schemă posibilă de conversie a energiei - studopediya
Utilizarea directă a surselor de energie naturale.
Conversia folosind motorul cu aburi
Transformarea folosind electrice
de conversie a energiei la putere industrială
După cum sa menționat mai sus, producția de energie electrică este o ramură separată a industriei. În prezent, cea mai mare parte a energiei electrice produse în trei tipuri de putere:
1. HPP (hidroelectrice)
2. CTE (CHP)
3. AES (centrale electrice atomice)
Luați în considerare transformarea energiei în aceste tipuri de centrale:
Prin utilizarea energiei termice în lanțul de conversie a energiei aburului este posibil să se utilizeze energia termică pentru încălzire (prezentată în fantomă), sau pentru nevoile de producție.
NPP (un singur reactor cu buclă)
concepte de bază
Mai devreme ne-am uitat la tipuri de energie și posibilitatea convertirii sale de la o formă la alta, locuiesc în căldură, pentru că joacă un rol foarte important în procesele care au loc la fabrica.
Așa cum am menționat anterior, energia termică este energia mișcării aleatoare a moleculelor sau atomilor din lichide și gaze, iar mișcarea de vibrație a moleculelor sau atomilor în solid. Cu cât viteza acestei mișcări este mai mare energia termică a corpului.
Ne confruntăm cu toții în viața noastră de zi cu zi cu procesul de transfer de căldură de la un corp la altul (ceai fierbinte se încălzește radiatorul de sticlă încălzește aerul din apartament, și așa mai departe. D.) Din definiția energiei termice poate fi definit prin transfer de căldură.
Definiție: Procesul de transfer al energiei în schimbul mișcarea aleatoare de molecule, atomi sau microparticule nazyvaetsyateploobmenom.
Din experiența de zi cu zi știm că energia termică sau căldura este transferată de la corpul mai cald la mai rece, și se pare logic să accepte temperatura de măsură a energiei termice, dar este o eroare grosolană. Temperatura corpului este o măsură a capacității de schimb de căldură cu organele din jur. Cunoscând temperatura celor două organisme putem spune doar despre direcția de transfer de căldură. un corp de temperatură mai mare va da căldură și se răcește, și un corp cu o temperatură mai scăzută primesc căldură și încălzesc, cu toate acestea, cantitatea de energie transmisă pentru a defini numai pe baza temperaturii imposibilă. De exemplu, nu departe de a căuta: încerca să toarne o cantitate egală de apă la fierbere într-o cană de aluminiu și ceramică. Aluminiul este aproape instantaneu încălzit, aproape nici apă rece și ceramică va fi încălzită mult mai mici și mult mai mult, și o temperatură inițială de apă la fierbere, și în ambele cazuri, de 100 ° C. Din aceasta concluzia urmează: încălzirea la aceeași temperatură, substanțe diferite nevoie diferită cantitate de energie termică fiecare substanță are propria căldura specifică
Definiție: căldura specifică a unei substanțe este cantitatea de energie necesară pentru a încălzi un kilogram de substanță cu un grad.
unde: Q-energie; Deoarece căldura specifică; m este masa; dT-încălzire;
metode de schimb de căldură.
De obicei, în procesul industrial sursă centrale de conversie a energiei în căldură are loc într-o singură locație (pentru cazan TPP pentru reactor nuclear), iar procesul de conversie a energiei termice în mecanică și apoi în energie electrică într-o alta, deci există o problemă de mișcare a căldurii în spațiul. Cum pot transfera energia termică dintr-un punct în spațiu în altul?
conductivitate termică
Încălzirea un capăt al firului metalic se poate observa că temperatura crește de-a lungul întregii lungimi, în care firul mai scurt, opus se încălzește mai repede în sus nu este încălzită direct, parțial. Încălzirea firului de la o parte am forța atomii și electronii în loc de încălzire fluctueze atomi puternic oscilante și electroni să oscileze implice atomi învecinate și electroni are loc de distribuție a căldurii într-un corp solid, în acest caz, un fir metalic. Un astfel de proces se numește o conductivitate de transfer de căldură.
Definiția. Conductivitatea termică este procesul de transfer de căldură într-un mediu continuu prin mișcarea aleatorie a micro-particule.
Cantitatea de căldură transferată prin conducție depinde de proprietățile fizice ale mediului în care are loc schimbul de căldură. Fiecare substanta are propria conductivitate termică l (o tijă de metal aproximativ un metru lungime plasat la un capăt la foc, acesta va fi imposibil să țină cu mâinile goale, băț de lemn aceeași formă va arde mai mult de jumătate, cu toate acestea, înainte de orice cald semnificativă în sus).
Cu cât mai mare diferența de temperatură dT între cald și punctul mediu rece, cu atât mai mare cantitatea de căldură transmisă pe unitatea de timp. Mai mari aria secțiunii transversale este mai mare cantitatea de căldură transmisă pe unitatea de timp.
Probabil toată lumea știe cum să fiarbă apa de foc într-un bol de lemn. Trebuie să arunce în apă a ars în pietre de foc. Pietrele încălzite imediat umectat cu apă și dă căldura. Transferul de căldură de roca înconjurătoare le similar cu conductivitatea termică a apei, dar distribuția căldurii în volum de apă este de un caracter diferit.
schimb de căldură convectiv
Luați în considerare ceea ce se întâmplă într-un volum de apă rece, atunci când rocile fierbinți încălzit parte în jurul valorii de sine. Știm din fizica pe care corpul încălzit se extinde, cu alte cuvinte, pentru a mări volumul său, și deoarece masa rămâne constantă, densitatea scade. Deoarece corpul Arhimede cu o densitate mai mare decât densitatea chiuvetele de fluid, și plutește mai puțin. aceeași
Este adevărat de fluid încălzit, având o densitate mai mică, va începe să crească amestecarea cu straturi reci la partea superioară a vasului, care, la rândul său, va fi omisă, după un timp temperatura peste întregul volum va fi la fel.
Definiție: Convectie - transfer de căldură cu agitare particule fierbinți din mediul mai puțin încălzit.
In exemplul de mai sus, mișcarea a fost cauzată de diferența de densități ale fluidului astfel piesele calde și reci se numește convecție naturală sau liber. În cazul în care mișcarea este cauzată de funcționarea pompei sau ventilatorul, acesta se numește convecție forțată.
Convecția apare în gazele precum și în lichide.
În multe îndepărtarea căldurii moderne nucleare din reactor are loc prin pompare forțată de apă, gaz sau metal lichid prin miez. O substanță care ia căldură de la sursa încălzită numită răcire.
transfer de căldură prin radiație
Experimentele arată că schimbul de căldură este posibilă între corpurile, chiar dacă acestea sunt situate în vid, fără contact unul cu celălalt. În acest caz, tipurile de schimb de căldură nu poate fi realizată așa cum este descris mai sus. Cum transferul de energie termică, în acest caz?
Corpul încălzit emite unde electromagnetice care pot propaga așa cum este cunoscut mai puțin corp încălzit absoarbe aceste valuri de vid și încălzite.
Definiția. de transfer de căldură prin radiație - este transferul de energie termică prin intermediul undelor electromagnetice.
Centrala nucleară modernă de energie în timpul funcționării normale a transferului de căldură prin radiație este neglijabilă în comparație cu convecție.
Circuit termic
Luând în considerare căile posibile de transfer de căldură, înapoi la problema transferului de energie termică într-o centrală nucleară sau o centrală termică. După cum se știe, procesul de conversie a energiei utilizate în centralele termice are loc în mod continuu și, în cazul unui radiator va instalare supraîncălzire inevitabilă. De aceea, împreună cu o sursă de nevoile consumatorilor de energie termică, care ia căldură și fie-l transforma în alte forme de energie, sau se transferă la alte sisteme. Transferul de căldură de la sursa prin intermediul agentului de răcire către consumator. Pe baza celor de mai sus poate fi reprezentat prin buclă termică simplă care cuprinde o sursă de energie, consumatorul de energie și căile de răcire.