法对传统的能态转换装置进行改良，最大程度发挥了本装置的优势。
参考文献：
[1].热能向流体压力能转换装置[J].技术与市场,2010,17(05):120.
[2], 热能向流体压力能转换装置. 山东省,青岛大学,2007-01-01.
作者简介：李旭（1989.8）汉，湖北襄阳，本科，助理工程，研究方向：师机械类相关