Термоэлектрлік қондырғылар циклдары

Мазмұны

Кіріспе..................................................................................................................3

Негізгі бөлім

1. Жылу энергиясын тура түрлендіру әдістері ..........................................
2. Термоэлектрлік қондырғылар циклдары..........................................
3. Термоэлектрондық түрлендіруші циклы. ............................................
4. МГД – қондырғы циклы.....................................................................
5. Отындық элементтер..........................................................................

Қорытынды........................................................................................................

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі.....................................................................

Кіріспе

Энергияның сақталу заңы және айналу заңы – табиғаттағы кез келген материялық тұйық жүйеде өтетін барлық процестер кезінде сол жүйе энергиясының сақталатынын тұжырымдайтын жалпы заң. Энергияның бір күйден басқа бір күйге өзгеруін қарастырады. Мен бұл рефератта жылу энергиясының тура түрлену әдістерін қарастырамын. Оның ішінде термоэлекрлік қондырғылардағы циклді, термоэлектрондық түрлендіруші циклді және де отындық элементтер туралы түсіндіремін.

1. Жылу энергиясын тура түрлендіру әдістері 

Энергияның сақталу заңы, энергияның сақталу және айналу заңы – табиғаттағы кез келген материялық тұйық жүйеде өтетін барлық процестер кезінде сол жүйе энергиясының сақталатынын тұжырымдайтын жалпы заң. Энергия бұл жағдайда тек бір түрден екінші бір түрге айналады (егер материялық жүйенің қоршаған ортамен әсерлесуін ескермеуге болса, онда ол жүйені тұйық жүйе деп қарастыруға болады); егер материялық жүйе сыртқы әсердің нәтижесінде бір (бастапқы) күйдегі екінші (соңғы) бір күйге ауысса, онда оның энергиясының артуы (не кемуі) жүйемен әсерлесетін денелер мен өріс энергиясының кемуіне (не артуына) тең болады. Бұл жағдайда жүйе энергиясының өзгеруіне жүйе күйінің біреуіне (бастапқы не соңғы) ғана тәуелді болады да, оның ауысу жолына (тәсіліне) тәуелді болмайды. Басқаша айтқанда, энергия – жүйе күйінің бір мәнді функциясы. Термодинамикада Энергияның сақтау заңы термодинамиканың бірінші бастамасы деп аталады. Физикалық (не химикалық) құбылыстардың кез келген түрлерінде Энергияның сақтау заңы сол құбылысқа тән формада ғана тұжырымдалады. Өйткені энергия берілген процесті сипаттайтын параметрлерге тәуелді. Энергияның сақталу және айналу заңын 19 ғ-дың 40-жылдары Дж.Джоуль  және неміс ғалымдары Р.Майер, Г.Гельмгольц бір-біріне байланыссыз ашты.

 Жылу энергиясын электр энергиясына тура түрлендіретін циклдар :

Термоэлектрлік қондырғылар циклдары 
Термоэлектрондық түрлендіруші циклы 
Магнитогидродинамикалық қондырғы циклы 
Отындық элементтер

1. Термоэлектрлік қондырғылар циклдары. 

Жылу жұйесін электр энериясына түрлендіру әдістерінің түрі ол термоэмиссиялық генератор арқылы. Термоэмисиялық генератор жылу энергиясының бастауынан және электр энергиясы бастауынан тұрады. Электрэнергиясының көзі дәйекті түрде түзілген секциялардан, ал олар өз кезегіңде құрама термоэмиссиялық үшэлектродтық элементерден түзіледі. Электр энергияс көзінің оң және теріс полюстары сәйкесінше анодқа және бірінші термоэмисиялық үш электродтық элементтер торына қосылған, бұл жерде үшэлектродтық элементер торы бас-басы секциялары өзара электрлі қосылған, ал бірінші термоэмисиялық үшэлектродтық элементтің әр секциясының аноды келесі термоэмисиялық үшэлектродтық элементтердің секциясына қосылған. 

1. Термоэлектрондық түрлендіруші циклы.

      Энергияны термоэлектрондық түрлендіруші (генератор) термоэмиссионды энергия түрлендіргіш сияқты. Электр көзінің плазмалық көзі ретінде қолданылатын термоэлектронды түрлендіргіштің қызметі келесі үрдістерге негізделген:  катодтан (ыстық металл бетінен электрондар «буланады», демек электрод аралықтары өтіп, анодта «конденсацияланады»; сыртқы тізбектің пайдалы қызметі электрондардағы потенциалды энергия есебінен аяқталады.

     Энергия шығару жұмысы, демек қатты дене мен сұйықтықтан вакуумға электрондарды бөлуге жұмсалады. Вакуммнан шыққан электрондар ортада конденсацияланып, шығу жұмыстарына тең болады. Осыдан кейін электрондардың шығу жұмысы конденсацияланған ортада болады, шығу жұмыстары аз болса, электрондардың эмиссиялануы жеңіл жүреді. Сондықтан мысалы термоэлектронды эмиссиялардың ток тығыздықтары немесе автоэлектронды эмиссияның экспоненциалдылығы шығу жұмысына байланысты болады. Шығу жұмыстары сымдар үшін толық зерттеліп, әсіресе металлдар үшін маңызы артқан. Ол негізінен беттің каристаллографиялық құрылымдарына байланысты. Кристалл түйірі «тығыз» болса, онда шығу φ жұмысы жоғары болады. Мысалы, таза вольфрам үшін φ = 4,3 эв, ал түйір үшін 5,35 эв. Өсетін металлдар үшін (түйірлі) φ шамалас иондану потенциалының шамалары сәйкес келеді. Шығу жұмыстары аз болса (2 эв) сілтілі металлдар алынады (Cs, Rb, К), ал жоғары болса (5,5 эв) — Pt тобының металлдары алынады. Шығыс жұмысы беткі құрылымның бұзылыстарын сезеді. Тығыз жинақталған түйірлердің болуынан ретсіз орналасқан атомдар шығу φ жұмыстарын төмендетеді. Сонымен қатар φ шұғыл болуы беткі қоспаларға байланысты: электроотрицательные примеси (кислород, галогены, металлы с φ, большей, чем φ подложки) обычно повышают φ, а электроположительные — понижают. Көптеген электрлік оң қоспалар үшін (Cs-тын W-ке, Tn-тын W-ке, Ba-тын W-ке) шығу жұмыстарының төмендегені айқалады, өйткені кейбір оптималды қоспалар noпт минималды мәнге ие, негізгі металлға қарағанда φ өте нашар болса; n ≈ 2n кезінде жұмыс шығыстары φ металл жабындарына жақын болып, одан әрі өзгермейді. n oпт шамалары ретті болады, сондықтан қоспалардағы атомдардың құрылымдарымен сәйкестеніп, барлық вакант орындарымен толады; ал 2n oпт өлшемі— тығыз моноатомды қабат (бұзылыс құрылымдарымен сәйкестенген). Жұмыстың шығысы металлдың электрлік өткізгіштері үшін беткі жұмыстар арқылы анықталады.