Методы прямого преобразования энергии

Раздел восьмой. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ по ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ Раздел девятый. МЕТОДЫ прямого преобразования энергии и вопросы управляемого термоядерного синтеза [c.5]

МЕТОДЫ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ [c.240]

Улучшение технико-экономических показателей тепловых и атомных энергетических установок ведется в двух направлениях — усовершенствование традиционных методов и разработка новых методов производства электроэнергии — так называемых методов прямого преобразования энергии (магнитогидродинамические генераторы, топливные элементы, термоэмиссионные преобразователи и т. п.). [c.3]

Принципы, на которых основаны указанные методы прямого преобразования энергии и схемы конструктивного оформления некоторых агрегатов, а также их основные теплотехнические характеристики, приведены далее. [c.275]

В настоящее время в связи с интенсивным освоением космоса и глубин морей и океанов, отдаленных и труднодоступных районов земного шара, возрастает потребность в автономных источниках электроэнергии. Наиболее перспективным методом прямого преобразования энергии, позволяющим создавать автономные источники питания и получившим широкое практическое применение, является термоэлектрический метод. [c.165]

Большое значение при проведении неразрушающего контроля изделий имеет правильный выбор наиболее эффективных методов. В связи с этим методы контроля дефектов (методы дефектоскопии) полимерных материалов представляют значительный интерес. При этом следует иметь в виду, что способы реализации методов контроля физико-механических характеристик материалов и методов дефектоскопии имеют принципиальное различие. Если первые методы основаны на определении физических параметров с последующей их корреляцией с механическими характеристиками материалов, то методы дефектоскопии основаны на прямом преобразовании энергии излучения, отраженной от дефекта или прошедшей через контролируемую среду. В табл. 3.1 приведены основные факторы, вызывающие образование дефектов, виды дефектов и методы их контроля, Показано, что контроль качества [c.81]

Применительно к инженерно-физическим проблемам изложен, новый метод исследований, основанный на использовании математического аппарата сопряженных уравнений и теории возмущений. Рассмотрено применение метода при решении задач теплообмена и гидродинамики, анализе прочности элементов конструкции ядер-ных реакторов, исследовании электротехнических характеристик систем прямого преобразования энергии, а также при идентификации нестационарных процессов для целей технической диагностики ядер-ных энергетических установок. Обсуждаются преимущества метода и даются рекомендации по его использованию. [c.2]

Около 20% общего энерговыделения термоядерной энергии реакции составляет энергия заряженных частиц. Эта часть энергии может быть превращена в электрическую методами прямого преобразования. [c.258]

Дальнейшее существенное повышение тепловой экономичности выработки электроэнергии, очевидно, возможно только при применении принципиально новых методов получения электроэнергии, в частности прямого преобразования энергии. В последние годы в этом направлении ведутся интенсивные научно-исследовательские и опытные работы, в результате которых разработан МГД генератор для электростанций большой мощности и уже используемые в космических аппаратах топливные элементы, термоэлектрические и термоэлектронные генераторы. Продолжаются работы по созданию агрегатов значительной мощности из топливных и термоэлектронных элементов. [c.275]

В книге освещается история развития термоэлектрического метода прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и дается инженерный обзор состояния этой проблемы в настоящее время. Характеризуется физика термоэлектрических явлений и описываются способы расчета термоэлементов. Приводится таблица характеристик большого количества термоэлектрических материалов. Указываются существенные конструктивные особенности термоэлектрических батарей. Описываются конкретные конструкции термоэлектрических генераторов на твердом, жидком и газообразном топливе, на изотопных источниках тепла и с ядерными реакторами. [c.2]

Пример. В связи с развитием метода прямого преобразования тепловой (солнечной) энергии в электрическую большую актуальность приобрели вопросы оптимального решения проблемы отвода тепла излучением от нижнего источника энергии. В ряде работ показано [67], что наиболее целесообразно эта задача решается с помощью [c.169]

Методы прямого преобразования тепловой и химической энергии в электрическую [c.209]

Из всех возможных методов прямого преобразования тепловой энергии в электрическую наиболее исследованы и разработаны магнитогидродинамический, термоионный и термоэлектрический. [c.209]

В комбинированных установках с реакторами ВГР гелий сначала охлаждается от 1000° С до 800° С в технологических теплообменниках, в которых происходит химический процесс, а затем используется в энергетической установке. Возможность получения в подобных установках дешевых восстановительных газов позволит осуществить коренное усовершенствование металлургического производства, т. е. получить губчатое железо из руды методом прямого восстановления [5]. При еще более высоких температурах гелия в реакторах ВГР возможно сочетание их с магнитогидродинамическим (МГД) преобразованием тепловой энергии непосредственно в электрическую. [c.6]

Таким образом, на пути реализации идеи прямого преобразования тепловой энергии в электрическую методом МГд-гене-рирования имеется еще много трудностей. [c.198]

В апреле — мае 1965 г. осуществлены опробование и пуск экспериментальной энергетической установки прямого преобразования тепловой энергии в электрическую магнитогидродинамическим методом. Установка работает на обычном энергетическом топливе, но не имеет котлов, турбин и обычных электрических генераторов. [c.54]

В связи с бурным развитием атомной энергетики и использованием ядерного топлива чрезвычайно важное значение приобретают методы прямого термоэмиссионного преобразования ядерной энергии в электрическую, так как они позволяют осуществить наиболее экономичный безмашинный способ преобразования энергии с помощью реакторных ТЭП. В этих установках молибден (а также вольфрам) используются для изготовления катодов и коллекторов ТЭП, которые работают длительное время в парах цезия [47, 108] [c.16]

Прайс Л. К. Термоэмиссионный метод генерирования электроэнергии.— Прямое преобразование тепловой энергии в электрическую и топливные элементы , 1974, вып. 1 (138), с. 108. [c.154]

Все теплоэнергетические установки, термодинамические основы работы которых были рассмотрены выше, объединяет то обстоятельство, что в них превращение химической (или ядерной) энергии топлива в электроэнергию осуществляется ступенчато — сначала получается тепловая энергия, затем — механическая и только после этого — электрическая. Между тем в настоящее время известны и успешно разрабатываются и такие методы, в которых отсутствует промежуточная стадия получения механической энергии, т. е. осуществляется прямое преобразование тепловой или даже химической энергии в электрическую. [c.240]

Развитие термоэлектрического метода преобразования. — В сб. Прямое преобразование тепловой энергии в электрическую и топливные элементы . Информ. бюлл. Изд-во АН СССР, 1965, вып. 1, с. 89—93. [c.250]

Метод термоионного генерирования энергии привлек пристальное внимание в качестве возможного пути прямого преобразования теплоты, выделяющейся в результате ядерного деления, в электричество. Он особо выгоден для космических приложений при высоких уровнях мощности в несколько мегаватт и более. Термоионный 228 [c.228]

Развиваемый здесь на базе естественных рассуждений метод конгруэнтных преобразований можно также построить, используя энергетический принцип. Этот альтернативный подход излагается в разд. 7.2. Будет показано, что указанный альтернативный подход позволяет выявить особенности расчета всей конструкции без построения на практике глобальных матриц. Этот подход известен как процесс прямой минимизации энергии 13.6]. [c.84]

В настоящее время наибольшее научно-техническое развитие получил магнитогидродинамический метод (МГД-,метод) прямого преобразования энергии. Идея этого метода основана на том, что при пересечении проводником линий индукции в нем возникает ЭДС. В МГД-генераторе таким проводником является электропроводящий газ (плазма). Высокотемпературный газ (2500— 3000°С) в МГД-генераторе выполняет двойную роль в сопле перед генератором внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию noTOiKa, т. е. газ -является термодинамическим рабочим телом, а в генераторе кинетическая энергия потока преобразуется в электрическую энергию, т. е. газ выполняет роль силовой обмотки электрической машины. Можно поэтому говорить, что МГД-гбнератор представляет собой совмещенную с тепловым двигателем электрическую машину, а термодинамический цикл энергетической установки с МГД-генератором принципиально ничем не отличается от известных циклов газо- и паротурбинных установок. Использование высокой температуры рабочего вещества (которую вполне выдерживают неподвижные части генератора) приводит к генерации электроэнергии МГД-методом с КПД до 50—60%. [c.69]

На протяженки последних 130 лет был создан целый ряд энергетических устройств, основанных на взаимодействии электрического и магнитного полей с движущимися электрическими зарядами. Метод прямого преобразования энергии, рабочим телом в котором является нагретый ионизированный газ, в принципе может обеспечить очень высокий КПД и потому вызывает большой интерес в качестве альтернативы паротурбинным теплоэнергетическим установкам для получения электрической энергии — это магнитогидродинамический генератор или сокращенно МГД-генератор. Его работа основана на взаимодействии рабочего тела с магнитным полем (рис. 5.21,6). ЭДС создается за счет движения в магнитном поле электронов и ионов нагретого газа. [c.103]

Специалисты полагают, что удешевление фотоэлементов за счет перехода к аморфному кремнию вместо монокристалличе-ского сделает метод прямого преобразования солнечной энергии в электрическую конкурентноспособным по сравнению с другими методами получения энергии. Подробное описание солнечных батарей на аморфном кремнии дано в i[68]. В настоящее время наиболее перспективным материалом считается определенным образом приготовленный аморфный сплав кремния с водородом, фотогаль-ванический эффект в котором был открыт в 1974 г. К 1978 г. КПД солнечных батарей на этом материале достиг 6%. Эта величина в 3—4 раза меньше достигнутой на кристаллических Si и GaAs, однако в последних максимальные значения КПД были получены через 20 лет после открытия соответствующего эффекта. Это подтверждает несомненную перспективность аморфных материалов для использования в солнечных батареях. Для успешной реализации этих батарей необходимо выполнение ряда условий, таких, как большой коэффициент оптического поглощения (в широкой области спектра), эффективный сбор носителей электричества на обеих сторонах полупроводникового материала (пленки), достаточно большой внутренний потенциал, определяющий ЭДС элемента. Эти условия определяются оптическими и электрическими свойствами аморфных полупроводников и в конечном счете энергетическим спектром электронов. Поэтому далее мы перечислим некоторые характерные свойства этих материалов, достаточно тесно связанные с картиной распределения состояний электронов по энергетическим зонам. [c.284]

Наряду с термическим КПД, который, как уже было сказано, у турбин довольно высок, важно зпапь также и их полны КПД, равный произведению термического на внутренний относительный КПД, определенный в гл. 3 и характеризующий совершенство машины. Для оценки этой величины необходимо знать минимальное количество работы, необходимое для выполнения того же самого процесса. В большинстве электростанций более 90% энергии топлива идет-на производство пара, системы с парогенератором имеют довольно высокий полный КПД, практически равный термическому КПД. Единственным путем дальнейшего увеличения эффективности использования топлива является переход к методам прямого преобразования теплоты в электрическую энергию. Такие методы существуют II будут рассмотрены в гл. 5. [c.76]

Для преобразования солнечной энергии в электрическую известны три основных метода. Во-первых, это применяемый на спутниках фотоэлектрический метод прямого преобразования света в электричество при низком напряжении при помощи дорогих и сравнительно малоэффективных солнечных элементов, стоимость которых в 1973 г. оценивалась примерно в 20 долл. США на 1 Вт. Упрощенные более дещевые модели используют для зарядки аккумуляторов на буровых установках на шельфе и т. д. Во-вторых, используется тепловой метод, при котором применяют различные типы коллекторов плоские, вогнутые, желобообразные, цилиндрические или параболические с механизмами для их перемещения или без них со специальными чувствительными покрытиями или без них. В коллекторах солнечная энергия нагревает промежуточный энергоноситель, которым обычно является вода, а в некоторых схемах жидкий натрий (см. ниже). Третий метод наиболее далек от воплощения он предусматривает сооружение солнечных станций на спутниках Земли с передачей энергии при помощи микроволн на наземные приемные станции. [c.216]

Известно, что существует несколько методов прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, среди которых в настоящее время наиболее разработаны электрохимический (топливные элементы), термоэлектрический (полупроводниковый), магнитогидродипамический и термоэмиссионный метод с подводом тепла от обычного, (органического) и ядерного топлива. [c.18]

В условиях соврем ного широкого использования электрической энергии традиционные способы получения электричества с помощью паросилового цикла не могут в достаточной мере удовлетворить растущие потребности. Возникший в связи с этим интерес к методам прямого преобразования тепловой энергии в электрическую привел к изучению и разработке термоэлектрических и термоэмиссионных генераторов, МГД-установок и других систем. [c.3]

В этой книге авторы делают попытку систематизировать опубликованный материал. Здесь не затрагиваются вопросы использования термоэлектрического метода для получения холода и тепла, термометрия, измерительная техника и другие области использот вания термоэлектрических явлений, а также известные иные методы прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Книга содержит справочные сведения и дает обзор современного состояния термоэлектрической энергетики. Она предназначена для инженеров, конструкторов и работников исследовательских и проектных организаций, а также для студентов высших учебных заведений соответствующих специальностей. Некоторые вопросы, косвенно касающиеся данной темы, в книге только упомянуты, но они, по Мнению авторов, необходимы для полноты общего представления. Предполагается, что в случае более глубокого изучения может быть использована литература, указанная в конце книги. [c.4]

Назовите основные методы прямого преобразования тепловой и химической энергии в 8лектрическую. [c.212]

В ряде научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений (МАИ, МВТУ, МИФИ, МИХМ, МЭИ) продолжаются интенсивные исследования процессов тепло- и массообмена изучаются физические основы процессов, разрабатываются новые и совершенствуются старые методы расчета. В настоящее время во всем мире актуальны процессы теплообмена летательных аппаратов и в том числе космических многоразового действия в активных зонах реакторов в магнитогидродинамических генераторах (установках для прямого преобразования теплоты в электрическую энергию) в газотурбинных установках. Разрабатываются способы тепловой защиты высокоскоростных летательных аппаратов. [c.4]

Термоионные топливные элементы. Предложение Уилсона [27] о прямом преобразовании тепловой энергии в электрическзгю методом термоионной эмиссии вызвало большой интерес, так как давало возможность использовать ядерный материал либо в виде термоионного катода, либо в качестве ядерного топлива для термоэлектронных эмиттеров, изготовленных из тугоплавкого металла. [c.456]

Усиливающее действие металлических экранов, используемых при методе прямой экспозиции, определяется вторичными электронами, образующимися в экране при прохождении через него ионизирующего излучения. В качестве материала этих экранов используют фольги тяжелых металлов (свинец, вольфрам, олово и др.), так как они обеспечивают высокие коэффициенты усиления (рис. 16). Для каждого источника ионизирующего излучения, в зависимости от его энергии, должен выбираться материал экрана. Так, для тормозного излучения целесообразно использовать олово, вольфрам, свинец для у-излучения — вольфрам, свинец. Толщина экрана должна быть равна максимальной длине пробега вторичных электронов в экране. Изменение толщины фольги привода уменьшению коэффициента преобразования энергии излучения в кинетическую энергию вторичных электронов или к ослаблению интенсивности ионизирующего излучения и, как следствие, к уменьшению усиливающего действия экрана (табл. 13 и 14). Металлические экраны рекомендуется использовать с безэкранными радиографическими пленками типа РТ-1, РТ-3, РТ-4М, РТ-5, их применение практически не влияет на ухудшение разрешающей способности изображения на пленках. Промышленность выпускает экраны 15 типоразмеров согласно ГОСТ 15843—70. Эти экраны выполнены в виде свинцовой фольги толщиной от 0,05 до 0,5 мм, нанесенной на гибкую пластмассовую подложку. [c.32]

Не следует ожидать, что в первые десятилетия XXI в. произойдет коренная технологическая перестройка в мировом энергетическом хозяйстве за счет внедрения принципиально новых источников энергии и методов их преобразования, транспортировки, распределения и потребленпя. Можно лишь утверждать, что на начальном этапе XXI в. начнут внедряться в широких масштабах те новые технологии, над которыми ученые и специалисты многих стран мнра уже работают в настоящее время. Имеются в виду такие технологии, как реакторы на быстрых нейтронах, термоядерные реакторы, прямое преобразование солнечной энергии, биоэнергетика, разработка нетрадиционных месторождений углеводородов, гидрогенизация твердого топлива, ветроэнергетика, петротер-мальная энергетика и т. д. [c.27]

Заканчивая рассмотрение процессов, происходящих в струе при ее торможении, следует отметить, что возникновение прямого скачка уплотнения приводит к необратимым потерям энергии. При переходе через скачок энтропия газа возрастает, следовательно, имеет место низкий к.п.д. преобразования энергии струи в энергию упругих колебаний. В газодинамических устройствах снижение подобных потерь энергии осуществляется преобразованием плоского скачка в серию косых скачков уплотнения с помощью клино- или конусообразных рассекателей. Такой метод увеличения к. п. д. применительно к газоструйным излучателям был предложен В. П. Куркиным [31] (см. гл. 4). [c.20]

Известны методы термодинамического преобразования солнечной энергии в электрическую, основанные на использовании циклов тепловых двигателей, термоэлектрического и термоэмиссионного процессов, а также прямые методы фотоэлектрического, фотогальваническо-го и фотоэмиссионного преобразований. Наибольшее практическое применение получили фотоэлектрические преобразователи и системы термодинамического преобразования с применением тепловых двигателей. [c.16]

Колебат. механич. системами Э. п. могут быть стержни, пластинки, оболочки разл. формы (полые цилиндры, сферы, совершающие разл. вида колебания), механич. системы более сложной конфигурации. Колебат. скорости и деформации, возникающие в системе под воздействием сил, распределённых по её объёму, могут, в свою очередь, иметь достаточно сложное распределение. В ряде случаев, однако, в механич. систем можно указать элементы, колебания к-рых с достаточным приближением характеризуются только кинетич, и потенц. энергиями и энергией механич. потерь. Эти элементы имеют характер соответственно массы М, упругости I / С и активного механич. сопротивления г (т.н. системы с сосредоточенными параметрами). Часто реальную систему удаётся искусственно свести к эквивалентной ей (в смысле баланса энергий) системе с сосредоточенными пара.меграми, определив т. н. эквивалентные массу Л/, , упругость 1 / С , и сопротивление трению / . Расчёт механич. систем с сосредоточенными параметрами может быть произведён методом электромеханич. аналогий. В большинстве случаев при электромеханич. преобразовании преобладает преобразование в механич, энергию энергии либо электрического, либо магн. полей (и обратно), соответственно чему обратимые Э.п. могут быть разбиты на след, группы электродинамические преобразователи, действие к-рых основано на электродинамич. эффекте (излучатели) и эл.-магн. индукции (приёмники), напр, громкоговоритель, микрофон электростатические преобразователи, действие к-рых основано на изменении силы притяжения обкладок конденсатора при изменении напряжения на нём и на изменении заряда или напряжения при относит, перемещении обкладок конденсатора (громкоговорители, микрофоны) пьезоэлектрические преобразователи, основанные на прямом и обратном пьезоэффекте (см. Пьезоэлектрики) электромагнитные преобразователи, основанные на колебаниях ферромагн. сердечника в перем. магн. поле и изменении магн. потока при движении сердечника [c.516]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...