Термоэмиссионные преобразователи

Термоэмиссионные преобразователи. Термоэмиссионный преобразователь представляет собой вакуумный или газонаполненный прибор, содержащий горячий катод и холодный анод [166, 167]. [c.202]

В термоэмиссионных преобразователях солнечной энергии для охлаждения анода также используются покрытия с высокой излучательной способностью [200]. [c.223]

Топливные элементы. 19.2. Термоэлектрические генераторы. 19.3. Солнечные батареи. 19.4. Термоэмиссионные преобразователи. 19.5. Магнитогидродинамические генераторы. [c.512]

Рис. 19.10. Распределение электрического потенциала внутри термоэмиссионного преобразователя

В термоэмиссионных преобразователях преобразование тепловой энергии в электрическую основывается на явлении термоэлектронной эмиссии. Термоэлектронная эмиссия заключается в испускании нагретой поверхностью металла электронов в количестве, определяемом уравнением Ричардсона [c.607]

Схема устройства термоэмиссионного преобразователя ясна из рис. 19.9. Катод, находящийся при более высокой температуре Т , чем анод, испускает электроны в большем количестве по сравнению с анодом. В результате возникает поток электронов от катода к аноду, а соответственно в замкнутой внешней цепи — электрический ток. [c.607]

На рис. 19.10 показано распределение электрического потенциала в пространстве между катодом и анодом у работающего термоэмиссионного преобразователя ( — энергетический уровень Ферми металла катода, а Ео — энергетический уровень Ферми металла анода). На поверхности катода потенциал скачком увеличивается на (р/ (работу выхода). В межэлектродном пространстве из-за наличия пространственного отрицательного заряда потенциал вблизи катода возрастает, а потом по мере приближения к аноду убывает. Между электродами достигается наибольшее значение потенциала, которое равно ф р. На поверхности анода потенциал скачком [c.607]

Термоэмиссионный преобразователь, выполненный по принципу преобразования теплоты в энергию электрического тока, не отличается от теплового двигателя. Поэтому термический к. и. д. термоэмиссионного преобразователя меньше (и притом существенно) к. п. д. цикла Карно даже при температурах катода порядка 1100—1200° С к. и. д. составляет 4—7%. [c.610]

Однако простота конструкции термоэмиссионных преобразователей, их компактность, большая удельная мощность делают перспективным создание энергетических установок (особенно ядерных), где верхним высокотемпературным звеном являлся бы термоэмиссионный преобразователь, а нижним — обычная паросиловая установка. В таких установках к. п. д. может достигать 50%. [c.610]

Первые три способа или предполагают сжигание топлива, или вызывают необходимость поддержания достаточно высоких температур рабочего процесса, который осуществляется в узком интервале температур, т. е. используют в той или иной мере теплоту. Поэтому КПД термоэлектрических генераторов, МГД-генераторов, термоэмиссионных преобразователей оказывается сравнительно низким. Эти генераторы и преобразователи могут иметь лишь вспомогательное значение в соединении с машинными способами получения электрической энергии тепловыми двигателями и установками. [c.504]

Термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные преобразователи, магнитогидродинамические генераторы и квантовые преобразователи представляют собой двухтемпературные установки, причем поддержание рабочей температуры осуществляется в ряде случаев посредством сжигания топлива. Наличие двух температурных уровней обусловливает циклический характер работы энергетической установки с подобным преобразователем и сближает такую установку с тепловым двигателем. Различие состоит лишь в том, что в рассматриваемом преобразователе нет движущихся узлов, как это имеет место в тепловом двигателе, т. е. преобразование энергии является без-машинным. С точки зрения технологии указанное отличие может оказаться важным, однако принципиального значения Б термодинамическом смысле оно не имеет. [c.568]

Рис. 8.50. Схема термоэмиссионного преобразователя

Произведение на заряд электрона е представляет собой плотность электрического тока. Термоэмиссионный преобразователь (рис. 8.56) состоит из катода, находящегося при более высокой температуре, чем анод катод испускает электроны в большем количестве по сравнению с анодом. В результате возникает поток электронов к аноду, а. соответственно в замкнутой внешней цепи—электрический ток. [c.581]

На рис. 8.57 показано распределение электрического потенциала в пространстве между катодом и анодом у работающего термоэмиссионного преобразователя ( ф — [c.581]

Термоэмиссионный преобразователь превраш,ает теплоту в энергию электрического тока. Поэтому термический КПД термоэмиссионного преобразователя меньше (и притом существенно) КПД цикла Карно даже при температурах катода порядка 1400—1500 К КПД составляет 4—8 %. [c.584]

Простота конструкции термоэмиссионных преобразователей, их компактность, большая удельная мощность делают перспективными создание энергетических установок (особенно ядерных), где верхнее высокотемпературное звено — термоэмиссионный преобразователь, а нижнее — обычная паросиловая установка, В таких установках общий КПД может составить 50 %. [c.584]

Технология изготовления отдельных деталей и узлов термоэмиссионных преобразователей предполагает получение прочных соединений разнородных материалов, в том числе окиси алюминия с ниобием. Известно [1—2], что прочность сцепления плазменного покрытия с подложкой, а также прочность самого покрытия возрастают в условиях предварительного подогрева подложки. При этом растет плотность покрытия, изменяется его фазовый состав и структура, интенсифицируется процесс химического взаимодействия между керамикой и металлом. Степень влияния каждого из перечисленных выше факторов на повышение прочности сцепления окиси алюминия с ниобиевой подложкой рассмотрена нами в работе [3]. [c.127]

Более широко будут вовлекаться в энергетический баланс такие новые источники энергии, как МГД-установки солнечные, геотермальные, ветроэнергетические установки топливные элементы, термоэмиссионные преобразователи и др. как для производства электроэнергии, так и тепла. Однако до конца XX в. доля этих источников в суммарном потреблении энергетических ресурсов не превысит, очевидно, 2—37о. В первой четверти XXI в., по-видимому, получит развитие и водородная энергетика. [c.115]

Разработки по созданию солнечных термоэлектрических генераторов и термоэмиссионных преобразователей находятся в стадии опытных образцов и менее подготовлены к практическому использованию. [c.204]

В книге изложено современное состояние применения молибдена и его сплавов (важных конструкционных материалов) при создании термоэмиссионных преобразователей (ТЭП), радиоизотопных термоэмиссионных генераторов и других аппаратов новой техники. [c.2]

Некоторые характеристики ядерных термоэмиссионных преобразователей [162] [c.27]

Материалы, применяющиеся в реакторных термоэмиссионных преобразователях, должны обладать малым сечением захвата тепловых нейтронов, максимально сохраняя свои механические свойства при продолжительном действии нейтронного потока. Тугоплавкие металлы располагаются по сечению захвата нейтронов и степени пригодности их в качестве материалов электродов в следующем порядке. [c.35]

МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МОЛИБДЕН КАК МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭМИТТЕРОВ ЯДЕРНЫХ ТЕРМОЭМИССИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ [c.77]

Технология термоэмиссионных преобразователей. Справочник. Под ред. [c.156]

Глава 5 посвящена исследованию электротехнических характеристик термоэмиссионных реакторов-преобразователей. В принципе развитый здесь математический аппарат описывает процессы электропроводности в среде с распределенными источниками ЭДС любой физической природы. С единых позиций записаны основные уравнения для тока и потенциала в неоднородной электропроводящей среде и сопряженные к ним уравнения. Обсуждается физический смысл решений этих уравнений. Получены формулы теории возмущений и приведен пример их применения при исследовании характеристик многоэлементного термоэмиссионного преобразователя. [c.7]

Теплоотвод в соответствии с формулами (2.10) реализуется, например, в термоэмиссионном преобразователе (ТЭП) в случае вакуумного режима [78]. При других режимах работы преобразования (диффузионный, дуговой) формула теплоотвода по закону Ричардсона утрачивает силу из-за эффекта пространственного заряда электронов в плазменном зазоре. В этих случаях электронное охлаждение эмиттера ТЭП зависит от условий нейтрализации ионами пространственного заряда, и величина Qs может быть найдена численным решением соответствующих уравнений для плазменного промежутка ТЭП. [c.32]

Локальный дефект источника. Рассмотрим батарею ЭГЭ, в которой параметры одного или нескольких (компактной группы) элементов аномальны. Будем считать, что аномальные ЭГЭ расположены в окрестности точки с координатой Хл. Такая ситуация может возникнуть, в частности, при нарушении коммутации отдельного элемента батареи, или, например, в результате локального изменения свойств плазмы в межэлектродном зазоре (МЭЗ) термоэмиссионного преобразователя (локальная разгерметизация, замыкание зазора, локальное сопротивление для протока паров цезия и т. п.). [c.165]

Если в верхней ступени комбинированного цикла применяются высокотемпературные преобразователи энергии (МГД-генераторы, ЭГД-генераторы, термоэмиссионные преобразователи), то рабочим телом нижней ступени цикла может быть и газ (цикл ГТУ). [c.16]

Практически во всех аппаратах, использующих лучистую энергию Солнца (фотовольтаические преобразователи, термоэлектрогенераторы, термоэмиссионные преобразователи, водонагреватели, опреснители, кондиционеры, холодильники и т. д.), используются покрытия с высокими значениями излучательной и поглощательной способностей. [c.217]

Развитие науки и тexFlики за последние два десятилетия характеризуется возросшим интересом к термодинамике и значительным расширением приложений ее к различным явлениям. В качестве примера можно указать на проблемы прямого, или безмашинного получения электрической энергии в топливных элементах, термоэлектрических генераторах, термоэмиссионных преобразователях, магнитогидродинамических генераторах. Существенно увеличился также перечень рабочих тел и областей их использования, а в изучении свойств веществ были получены новые важные результаты. Все это делает необходимым более глубокое изучение свойств веществ и систематизацию накопленных в этой области сведений. [c.5]

Соответствующие устройства, в которых осуществляется превращение химической энергии в электрическую, называются термоэлектрическими генераторами, термоэмиссионными преобразователя.ми, магнитогндродина-мическими (МГД) генераторами, электрохимическими генераторами или топливными элементами, солнечными батарея.ми. [c.515]

Первые три способа или предполагают сжигание топлива, как, например, магнптогидродинамический, или требуют поддержания достаточно высоких температур вовремя рабочего процесса, который осуществляется в весьма узком интервале температур. Вследствие этого к. п. д. термоэлектрических генераторов, термоэмиссионных преобразователей и МГД-генераторов оказывается сравнительно низким. Все эти генераторы и преобразователи могут иметь лишь вспомогательное значение в соединении с машинными способами получения электрической энергии, которые являются в настоящее время основными и, по-види.мому, долго будут оставаться таковыми. Так, например, МГД-генератор может быть применен в качестве головного высокотемпературного звена обычной теплосиловой электрической станции (возможно, что МГД-генераторы могут оказаться полезными и в тех случаях, когда необходимо получить большие мощности на короткое время и когда величина к. п. д. не является определяющей) термоэлектрический генератор может быть рационально сочленен с ядерным реактором. [c.515]

Из шести типов прямых преобразователей энергии, в которых энергия тел преобразуется в энергию электрического тока (электрохимические генераторы, фотоэлек-1рические преобразователи, термоэмиссионные преобразователи, магнитогидродинамические генераторы, термоэлектрические преобразователи, квантовые преобразователи) только первые два являются в полной мере прямыми преобразователями. В полезную внешнюю работу в электрохимических генераторах превращается внутренняя энергия рабочих тел, а в фотоэлектрических преобразователях — лучистая энергия Солнца, причем это превращение (т. е. рабочий процесс) протекает при постоянной температуре. [c.568]

Термоэмиссионные преобразователи. В термоэмисспон-ных преобразователях превраще1И1е теплоты в электрическую энергию основано на явлении термоэлектронной эмиссии, которая заключается в испускании нагретой поверхностью металла электронов н определяется уравнением Ричардсона, имеющим вид [c.581]

В книге приводятся общие сведения о получении и применении этого металла, рассматриваются требования к материалам термоэмиссионных преобразователей (ТЭП), основным из которых является молибден. Сделан краткий обзор по основным разработкам различного типа ядерных ТЭП, в которых используются молибден и его сплавы. Показана роль молибдена и его сплавов в конструкциях ядерных энергетических установок, реакторов, искусственных спутников Земли (ИСЗ) различного назначения и в радионзотопных термоэмиссионных и термоэлектрических генераторах (РТГ). [c.5]

Не менее важным применением молибдена в атомной технике являются ТЭП. В поликристаллическом, и особенно в моно-кристаллическом, состоянии молибден считают одним из основных конструкцрюнных материалов для ядерных термоэмиссионных преобразователей, так как эти материалы имеют низкую скорость испарения в вакууме и обладают высокой термоэлектронной эмиссией (табл. 1.4) [20, 125]. [c.15]

Принцип работы термоэмиссионного преобразователя. Рассмотрим действие простейшего ТЭП [142, 150, 151, 159] (рис. 2.1). На катод, изготавливаемый обычно из тугоплавкого материала (например, молибдена), от источника тепла поступает тепловая энергия Q, достаточная для возникновения термоэмиссии электронов с поверхности этого металла. Электроны, увеличив свою кинетическую энергию, преодолевают межэлектродное пространство и попадают на поверхность металлического анода. При этом электроны отдают ему часть своей кинетической энергии и нагревают его, а с другой стороны, создают избыток отрицательных зарядов па поверхности этого металла, увеличивая его отрицательный потенциал. Избыток зарядов стекает по внешней электрической цепи, проходя по сопротивлению нагрузки в виде полезного тока, и вновь попадает на катод. Если в этой модели обеспечить непрерывное подведение тепла Q, достаточное для термоэмиссии — испарения электронов, то во внешней цепи по сопротивлению нагрузки будет протекать непрерывный электрический ток. [c.18]

ЭГК и увеличению тепловых утечек по микроизоляторам. Эти явления могут быть устранены применением специальных конструктивных мер (усовершенствованием дистанционирования, нанесением вольфрамового покрытия на катоды и др.). Таким образом, достигнутая в ядерном термоэмиссионном преобразователе Топаз полезная электрическая мощность (5—7 кВт) не является предельной и в дальнейшем может быть существенно увеличена путем применения перспективных катодных материалов и других мер по улучшению термоэмиссионных характеристик. [c.24]

Допустимое удельное энерговыделение изотопного топлива определяется конкретной геометрией генератора, а точнее — соотношением объема капсулы и поверх.чости, на которой располагаются полупроводниковые или термоэмиссионные преобразователи. Принципиально важно обеспечить такую поверхность, чтобы плотность теплового потока на ней была достаточной для эффективной работы полупроводниковых или термоэмиссионных преобразователей (при этом предполагается, что все остальные поверхности капсулы тщательно теплоизолированы от окружающей среды). Если принять номинальным режим работы ТЭГ или ТЭП с КПД 10% и генерируемой на поверхности (или катоде) плотностью электрической мощности 10 Вт/см то, очевидно, потребуется подвод теплового потока порядка 100 Вт/см2. Такой поток могут обеспечить нуклиды только с большим удельным энерговыделёнием. [c.28]

Следует отметить, что подход и результаты, приведенные в данной главе, носят общий характер и годятся не только для исследования реакторов — термоэмиссионных преобразователей энергии. Они могут оказаться полезными при моделировании и исследовании электротехнических характеристик любых статических многоэлементных электрогенерирующих систем, например солнечных батарей, выносных термоэлектрических (ТЭГ) и тер-моэмиссионных (ТЭП) преобразователей, батарей химических топливных элементов, аккумуляторов и т. п. [c.138]

Зродников А. В., Пупко В. Я. Применение сопряженных уравнений и теории возмущений при исследовании электротехнических характеристик многоэлементных термоэмиссионных преобразователей энергии.—Там же, с. 88. [c.227]

Эисргоустаиовки с вторичным использованием бросовой теплоты первой ступени преобразования энергии используются в различных областях техники. Не касаясь традиционных направлений, отметим целесообразность применения паротурбинных преобразователей с ОРТ в комбинированных космических энергётических установках с ядерными или радиоизотопными источниками теплоты. В качестве верхнего каскада в таких энергетических установках используется термоэлектрический или термоэмиссионный преобразователь. Разработка этих установок стала возможна благодаря созданию селективных покрытий для низкотемпературных холодильников-излучателей, обеспечивающих степень черноты поверхности 0,8. .. 0,9 и коэффициент поглощения солнечного излучения 0,1. .. 0,2 [25]. Такие холодильники-излучатели при температурах поверхности порядка 300 К оказываются работоспособными в условиях лучистого теплообмена с Землей, Солнцем и другими планетами. [c.21]

В установках с термоэмиссионными преобразователями тепла в электроэнергию целесообразность применения неводяных паров также вызвана высоким температурным уровнем рабочих процессов. Термочмисгия потока электронов возникает при нагреве металлов до температуры 1200—2000° С. Термоэмиссионные электрогенераторы разделяются на термоионные — ТИГ, когда пространство между катодом и анодом заполнено газом или паром и ионизированные пары являются носителями электрических зарядов, и термоэлектронные — ТЭГ, у которых в межэлектродном пространстве — вакуум. [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...