שימוש במשאבת חום לקבלת אנרגיית היתוך. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

שימוש במשאבת חום לקבלת אנרגיית היתוך. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

הפיזיקאי האנגלי ארנסט רתרפורד היה אדם ישר ולא הסתיר את העובדה שביצע את פירוק החנקן למימן וחמצן (ב-1919) בהנחיית אחד מכתבי היד האלכימיים [1]. ככל הנראה, במקביל, בימי הביניים הקודרים, נוצר "הסבא רבא" של המקררים המודרניים (איור 1), שלאחר שיפור, בהחלט יכול להיות "מכונת התנועה התמידית" האגדית.

למה? בואו נסתכל על משאבת חום קלאסית (איור 2), המורכבת מ-4 חלקים: משאבה (H), מפוח, מדחס; מעגל חם (G), צינור חם; מרחיב (D), מנוע הפועל על גז דחוס (בגרסה המסחרית של משאבת חום, פעולת ההרחבה מתבצעת על ידי מצערת גז, דיאפרגמה, שסתום, מחיצה נקבוביה, שסתום, מסנן וכו'); מעגל קר (X), צינור קר, מקרר.

מה קורה לאוויר, אדי מים וגזים אחרים, נוזלים עם רתיחה נמוכה בחלקים שונים של משאבת החום? נתחיל עם המפוח (H), השואב גז מהמעגל הקר (X) למעגל החם (H). במקרה זה, נפח הגז יורד, והצפיפות והלחץ עולים. מכיוון שכמות החום שהייתה כלולה בגז נותרה ללא שינוי, הטמפרטורה של הגז עולה, מכיוון שהטמפרטורה היא צפיפות החום הכלול בגז. מהמגדש (H), הגז עובר למעגל החם (G), דרך קירותיו הוא מפיץ חום לסביבה. המעגל החם מרגיש ממש חם למגע. טמפרטורת הגז העובר במעגל החם יורדת בהדרגה, מה שמעיד על אובדן חלק מהחום הכלול בגז. מהמעגל החם, הגז נכנס למרחיב (D), שתפקידו יכול להתבצע על ידי מנוע קיטור, טורבינת גז ומנועים פניאומטיים אחרים. במרחיב הגז מתרחב ומפחית את הלחץ והטמפרטורה שלו. חלקית או מלאה, הגז יכול לעבור למצב נוזלי או אפילו מוצק (דמוי שלג). תופעה זו משמשת בהנזלת גזים ובמחוללי שלג.

מעניין שהגז הראשון (אמוניה) הועבר לנוזל כבר בשנת 1799 [2]. אנו מכירים את מייקל פאראדיי (1791 -1867) כאלקטרוכימאי מוכשר (ראה ביוגרפיה ב-E 4/2000), אך כל הטכנולוגים של אותה תקופה רואים בו "שלהם", שכן פאראדיי הצליח להמיר כמעט את כל הגזים הידועים באותה תקופה ל- מצב נוזלי. בשנת 1908, מדענים הצליחו להמיר אפילו הליום, בעל טמפרטורת ההנזלה הנמוכה ביותר (-267,9 מעלות צלזיוס), למצב נוזלי. במרחיב, במיוחד במרחיב טורבינה, מתרחשת אחת התופעות הפיזיקליות המדהימות ביותר. העובדה היא שצמיגות ההתנגדות לתנועת נוזלים יורדת עם עליית הטמפרטורה, וגזים, להיפך, גדלים [4]. מכיוון שהגז במרחיב מקורר-על, והנוזל (עיבוי הגז) חם (יחסית), המרחיב פועל על חומר עבודה אידיאלי, המעניק לו את ההספק הספציפי הגבוה ביותר מבין מנועי החום. טורבינות בקוטר הרוטור של כ-10 ס"מ (ואפילו מילימטרים) מפתחות עשרות, מאות אלפי סיבובים בדקה ומייצרות אלפי קילוואט חשמל!

תרומה גדולה לשיפור הטורבו-מרחיבים תרם הפיזיקאי P.L. Kapitsa (תלמידו של רתרפורד), שעליו הוענק לו פרס נובל. מכיוון שרוטור הטורבינה נע במהירות הקרובה למהירות מולקולות הגז עצמו, נוצרת השפעת הזמנת התנועה הבראונית של מולקולות החומר ואפשרות לבחירה משמעותית של האנרגיה הפנימית שלו. הגנרטור החשמלי לטורבו-מרחיב יכול לשמש בצורה הפשוטה ביותר: דו-קוטבי, אסינכרוני, בתדר גבוה ואפילו על מוליכים.

אבל העיקר הוא לא זה. קלורימטריה מדויקת של החום המשתחרר מהמעגל החם (Q1) הראתה שהוא קטן מזה שמקבל המעגל הקר (Q2), והעבודה שהושקעה בכונן המפוח (W1) התבררה כפחותה מהעבודה שהופקה על ידי המרחיב (W2). הנה מכונת התנועה התמידית. ואכן, על ידי הורדת מעגל קר למים, ניפוח בו אוויר חם או הקרנתו באור השמש, ניתן לקבל מנוע מהסוג השני, המקבל את אנרגיית השמש. מנועים כאלה נוצרו על ידי A. Musho (צרפת), J. Erickson (שבדיה), A. Enyas (ארה"ב).

בשנת 1912, לפי הצעתם של פ. שומאן (גרמניה) ו-W. Beuys (בריטניה), ליד קהיר (מצרים), נבנתה תחנת הכוח הגדולה ביותר של אותה תקופה בהספק של 45 קילוואט. הפיזיקאי הצרפתי F. Joliot-Curie חשב שניתן להשתמש באנרגיית השמש באופן נרחב בעשורים הקרובים [5]. לעבוד במשאבת חום E.O. פאטון (ביוגרפיה ב[6]) הציע להשתמש בהליום. גז זה לעולם לא קופא ויש לו הלחץ הקריטי הנמוך ביותר של 0,23-106 Pa (2,3 אטמוספירה). החום העמוק של כדור הארץ, שמקורו ברובו רדיואקטיבי, יכול לשמש גם כמקור חום [7]. אז משאבת החום יכולה להפוך למקלט לא רק של האנרגיה של היתוך תרמו-גרעיני המתרחש על השמש (מימן - הליום), אלא גם של ריקבון תרמו-גרעיני בתוך כדור הארץ (אורניום - עופרת).

נכון גם שאת השמש, המים והאוויר אי אפשר עדיין להכניס לכספות, לסגור במחסנים, להסתיר מאנשים. את הדברים האלה קשה לקחת מאנשים כדי למכור אחר כך, וזו הסיבה שאסור לנו להשתמש באנרגיה חופשית. פעם, המיליונר הנרי פורד אמר: "החברה שלנו לא מבינה את הכלכלה המוניטרית של הבנקים. ואם כן, היא תעשה מיד מהפכה" [8]. חבל שרק מיליונרים יודעים על זה עד כה...

ספרות:

פרוסט V. תשכח מאמנות ההתמרה//טיז'נוויק מגליציה. - 24 תולעים 1999
Goncharenko S. U. Physics. כיתה י' - קייב: Osvita, 10. - P.1994.
מ.פאראדיי//חשמלאי. - 2000. - מס' 4. עמ' 60.
Lobodyuk V.A. מדריך לפיזיקה יסודית. - קייב, 1972. - ס' 127.
האנציקלופדיה הסובייטית הגדולה. - T.6. -מ. 196.
Paton E.O.//Electric. - 2001. - מס' 5. עמ' 31.
האנציקלופדיה הסובייטית הגדולה. - T.30.
Shtepa P. Mafia i אוקראינה. - לבוב: VPK "גלובוס", 2002.

מחבר: י' מזוקן

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

בדיקת סמים 12.07.2004

כשבעה מיליון מבוגרים אמריקאים משתמשים בסמים באופן קבוע. לכן, סוגיית איתורם בחשודים במכורים לסמים היא חריפה.

Dragwipe הוציאה מכשיר מיניאטורי לזיהוי ארבע קבוצות עיקריות של סמים בזיעה אנושית - אלו הם אופיאטים, קוקאין, אמפטמינים וסמי קנאביס. הניתוח לוקח דקה עד שתיים, מספיק להעביר את האלמנט הרגיש של המכשיר על עורו של הנבדק מספר פעמים.

אם אדם מסרב לנתח, ניתן לזהות עקבות של סמים על חפצים בהם נגע החשוד: הגה, מקלדת ועכבר מחשב, ידיות לדלתות ומתגים חשמליים בדירה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ HDD 4 TB מבית Hitachi

▪ יצר את האלקטרומגנט החזק בעולם

▪ INA209 - מעגל בקרת כוח

▪ מדפסת טלפון נייד

▪ זוג הכוכבים הקרוב ביותר במערכת הבינארית התגלה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של תיאורי התפקיד באתר. בחירת מאמרים

▪ מאמר אשליות של תפיסת עומק. אנציקלופדיה של אשליות חזותיות

▪ מאמר איזה שוער יכול להפוך לשחקן הוקי גדול, אבל בחר בכדורגל? תשובה מפורטת

▪ מאמר מקבל הזמנות. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר מכשיר עיכוב כיבוי קל בחדר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מיתוג ספק כוח להתקני זיכרון. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר