Wykorzystanie pompy ciepła do pozyskiwania energii termojądrowej. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Wykorzystanie pompy ciepła do odbioru energii termojądrowej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Fizyk angielski Ernest Rutherford był człowiekiem uczciwym i nie ukrywał, że rozkład azotu na wodór i tlen przeprowadził (w 1919 r.), kierując się jednym z rękopisów alchemicznych [1]. Najwyraźniej w tym samym czasie, w ciemnym średniowieczu, powstał „pradziadek” nowoczesnych lodówek (ryc. 1), który po udoskonaleniu mógł równie dobrze stać się legendarną „maszyną perpetuum mobile”.

Dlaczego? Spójrzmy na klasyczną pompę ciepła (ryc. 2), która składa się z 4 części: pompy (H), dmuchawy, sprężarki; obieg gorący (G), gorąca rura; ekspander (D), silnik zasilany sprężonym gazem (w komercyjnej wersji pompy ciepła funkcję ekspandera pełni przepustnica gazu, membrana, zawór, przegroda porowata, kran, filtr itp.); obieg zimny (X), rura zimna, lodówka.

Co dzieje się z powietrzem, parą wodną i innymi gazami, niskowrzącymi cieczami w różnych częściach pompy ciepła? Zacznijmy od dmuchawy (H), która pompuje gaz z obiegu zimnego (X) do obiegu gorącego (G). Jednocześnie zmniejsza się objętość gazu, wzrasta gęstość i ciśnienie. Ponieważ ilość ciepła zawartego w gazie pozostaje niezmieniona, temperatura gazu wzrasta, ponieważ temperatura jest gęstością ciepła zawartego w gazie. Ze sprężarki (H) gaz przedostaje się do obiegu gorącego (G), przez którego ścianki oddaje ciepło do otoczenia. Gorący obwód jest naprawdę gorący w dotyku. Temperatura gazu przechodzącego przez obieg gorący stopniowo maleje, co wskazuje, że gaz utracił część zawartego w nim ciepła. Z obiegu gorącego gaz wchodzi do ekspandera (D), którego funkcję może pełnić silnik parowy, turbina gazowa i inne silniki pneumatyczne. W ekspanderze gaz rozszerza się, zmniejszając swoje ciśnienie i temperaturę. Częściowo lub całkowicie gaz może przejść w stan ciekły lub nawet stały (przypominający śnieg). Zjawisko to wykorzystywane jest przy skraplaniu gazów oraz w wytwornicach śniegu.

Co ciekawe, pierwszy gaz (amoniak) skroplono już w 1799 roku [2]. Znamy Michaela Faradaya (1791 -1867) jako utalentowanego elektrochemika (patrz biografia w E 4/2000), ale wszyscy technolodzy tamtych czasów uważają go za „jednego ze swoich”, ponieważ Faradaya udało się przekształcić prawie wszystkie znane wówczas gazy w stan ciekły. W 1908 roku naukowcom udało się przekształcić w stan ciekły nawet hel, który ma najniższą temperaturę upłynniania (-267,9°C). Jedno z najbardziej niesamowitych zjawisk fizycznych zachodzi w ekspanderze, zwłaszcza turbinowym. Faktem jest, że lepkość oporu ruchu cieczy maleje wraz ze wzrostem temperatury, podczas gdy lepkość gazów wręcz przeciwnie, wzrasta [4]. Ponieważ gaz w ekspanderze jest przechłodzony, a ciecz (kondensat gazu) jest (względnie) gorąca, ekspander pracuje na idealnej substancji roboczej, co zapewnia mu najwyższą moc właściwą wśród silników cieplnych. Turbiny o średnicy wirnika około 10 cm (a nawet milimetrów) rozwijają dziesiątki, setki tysięcy obrotów na minutę i wytwarzają tysiące kilowatów energii elektrycznej!

Fizyk P.L. wniósł ogromny wkład w udoskonalenie turborozprężaczy. Kapitsa (uczeń Rutherforda), za co otrzymał Nagrodę Nobla. Ponieważ wirnik turbiny porusza się z prędkością bliską prędkości cząsteczek samego gazu, zachodzi efekt uporządkowania ruchu Browna cząsteczek substancji i możliwość znacznego doboru jej energii wewnętrznej. Generator elektryczny dla turboekspandera można wykorzystać w najprostszy sposób: bipolarny, asynchroniczny, wysokoczęstotliwościowy, a nawet wykorzystujący nadprzewodniki.

Ale to nie jest najważniejsze. Dokładna kalorymetria ciepła wydzielonego przez obieg gorący (Q1) wykazała, że było ono mniejsze niż otrzymane przez obieg zimny (Q2), a praca włożona w napędzanie doładowania (W1) okazała się mniejsza od pracy wytworzonej przez obieg zimny (Q2). ekspander (WXNUMX). To tyle, jeśli chodzi o maszynę perpetuum mobile. Przecież obniżając zimny obwód do wody, nadmuchując go ciepłym powietrzem lub naświetlając światłem słonecznym, można uzyskać silnik drugiej klasy, który odbiera energię Słońca. Takie silniki stworzyli A. Mouchot (Francja), J. Erickson (Szwecja) i Aenias (USA).

W 1912 roku za namową F. Schumanna (Niemcy) i W. Beuysa (Wielka Brytania) w pobliżu Kairu (Egipt) zbudowano największą wówczas elektrownię o mocy 45 kW. Francuski fizyk F. Joliot-Curie uznał za prawdopodobne, że w nadchodzących dziesięcioleciach energia słoneczna będzie powszechnie wykorzystywana [5]. Do pracy w pompie ciepła E.O. Paton (biografia w [6]) zasugerował użycie helu. Gaz ten nigdy nie zamarza i ma najniższe ciśnienie krytyczne wynoszące 0,23-106 Pa (2,3 atm.). Jako źródło ciepła można również wykorzystać głębokie ciepło Ziemi, które ma głównie pochodzenie radioaktywne [7]. Wtedy pompa ciepła będzie mogła stać się odbiornikiem nie tylko energii syntezy termojądrowej zachodzącej w Słońcu (wodór – hel), ale także energii rozpadu termojądrowego wewnątrz Ziemi (uran – ołów).

Prawdą jest również, że Słońca, wody i powietrza nie można jeszcze umieszczać w sejfach, zamykać w magazynach ani ukrywać przed ludźmi. Te rzeczy trudno ludziom odebrać, żeby później sprzedać, dlatego nie wolno nam korzystać z darmowej energii. Swego czasu milioner Henry Ford powiedział: „Nasze społeczeństwo nie rozumie gospodarki pieniężnej banków. A gdyby tak było, natychmiast dokonałaby się rewolucja” [8]. Szkoda, że na razie wiedzą o tym tylko milionerzy…

Literatura:

Frost V. Zapomnij o sztuce transmutacji//Tiznevik z Galicji. - 24 robaki 1999
Goncharenko S. U. Fizyka. Klasa 10 - Kijów: Osvita, 1994. - P.47.
M. Faraday//Elektryk. - 2000. - nr 4. str.60.
Lobodyuk V.A. Podręcznik fizyki elementarnej. - Kijów, 1972. - S. 127.
Wielka radziecka encyklopedia. - T.6. -Z. 196.
Paton E.O.//Elektryczny. - 2001. - nr 5. s.31.
Wielka radziecka encyklopedia. - T.30.
Shtepa P. Mafia na Ukrainie. - Lwów: VPK "Globus", 2002.

Autor: Y. Brodaty

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Router okienny TP-Link AX1500 16.10.2023

Firma TP-Link wprowadziła nowy model routera okiennego AX1500, dostępny w atrakcyjnej cenie 149 juanów (20 dolarów). Produkt ten stanie się dostępny po udanej premierze modelu AX3000 na początku tego roku w cenie 229 juanów (31 dolarów). AX1500 oferuje tańszą alternatywę z pewnymi obniżonymi specyfikacjami.

Router AX1500 wyróżnia się unikalną konstrukcją pionowego okna i eleganckim profilem, który zajmuje tylko 20% typowej przestrzeni na biurku. Jego ultracienka konstrukcja o grubości zaledwie 11,6 mm zapewnia efektywne wykorzystanie przestrzeni i atrakcyjny wygląd.

Obsługując Wi-Fi 6, router zapewnia prędkość do 300 Mb/s na częstotliwości 2,4 GHz i 1201 Mb/s na częstotliwości 5 GHz, czyli do 1200% szybciej niż jego poprzednik AC38. Zmniejsza to opóźnienia i zapewnia szybsze połączenia, co jest szczególnie ważne dla graczy. Technologia OFDMA służy do optymalizacji środowisk internetowych dla wielu użytkowników, zwiększając prędkość przesyłania danych i zmniejszając opóźnienia.

Router jest wyposażony w cztery porty Gigabit Ethernet, co ułatwia łączność bez rozróżniania pomiędzy sieciami WAN i LAN. Dostępna jest również funkcja EasyMesh, która ułatwia instalację sieci Mesh w dużych mieszkaniach. Rodzice mogą zapewnić bezpieczeństwo swoim dzieciom, kontrolując dostęp do Internetu, ustawiając limity czasowe, kontrolując prędkość i blokując niektóre strony internetowe.

AX1500 jest nie tylko zaawansowany technologicznie, ale także stawia na bezpieczeństwo użytkowników, zwłaszcza dzieci, dając rodzicom kontrolę nad aktywnością swoich dzieci w Internecie.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Projektory laserowe Samsung Premiere 4K

▪ ugryzienie rekina

▪ Mikrowzmacniacz różnicowy mocy LT1990

▪ Qnap TS-251A i TS-451A NAS

▪ Kino kieszonkowe

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ w dziale Eksperymenty Fizyczne. Wybór artykułów

▪ artykuł Ostrowski Aleksander Nikołajewicz. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Gdzie odbywają się regularne Mistrzostwa Świata w Imitacjach Gitary? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Seiby. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ Zobacz Podłączanie pilota do komputera. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Pierścień zeskakuje z liny. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn