1.一种重力场介导的做功装置,与外部冷源和外部热源相连接,其特征在于,包括:设置在高位的高位冷凝器(2)、高位工质泵(3)、高位加热器(4)和设置在低位的低位液体涡轮(1);
高位冷凝器(2)的冷凝管道出口通过管道连接高位工质泵(3)的进口,高位工质泵(3)的出口通过管道连接高位加热器(4)的加热管道进口,高位加热器(4)的加热管道出口通过管道连接低位液体涡轮(1)的进口,低位液体涡轮(1)的出口通过管道连接高位冷凝器(2)的冷凝管道进口,形成闭环系统。
2.根据权利要求1所述的一种重力场介导的做功装置,其特征在于:所述高位冷凝器(1)与外部冷源相连接,高位加热器(4)与外部热源连接,外部热源温度比外部冷源温度高10℃以上;
所述高位与低位之间的差距根据外部冷源和外部热源的温差来确定。
3.根据权利要求2所述的一种重力场介导的做功装置,其特征在于:所述闭环系统中流动的工质为R22、R134A制冷工质。
4.利用如权利要求1~3任一所述的做功装置进行重力场做功的方法,其特征在于:
1)、高位加热器(4)的加热管道出口流出的高温中压液体向低位液体涡轮(1)的进口绝热流动,随着重力场中高度的减小,压强逐渐增加,在到达低位液体涡轮(1)的进口时,成为高温高压液体;
2)、在低位液体涡轮(1)中,高温高压液体经过液体透平后对外做功,压力减小到中压,成为高温中压液体;
3)、高温中压液体从低位液体涡轮(1)出口流出,向高位冷凝器(2)的冷凝管道进口绝热流动,随着重力场中高度的增加,压强逐渐减小,工质干度从零逐渐增加,温度降低,到达高位冷凝器(2)的冷凝管道进口时,成为具有一定干度的低温低压气液混合工质;
4)、低温低压气液混合工质进入高位冷凝器(2)中的冷凝管道,向外部冷源放出热量后,变为低温低压液体;
5)、低温低压液体从高位冷凝器(2)的冷凝管道出口流出,从高位工质泵(3)的进口进入高位工质泵(3)中,经过高位工质泵(3)的加压,成为低温中压液体;
6)、低温中压液体从高位工质泵(3)的出口向高位加热器(4)的加热管道进口绝热流动,然后进入高位加热器(4)中的加热管道,吸收外部热源放出的热量后,温度增加到中压所对应的饱和温度附近,成为高温中压液体,然后从高位加热器(4)的加热管道出口流出,如此循环。