Термоэлектронный преобразователь

Рис. 8-22. Солнечный термоэлектронный преобразователь Вильсона.

Рис. 8-23. Поперечное сечение лабораторного термоэлектронного преобразователя.

Зная W и <7 , можно вычислить КПД термоэлектронного преобразователя ц = W/q . [c.584]

Плазма — это уникальное рабочее тело качественно новой энергетической техники. Она может быть и низкотемпературной (до 10 К), и высокотемпературной (более 10 К). Низкотемпературная плазма используется в магнитогидродинамических (МГД) генераторах и термоэлектронных преобразователях (ТЭП), а высокотемпературная плазма -в термоядерных энергетических установках. Плазма применяется также в лазерах в качестве активной среды (например, в газоразрядных лазерах) или источника возбуждения лазерной активной среды (электронная накачка). [c.280]

Термоэлектронный преобразователь простейшей формы состоит из двух поверхностей с небольшим зазором между ними одна поверхность испускает электроны, а другая собирает их. Этим термоэлектронный преобразователь похож на обычный диод. [c.422]

К ним относятся термоэлектрические установки и термоэлектронные преобразователи. Обычно к ним относятся также установки с магнитогидродинамическими генераторами, хотя, как будет показано ниже, это в известной степени условно. [c.402]

Цикл термоэлектронного преобразователя [c.411]

Принцип действия термоэлектронного преобразователя (сокращенно называемого ТЭП) основан на способности металлов в нагретом состоянии испускать (эмиттировать) со своей поверхности электроны. [c.411]

Схема термоэлектронного преобразователя приведена на рис. 12-5. [c.411]

Рассмотрим более подробно закономерности процессов, происходящих в термоэлектронном преобразователе. [c.412]

Следует отметить, что наряду с суш,ествованием тока эмиссии от поверхности 1 к поверхности 2 (плотность в термоэлектронном преобразователе существует противоположно направленный ток плотностью д(от анода к катоду), обусловленный эмиссией электронов поверхностью 2 (анодом). Плотность этого тока определяется формулой Ричардсона [c.413]

Поскольку плотность потока электронов, распространяющихся в вакууме между анодом и катодом, очень мала, то противоположно направленные токи и не оказывают заметного противодействия друг другу. Что же касается тока в электрической цепи, в которую включен термоэлектронный преобразователь, то в соответствии с законом электрической цепи постоянного тока (закон Кирхгофа) сила результирующего тока равна разности сил противоположно направленных токов, т.е. [c.413]

Если площадь поверхности катода и анода обозначить через 2, то сила тока / в цепи термоэлектронного преобразователя [c.414]

Как уже отмечалось, можно провести некоторую аналогию между термоэлектронным преобразователем и термоэлектрическим генератором . Представим выражение для э. д. с. ТЭП в виде, сходном с уравнением (12-2) закона Зеебека т. е. в виде [c.415]

Термический к. п. д. термоэлектронного преобразователя подсчитывается по обычному выражению [c.415]

Можно показать, что выражение для термического к. п. д. термоэлектронного преобразователя может быть представлено в следующем виде [c.416]

Комплекс Z для материалов термоэлектронных преобразователей имеет примерно тот же порядок величины, что и z для лучших полупроводниковых термоэлектродных пар. На рис. 12-8 приведен график температурной зависимости Z для уже упоминавшегося нами в 12-1 соединения РЬТе — одного из наилучших полупроводниковых термоэлектродных материалов — до температуры 1000 К, а выше 1000 К — для активированного вольфрама как материала для катода ТЭП. Как видно из этого графика, значение z для активированного вольфрама в ТЭП выше, чем для РЬТе в термоэлектрогенераторе. Из этого графика видно также, что в соответствии с уравненном (12-49) величина z заметно растет с повышением температуры вследствие быстрого Проста jo с температурой — см. уравнение (12-41). [c.416]

Термоэлектронные преобразователи привлекают пристальное внимание исследователей в последние годы в связи с развитием техники высокотемпературных ядерных реакторов. Дело в том, что наиболее подходящим горячим источником тепла для ТЭП могут явиться тепловыделяющие элементы ядерных реакторов. Схема термоэлектронного преобразователя, собранного на тепловыделяющем элементе ядерного реактора, изображена на рис. 12-9. На тепловыделяющем элементе 1, содержащем делящееся вещество, размещен катод 2 термоэлектронного преобразователя. Он окружен анодом 3, отделенным от катода промежутком, заполненным парами цезия. Анод охлаждается снаружи теплоносителем, протекающим в кольцевом зазоре 4. Поскольку эмиссия возрастает с температурой очень быстро, то нет необходимости делать разность (Tj—слишком большой если температура анода меньше температуры катода хотя бы на 200 °С, то уже в этом случае ток д пренебрежимо мал. Это позволяет поддерживать температуру анода на достаточно высоком уровне. Тем самым теплоноситель, циркулирующий в кольцевом зазоре 4, отводит тепло достаточно высокого температурного потенциала, которое затем в свою очередь можно преобразовать в работу (например, в цикле турбинной теплосиловой установки). [c.417]

Создание термоэлектронных преобразователей сопряжено с большими техническими трудностями. Однако есть основания ожидать значительного прогресса в деле создания ТЭП, являющихся наряду с термоэлектрогенераторами удобными автономными источниками энергии для малой энергетики . [c.417]

Как уже отмечалось, отнесение МГД генераторов к устройствам прямого преобразования тепла в электроэнергию является в известной степени условным. В самом деле, в этих генераторах тепло, выделяющееся при сгорании топлива, расходуется на нагрев рабочего тела, рабочее тело расширяется в сопле, приобретая значительную кинетическую энергию, и только затем эта кинетическая энергия преобразуется в канале МГД генератора в электроэнергию, тогда как в термоэлектрических установках и в термоэлектронных преобразователях промежуточные стадии нагрева и ускорения рабочего тела отсутствуют. В этой связи МГД генераторы правильнее называть устройствами безмашинного преобразования тепла в электроэнергию, подчеркивая этим то обстоятельство, что в отличие от обычных турбогенераторов в МГД генераторах отсутствуют движущиеся части. Это отличие является принципиальным преимуществом МГД генератора, обеспечивающим, как будет показано ниже, его большую эффективность. [c.417]

Термоэлектродные материалы 408—410, 416 Термоэлектроды 402, 415 Термоэлектронный преобразователь 411 [c.507]

К числу устройств, в которых осуществляется прямое превращение тепла в электроэнергию, относятся термоэлектрические установки и термоэлектронные преобразователи прямое превращение химической энергии топлива в электроэнергию осуществляется в устройствах, называемых топливными элементами. [c.240]

Абсолютный электрический к. п. Д. термоэлектронного преобразователя представляет собой отношение электроэнергии, потребляемой внешним сопротивлением, к теплу, получаемому катодом. Часть этого тепла расходуется на обеспечение эмиссии электронов и является полезно затраченной, остальное тепло, передаваемое с катода на анод излучением, обусловленным разностью температур, является в соответствии со вторым законом термодинамики необратимой потерей. Такой потерей является и джоулево тепло установки. [c.242]

По величине к. п. д. термоэлектронных преобразователей несколько выше, чем у термоэлектрических установок, но практическое осуществление их пока еще связано с большими техническими трудностями. Не останавливаясь на этом вопросе подробно, можем лишь отметить, что в принципе представляется возможным использование таких преобразователей как в качестве удобных автономных источников электроэнергии, так и для преобразования в нее тепла отработавших газов реактивных и газотурбинных двигателей или теплоносителя ядер-ных установок. [c.242]

Термоэлектронный преобразователь энергии. Преобразование теплоты в электрическую энергию возможно в термоэлектронном генераторе, принцип действия которого основан на образовании потока электронной эмиссии между нагреваемым катодом и охлаждаемым анодом, установленными в замкнутом объеме, где поддерживается вакуум или газовая среда. [c.282]

При работе термоэлектронного преобразователя энергии в межэлектродном пространстве, особенно вблизи поверхности катода, появляется заметная электронная атмосфера, тормозящая движение потока электронов и снижающая выходную энергию преобразователя. [c.283]

В проектных предположениях намечается создание высокотемпературных термоэлектронных преобразователей для ядерной энергетики в сочетании с паротурбинной установкой. Принципиальная схема подобной установки показана на рис. 16-15. Каждый тепловыделяющий элемент из карбида или окиси урана в реакторе связан со своим термоэлектронным преобразователем, которые соединяются последовательно для повышения выходного напряжения. Катод выполняется из торированного вольфрама на графитовом сердечнике и нагревается до температуры примерно 2000° С. Анод преобразователя выполняется из окисленного вольфрама, покрытого плен- [c.283]

Рис. 16-15. Схема термоэлектронных преобразователей в ядерном реакторе.

Термоэлектронный преобразователь энергии 282, 283 [c.291]

Низкотемпературная плазма (температура IOOOK) находит применение в газоразрядных источниках спета и в газовых лазерах, в термоэлектронных преобразователях тепловой энергии в электрическую и Б магиитогидродннамических (МГД) генераторах. [c.290]

В работе [168] описан солнечный термоэлектронный преобразователь, изготовленный фирмой Thermo Ele tron Engineering Согр. Система имеет пять соединенных последовательно плоских преобразователей. Поверхность [c.203]

Рений, имея высокую температуру рекристаллизации, епоеоб-ствует резкому повышению температурного порога рекристаллизации при введении его в сплавы. Чистый рений в виде проволоки и фольги применяют главным образом в электронной технике в качестве материала термоэмиссионных и автоэлектронных катодов а также для катодов термоэлектронного преобразователя. Из рения изготовляют термопары и такие детали, как сетки клистронов, аноды генераторных ламп, контакты и другие детали электровакуумных приборов, работающих при высоких температурах. [c.98]

По предложению А. Ф. Иоффе, термоэлектронные преобразователи рассматриваю как разновидность гер.моэлектрических генераторов, вводя коэффициент добротности а — а 1 (кг), и называют плазменными термопарами. Коэ(1гфчциент термо-э. д. о. определяют по формуле [c.423]

КПД термоэлектронных преобразователен в настоящее нремя не превышает 10%, однако они работают при более высоких температурах и о меньшей площадью излучателей, чем другие. Это позволяет создать пе только более надежную, но и более легкую конструкцию п. юской конфигурации, что также является существенным преимуществом термоэлектронных преобразователей. [c.423]

Возможно, некоторое недоумение может вызвать то обстоятельство, что в данном случае нри рассмотрении теипосилового цикла мы не обращаемся к Т, s-диаграмме и даже не упоминаем о том, из каких процессов, совершаемых рабочим телом, состоит этот цикл. Белее того, не ясно, что является рабочим телом термоэлектрогенератора. По этому поводу следует заметить, что термоэлектрический генератор, так же как и рассматриваемый в следующем параграфе термоэлектронный преобразователь, занимает особое место среди тепловых машин. Дело в том, что рабочим телом термоэлектрического генератора является движуш,ийся по термоэлектрической цепи поток электронов (электронный газ). С его помощ,ьго и осуществляется преобразование в электроэнергию части тепла, отбираемого из горячего источника, [c.411]

Основной причиной невысохшх значении термических к. п. д. термоэлектрогенераторов является необратимый характер процесса передачи тепла Q. от горячего источника к холодному путем теплопроводности по термоэлектродам. Как уже отмечалось, существенно снизить эту величину, т. е. увеличить значение коэффициента s, пока не удается. В этой связи несомненный интерес представляют термоэлектронные преобразователи, которые можно рассматривать как своего рода термоэлектрогеператоры, в которых горячий и холодный спаи разделены вакуумным промежутком, исключающим передачу тепла путем теплопроводности. Электрический ток в цепи иоддерживается за счет эмиссии электронов. [c.411]

Более горячую пластину термоэлектронного преобразователя (эмиттер) называют также катодом, а более холоявую = aHOgOM [c.412]

В реальных термоэлектронных преобразователях распределение потенциалов в зазоре между катодом и анодом существенно отлнчается от линейного, которое изображено [c.414]

Пространственный заряд сильно уменьшает эффективность термоэлектронных преобразователей, поэтому одной из основных задач при создании ТЭП является всемерное снижение величины нространствен-ного заряда. Это достигается или за счет уменьшения величины зазора между катодом и анодом (в экспериментальных установках зазор иногда уменьшают до 0,1 мм, что, однако, создает трудности в процессе сборки и эксплуатации ТЭП), или за счет изменения схемы преобразователя (устройство так называемого термоионного преобразователя, в ко тором пространственный заряд компенсируется посторонними ионами цезия). Следует подчеркнуть, что эффективные методы борьбы с пространственным зарядом до настоящего времени не разработаны. [c.414]

Из уравнения (12-39) видно, что чем меньше значение V,, т. е. чем меньше напряжение на токовыводах термоэлектронного преобразователя, тем больше сила тока в цепи преобразователя. Физически это легко объяснимо чем меньше V,, тем меньше высота потенциального барьера и тем большее число электронов в состоянии преодолеть этот барьер и перейти с катода на анод. [c.414]

С увеличением F, величина результирующего тока / уменьшается, и при некотором значении сила этого тока ставится равной нулю. Значение при /=0 можно интерпретировать как э. д. с. термоэлектронного преобразователя. Обозначим эту величину через Е. Понятно, что всегна [c.414]

Принцип действия термоэлектронного преобразователя основан на том, что, как было установлено еще Т. Эдисоном в конце прошлого века, с поверхности нагретых )металлов всегда происходит эмиссия свободных электронов, тем более интенсивная, чем выше температура металла. Это явление используется для создания тока в цепи, составленной из двух электродов с разными температурами и включенного между ними внешнего потребителя в виде электрического сопротивления. Для устранения потерь, обусловленных теплопроводностью, в промежутке между электродами поддерживается вакуум. Электроны эмиттируются с горячего электрода на холодный, поэтому первый из них служит катодом, а второй — анодом. [c.241]

Лит. Д обре цо в Л, Н., Термоэлектронные преобразователи тепловой энергии в электрическую, ЖТФ , I960, т. 30, с.. 365 [c.103]

Примером устройства со сканированием световым пучком является термоэлектронный преобразователь изображения — трубка термикон. Приемная ловерхность П терми-коиа (рис. 4-12,6) состоит из очень тонкой пластинки, с одной стороны покрытой поглощающим ИК излучение, свободно закрепленной пленки, а с другой — специальным фотоэлектрическим слоем. Излучение направляется объективом О,. Фотослой приготовлен из материала, фотоэлектрическая эффективность которого зависит от температуры. [c.260]

В перспективе можно ожидать, что термоэлектронный преобразователь с заполнением парами цезия может дать 100 Вт/см . При температуре анода 800—1000 К на нем может выделяться значительная мощность (порядка 10 Вт/см ), что дает возможность использовать его в качестве нагревательного элемента второй последовательно включенной ступени преобразования энергии и таким образом повысить к. п. д. всей установки в целом. При включении последовательно с термоэлектронным преобразователем ядерного реактора парртурбинной установки суммарный к. п. д. может достигнуть 60%. [c.283]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...