环境热能转机械能设置（重新整理了一下，由氮气回归到氦动力，敬请吧友过目，也请多多指教） 通过此设置，以氦气为工质，将环境热能转为机械能再转为电能，除去自身运行消耗外，将剩余电能对外输出。整个过程就是液氦吸热汽化，将部分环境热能转为压力，推动活塞做功转为机械能，尾气经液氦自身为冷源进行换热后的再液化过程，这也是设置的关键点，其实没什么技术含量，只不过我想到了，并完成了大体的理论上的可行性研究，本人知识和数据源有限，错误之处敬请指导。
工作原理：工质氦气是一个循环过程，由液态到气态再变回液态的过程。所以我先从右下的液氦泵1开始讲起。 液氦泵将液化室温度低于5.2K0.23MPa的液氦加压至4.0MPa，（温度和压力关联到液化热问题，后面再做解释）泵入冷源氦气换热管路液氦段，1段换热管路内同气动机来的尾气换热汽化后，进入到冷源氦气换热管路气氦2段，继续同气动机尾气以及压缩机排气换热，再进入冷源换热管路3段，同环境热能换热介质换热，换热介质为耐受一定低温具有高比热的流体。换热后的冷源氦气达到设定0度（为后期计算方便）压力4.0MPa，此时的冷源氦气变为工质气体，顺管路经气动机进气门进入气动机推动活塞运行，这里注意哈，高压氦气推动活塞运行到设定距离后（设活塞面积0.01平米，运行距离0.1米，速度1米/秒，气缸绝热，为维持活塞匀速运行须多缸联动，另有特别设计的传导机构以取代传统的曲柄连杆构件）进气门关闭，缸内氦气继续推动活塞运行，当缸内压力降到设定压力后排气门打开，（压力暂定为1.23MPa，压力预留有点高，后面解释或改进）一个做功行程结束，氦气质量为6.9g。 尾气顺排气管道进入尾气换热管路，同压缩机排气管路换热后再进入到冷源氦气换热管路2段，通过换热管路同冷源氦气换热，要求换热后温差在5°C内，（换热后温差越小越好，温差越小尾气压力可以越低）尾气继续运行至液氦换热管路1段，同液氦换热后温度降至10K以下，（冷源约5k+温差5k）再进入液化室节流。（通过REFPROP软件查询发现氦气在某些温度段并不能通过增加节流压差来有效增大节流后的焦耳汤姆逊正系数，所以这里的节流采用分级节流来降低氦气节流后的温度，仅限于我个人现有知识做的理论，急需真实实验数据以调节其最佳节流前温度和压力）氦气节流后温度下降到其临界温度5.19K以下，液化室压力设定在0.23MPa，高于其临界压力，此时氦气大部分液化，（液化室压力由氦气压缩机控制。气体接近临界温度和压力时，液化热接近0。因为氦气的液化热无法在管路换热时产生或被冷源吸收，所以将液化室压力提高至其临界压力之上，以减小其液化热，增加节流后氦气的液化比例）未液化氦气从辅助风机处进入到压缩机排气换热管路做冷源，同尾气换热管路来的压缩机排气换热后进入到氦气压缩机，在这里加压至1.23MPa，排出至尾气换热管路，同气动机尾气换热后再同刚才的压缩机进气换热（气体液化温度是关键，使气体降温冷源是关键，经济高效的冷源不多，能做氦气液化的冷源代价更是高昂，这个设置就是尽可能利用其运行过程中产生的冷源，再利用高效换热管路来换热，以减小液化氦气消耗的功率）换热后的压缩机排气再顺管路进入到冷源换热管路2段位置，并入尾气管路，同这个位置温度相差不大的尾气混合，一同同冷源氦气和液氦换热后进入液化室节流液化，液化室内未液化氦气继续加压放热再液化，以此循环。 冷源换热管路内压力4.0MPa，大于氦气临界压力，液氦在管路内汽化其汽化热为0，也就是说其吸收的热能跟温度呈一定比例的直线（上学不多，不知表达意思是否正确？）尾气换热后如果达到临界温度之下就会产生液化热，液化热会使尾气放热时温度不变，且在某个温度点冷源液氦无法吸收尾气的这些液化热，即使在节流后，如果因为压力低于其临界压力而产生液化热也会使已液化液氦过多的重新汽化，所以将液化室压力设置在其临界压力之上，以减低其节流液化产生的液化热。 下面我将从气动机进气做功开始计算其产生的功率，尾气温度，各换热管路换热前后温度，压缩机消耗功率，压缩机进气温度，排气温度，高压液氦泵功率，分级节流后液氦占比进行计算，至于最关键的换热管路牵涉材料跟构造，只做一个大体估算，换热管路如果能做好对外界的绝热，就不用担心其体积，毕竟换热面积越大，换热效果越好。 根据多年发帖经验，我的帖子少有跟帖，不出2日就沉底，所以答案不能一次发出，逐次做顶贴之用，还有计算很费神，GPT也要休息一下，这里要特别感谢两年来GPT AI 以及REFPROP软件和ap1700点com物性查询计算平台网站的帮助，解开了二十多年的迷惑，也了结了一个多年心病。 第一题，（字数所限，待下文）
工作原理：工质氦气是一个循环过程，由液态到气态再变回液态的过程。所以我先从右下的液氦泵1开始讲起。 液氦泵将液化室温度低于5.2K0.23MPa的液氦加压至4.0MPa，（温度和压力关联到液化热问题，后面再做解释）泵入冷源氦气换热管路液氦段，1段换热管路内同气动机来的尾气换热汽化后，进入到冷源氦气换热管路气氦2段，继续同气动机尾气以及压缩机排气换热，再进入冷源换热管路3段，同环境热能换热介质换热，换热介质为耐受一定低温具有高比热的流体。换热后的冷源氦气达到设定0度（为后期计算方便）压力4.0MPa，此时的冷源氦气变为工质气体，顺管路经气动机进气门进入气动机推动活塞运行，这里注意哈，高压氦气推动活塞运行到设定距离后（设活塞面积0.01平米，运行距离0.1米，速度1米/秒，气缸绝热，为维持活塞匀速运行须多缸联动，另有特别设计的传导机构以取代传统的曲柄连杆构件）进气门关闭，缸内氦气继续推动活塞运行，当缸内压力降到设定压力后排气门打开，（压力暂定为1.23MPa，压力预留有点高，后面解释或改进）一个做功行程结束，氦气质量为6.9g。 尾气顺排气管道进入尾气换热管路，同压缩机排气管路换热后再进入到冷源氦气换热管路2段，通过换热管路同冷源氦气换热，要求换热后温差在5°C内，（换热后温差越小越好，温差越小尾气压力可以越低）尾气继续运行至液氦换热管路1段，同液氦换热后温度降至10K以下，（冷源约5k+温差5k）再进入液化室节流。（通过REFPROP软件查询发现氦气在某些温度段并不能通过增加节流压差来有效增大节流后的焦耳汤姆逊正系数，所以这里的节流采用分级节流来降低氦气节流后的温度，仅限于我个人现有知识做的理论，急需真实实验数据以调节其最佳节流前温度和压力）氦气节流后温度下降到其临界温度5.19K以下，液化室压力设定在0.23MPa，高于其临界压力，此时氦气大部分液化，（液化室压力由氦气压缩机控制。气体接近临界温度和压力时，液化热接近0。因为氦气的液化热无法在管路换热时产生或被冷源吸收，所以将液化室压力提高至其临界压力之上，以减小其液化热，增加节流后氦气的液化比例）未液化氦气从辅助风机处进入到压缩机排气换热管路做冷源，同尾气换热管路来的压缩机排气换热后进入到氦气压缩机，在这里加压至1.23MPa，排出至尾气换热管路，同气动机尾气换热后再同刚才的压缩机进气换热（气体液化温度是关键，使气体降温冷源是关键，经济高效的冷源不多，能做氦气液化的冷源代价更是高昂，这个设置就是尽可能利用其运行过程中产生的冷源，再利用高效换热管路来换热，以减小液化氦气消耗的功率）换热后的压缩机排气再顺管路进入到冷源换热管路2段位置，并入尾气管路，同这个位置温度相差不大的尾气混合，一同同冷源氦气和液氦换热后进入液化室节流液化，液化室内未液化氦气继续加压放热再液化，以此循环。 冷源换热管路内压力4.0MPa，大于氦气临界压力，液氦在管路内汽化其汽化热为0，也就是说其吸收的热能跟温度呈一定比例的直线（上学不多，不知表达意思是否正确？）尾气换热后如果达到临界温度之下就会产生液化热，液化热会使尾气放热时温度不变，且在某个温度点冷源液氦无法吸收尾气的这些液化热，即使在节流后，如果因为压力低于其临界压力而产生液化热也会使已液化液氦过多的重新汽化，所以将液化室压力设置在其临界压力之上，以减低其节流液化产生的液化热。 下面我将从气动机进气做功开始计算其产生的功率，尾气温度，各换热管路换热前后温度，压缩机消耗功率，压缩机进气温度，排气温度，高压液氦泵功率，分级节流后液氦占比进行计算，至于最关键的换热管路牵涉材料跟构造，只做一个大体估算，换热管路如果能做好对外界的绝热，就不用担心其体积，毕竟换热面积越大，换热效果越好。 根据多年发帖经验，我的帖子少有跟帖，不出2日就沉底，所以答案不能一次发出，逐次做顶贴之用，还有计算很费神，GPT也要休息一下，这里要特别感谢两年来GPT AI 以及REFPROP软件和ap1700点com物性查询计算平台网站的帮助，解开了二十多年的迷惑，也了结了一个多年心病。 第一题，（字数所限，待下文）
