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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种人工降水无人机辅助动力系统及方法,系统包括压缩机、二氧化碳储罐、第一加热器、换热器、透平、发电机、蓄电池、涡流管、第二加热器、旁通阀、混合阀、引射器。本发明采用二氧化碳作为工质，利用其压力势能做功为蓄电池补充电能，通过涡流管将部分工质冷凝，与回热后的热端工质混合，再利用引射器，将其作为人工降水的催化剂播撒至云层。所提出的辅助动力系统有效利用环境余热做功，将人工降雨催化剂作为工质实现能量的梯级利用，设备成本低，安全性好。

主权项：1.一种人工降水无人机辅助动力系统的降雨方法，人工降水无人机辅助动力系统包括压缩机、二氧化碳储罐、第一加热器、换热器、透平、发电机、蓄电池、涡流管、第二加热器、旁通阀、混合阀、引射器；所述二氧化碳储罐密闭，其上设有一个入口和一个出口，用于存储固液两相状态的高压二氧化碳；所述压缩机的入口接外界二氧化碳，出口和所述二氧化碳储罐的入口管道相连，用于将外界二氧化碳压缩后输入至所述二氧化碳储罐中；所述二氧化碳储罐的出口分别和所述第一加热器的入口、旁通阀的一端通过管道相连；所述第一加热器的出口、换热器的冷侧通道、透平、涡流管的入口通过管道依次相连；所述透平的输出轴和所述发电机的输入轴同轴固连，用于带动所述发电机发电；所述蓄电池和所述发电机电气相连，用于存储所述发电机输出的电能；所述涡流管的热端出口和换热器热侧通道的入口通过管道相连；所述第二加热器设置在所述二氧化碳储罐中，其一端通过管道穿出二氧化碳储罐后和换热器热侧通道的出口相连，另一端通过管道穿出二氧化碳储罐后和混合阀的一个入口相连，第二加热器两端管道和所述二氧化碳储罐密闭设置；所述涡流管的冷端出口和所述混合阀的另一个入口通过管道相连；所述引射器的引射流体入口通过管道和所述混合阀的出口相连、被引射流体入口通过管道和所述旁通阀的另一端相连，用于将输入的二氧化碳混合降温扩压后形成干冰播撒至云层，进行人工降雨作业；其特征在于，所述人工降水无人机辅助动力系统的降雨方法，包括以下过程：储能过程：二氧化碳通过压缩机增压进入二氧化碳储罐中，以固液两相保存在二氧化碳储罐中；释能过程：部分液态二氧化碳由二氧化碳储罐经过第一加热器利用环境温度进行预热，再通过换热器加热后进入透平中做功，带动发电机发电，输出电能为蓄电池提供电能；二氧化碳在经过透平膨胀后进入涡流管中分流，从涡流管热端出口流出的高温气态二氧化碳经过换热器降温后进入第二加热器中冷凝，第二加热器浸没于固液两相二氧化碳中，从第二加热器内部流过的高温二氧化碳为二氧化碳储罐内部的固液两相二氧化碳输出热量，提高二氧化碳储罐内部压力；从第二加热器出口流出的冷凝后的二氧化碳进入混合阀中，与从涡流管低温气体出口流出的低温气液混合二氧化碳混合，进入引射器作为被引射流体，被从二氧化碳储罐流出的另一部分高压二氧化碳通过旁通阀进入引射器引射，二者混合降温扩压后形成干冰播撒至云层，进行人工降雨作业。

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