Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






ВИСНОВКИ. Альтернативне джерело енергії

Альтернативне джерело енергії

Виконав

 

ст.групи 4118-1Каренко Ю.В.

 

 

Науковий керівник к.т.н.,ст. викладач Гаврилова Л.О.

 

 

Запоріжжя

 

 

ЗМІСТ

 

 

ВСТУП………………………………………………………………..………..….……2

1 ОГЛЯД НАУКОВОЇ ЛІТЕРАТУРИ………………………………...………….……3

1.1 Фізичні основи для створення теплового акумулятора.………..………………..3

1.2 Рідинні теплові акумулятори…………………………………….……….….……5

1.3 Акумулятори тепла, засновані на фазових переходах…………………………..9

1.4 Конструкція ТА фазового переходу……………………………………...………12

2 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА……………………………..……………….16

ВИСНОВКИ ……………………………………………………………….….………20

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ …………………………………………………......………..21

 

Вступ

 

 

Зараз в усьому світі йде повсюдна економія сировинних ресурсів. Вчені багатьох країн намагаються розв'язати цю проблему різними методами, у тому числі й за допомогою застосування альтернативних джерел енергії. До них можна віднести такі види, як використання водних ресурсів малих рік, морських хвиль, гейзерів і навіть відходів виробництва й побутового сміття.

Але виникає проблема збереження отриманої енергії. Наприклад, теплову енергію, отриману в сонячній водонагрівальній установці, можна зберегти в тепловому акумуляторі, і використовувати в темний час доби.

Теплові акумулятори відомі людству із глибокої стародавності. Це й гаряча зола, куди наші предки закопували продукти для їхньої теплової обробки, і гарячі камені, які розжарювали на вогні. Праска, яку нагрівають на вогні, а потім гладять їм,- тепловий акумулятор. Напружені камені, які ми поливаємо водою (квасом, пивом) у парильнях,- теж акумулятор тепла. Термобігуді, які кип'ятять у воді, а потім з їхньою допомогою роблять зачіску,- теж теплові акумулятори, засновані на акумулюванні тепла.

Отже, кожне тіло, нагріте вище температури навколишнього середовища, можна вважати акумулятором тепла. Це тіло здатне, прохолоджуючись, робити роботу, а, отже, має енергію.

 

 

1Огляд НАУКОВОЇ літератури

1.1 Фізичні основи для створення теплового акумулятора

 

 

Акумулятором тепла називається обладнання (або сукупність обладнань), що забезпечує оборотні процеси нагромадження, зберігання й вироблення теплової енергії відповідно до вимог споживача.

Процеси акумулювання тепла відбуваються шляхом зміни фізичних параметрів теплоаккумулирующего матеріалу й за рахунок використання енергії зв'язки атомів і молекул речовин.

Виходячи з першого закону термодинаміки для незамкнутої системи постійного хімічного складу характеристики акумуляторів тепла залежать від зміни маси, об'єму, тиску, энтальпии й внутрішньої енергії матеріалу, а також різних їхніх комбінацій.

Залежно від технічної реалізації використовується прямее акумулювання тепла, що коли акумулює, є одночасно й теплоносієм, непряме акумулювання — при різних теплоаккумулирующих і теплопередающих середовищах, а також різні види симбіозу названих випадків.

Зміна энтальпии теплоаккумулирующего матеріалу (ТАМ) може відбуватися як зі зміною його температури, так і без такого — у процесі фазових перетворень (наприклад, тверде — тверде, тверде — рідке, рідке — пара).

Теплові акумулятори реалізують, як правило, кілька елементарних процесів.

На сучасному етапі розвитку науки й техніки існує можливість реалізації практично будь-якого відомого принципу акумуляції тепла. Доцільність використання кожного принципу визначається наявністю позитивного ефекту, у першу чергу, економічного, досягнення якого можливо при мінімальній вартості акумулятора. Вона визначається за інших рівних умов масою й об'ємом теплоаккумулирующего матеріалу, необхідного для забезпечення заданих параметрів процесу.

У реальному процесі акумулювання тепла щільність енергії, що запасається, виявляється суттєво нижче теоретичного значення внаслідок втрат тепла, вирівнювання поля температур, втрат при заряді й розряді. Відношення реального й теоретичного значень щільності, що запасається енергії й визначає ефективність теплового акумулятора.

Одним з найважливіших показників, що визначають можливість і доцільність акумулювання тепла, є здатність виділяти енергію в кількостях, необхідних споживачеві. При прямому акумулюванні тепла це досягається практично завжди. Показники таких акумуляторів слабко залежать від вироблюваної потужності, яка визначається витратою ТАМ і обмежується тільки конструктивними й прочностными вимогами.

При непрямому акумулюванні підвищення вироблюваної потужності збільшує градієнт температур і ТАМ, що приводить або до збільшення поверхні теплообміну, або до неповного використання запасу тепла. У кожному разі це знижує ефективність акумулювання.

 

1.2 Рідинні теплові акумулятори

 

До числа найбільш простих і надійних обладнань акумулювання тепла, безсумнівно, ставляться рідинні ТА, що пов'язане зі сполученням функцій теплоаккумулирующего матеріалу теплоносія. Внаслідок цього акумулятори такого типу особливо широко застосовуються для побутових цілей, у схемах різних електростанцій (АЕС, АТЭЦ, сонячні й ін.). У цей час застосовуються кілька основних конструктивних виконань рідинних ТА. Двокорпусної ТА характеризується роздільним зберіганням гарячого й холодного ТАМ. У процесі зарядки один корпус заповнюється гарячим ТАМ, а іншої – спорожняється. При роботі гарячий ТАМ подається споживачеві й, відробивши, попадає в корпус холодного ТАМ. Основною гідністю такого виконання ТА є изотермичность кожного з корпусів і, як наслідок, відсутність у них термічних напруг і втрат, енергії на нагрівання — охолодження. Очевидно також, що об'єм корпусів використовується нераціонально й майже вдвічі перевищує об'єм ТАМ. Такий принциповий розв'язок доцільний при великій різниці температур гарячого й холодного ТАМ, особливо у випадках використання сольових ТАМ і рідких металів.

 

 

Рис. 2. Основні типи рідинних акумуляторів тепла (магістралі показані в режимі розряду): а — двоконтурний; б — багатокорпусний; в — вытеснительный; з — з ковзною температурою ТАМ; 1 — гарячий ТАМ; 2 — холодний ТАМ; 3– споживач; 4 — єдиний корпус; 5 — рівень рідини; 6 — проміжний теплоносій.

 

З метою більш раціонального використання об'єму акумулятора запропонований багатокорпусний варіант, у якому використовується кілька корпусів з гарячим ТАМ і один порожній (холодний). У міру розрядки заповнюється спочатку цей корпус, а потім вивільнювані гарячі в міру їх спорожнювання. Це приводить до появи термічних напруг і втрат на нагрівання у всіх корпусах, крім одного.

Найбільше раціонально використовується об'єм теплового акумулятора у випадку застосування єдиного корпуса, заповненого на початку процесу гарячим ТАМ.

У процесі роботи гарячий ТАМ забирається з верхньої частини ТА, а відпрацьований холодний ТАМ подається в нижню частину ТА. Такий тип рідинного акумулятора називається вытеснительным. Внаслідок різниці плотностей гарячої й холодної рідин може забезпечуватися мале перемішування рідини (ефект «термоклина»), ефективність використання вытеснительных ТА знижується внаслідок втрат тепла на перемішування й теплопровідності між об'ємами гарячого й холодного ТАМ, нагрівши корпусів і т.п.

Теплові акумулятори такого типу застосовуються для рідин, що мають великий коефіцієнт лінійного розширення.

При особливих властивостях ТАМ або недоцільності для споживача використання ТАМ у якості теплоносія застосовуються теплові акумулятори з ковзною температурою (мал. 2, г).

У цьому випадку проміжний теплообмінник може розміщатися як у корпусі ТА, так і поза ним. У процесі заряду відбувається нагрівання ТА з використанням або проміжного теплоносія, або електроенергії, а в процесі остигання проводиться відвід тепла в проміжному теплообміннику. Одним з характерних прикладів такого ТА є «сонячний пруд», у якому відбір ТАМ небажаний внаслідок руйнування зворотного градієнта солоності води.

Конструктивне виконання рідинного теплового акумулятора багато в чому визначається властивостями теплоаккумулирующего матеріалу. У цей час найбільш широке застосовуються вода й водяні розчини солей, високотемпературні органічні й кремнийорганические теплоносії, розплави солей і металів.

У діапазоні робочих температур 0...100 ос вода є кращим рідким ТАМ як з комплексу теплофізичних властивостей, так і за економічними показниками. Подальше підвищення робочої температури води пов'язане з істотним ростом тиску, що ускладнює проектування корпуса, підвищує його вартість. З метою забезпечення низьких робочих тисків ТАМ використовуються різні високотемпературні теплоносії. При цьому виникають проблеми добору конструкційних матеріалів теплового акумулятора й системи в цілому, застосування спеціальних обладнань, що запобігають отвердіння ТАМ на всіх режимах експлуатації, герметизації ТА й ряд інших.

Крім цього, використання найпоширенішого вытеснительного типу ТА пов'язане з комплексом конструктивних і експлуатаційних заходів, що забезпечують мінімальні втрати енергії.

З метою зниження втрат від змішання гарячого й холодного об'ємів ТАМ використовуються різні обладнання, що забезпечують зниження швидкості потоку рідини, що виходить і вхідного в патрубок до декількох сантиметрів у секунду, і рівномірний розподіл ТАМ по всьому перетину акумулятора.

 

Таблиця 2 Теплофізичні властивості рідких ТАМ

 

ТАМ Температура, ДО Щільність кг\м3•103 Питома теплоємність кДж\кг•К коефіцієнт

застывания максимальна кипіння Теплопровідності, Вт\м•К В'язкості, •106 Па•с

Вода під тиском, 0,1 МПа: 273 373 373 1 4,19 0,67 5,5

тетрахлордифенил 266 613 1,44 2,1 0,17 1000

Дифенильная суміш 285 673 531 0,95 0,12-0,08

полиметилсилоксан 213 593 0,9 1,5 0,1-0,14 5-20

полиэтилсилоксан 203 563 0,9-1 1,6 0,13-0,16 3-40

літій 455 1600 1623 0,48 4,36 52-66 8-13

натрій 371 1150 1155 0,8 1,33 52-75 14-22

 

 

У житлових приміщеннях можна застосувати водяний акумулятор у якості добового. Добовий водяний акумулятор тепла встановлюється усередині будинку, у тому числі він може бути вбудований в одну з міжкімнатних перегородок. Акумулятор являє собою порожню стіну, у якій розміщені баки, заповнені водою. Через ці баки проходять димарі від печі, які підігрівають воду в баках. Джерелами нагрівання водяного акумулятора крім печі, можуть бути використані система повітряного сонячного опалення й система сонячного підігріву води.

Зовнішня теплоізоляція акумулятора - дерев'яна, цегельна або з газобетону, - служить для зниження температури обігрівальної поверхні приблизно до 40 ос. Теплоізоляція забезпечує повільне остигання бака-акумулятора для того, щоб температура в кімнаті підтримувалася в прийнятному діапазоні температур.

1.3Акумулятори тепла, засновані на фазових переходах

 

Використання теплоти плавлення для акумулювання тепла забезпечує високу щільність енергії, що запасається, при використанні невеликих перепадів температур і достатньо стабільну температуру на виході з ТА. Однак більшість ТАМ у розплавленому стані є коррозионноактивними речовинами, в основному мають низький коефіцієнт теплопровідності, змінюють об'єм при плавленні й відносно дорогі. У цей час відомий широкий спектр речовин, що забезпечують температуру акумуляції від 0 до 1400 °С. Слід зазначити, що широке застосування ТА з, що плавиться ТАМ стримується насамперед міркуваннями економічності створюваних установок.

При робочих температурах до 120°С рекомендується застосування кристаллогидридів неорганічних солей, що зв'язане в першу чергу з використанням природних речовин у якості ТАМ. Для реального застосування розглядаються тільки речовини, що не розкладають при плавленні, або, що розчиняються в надлишковій воді, що входить до складу ТАМ. З метою забезпечення кристалізації з малим переохолодженням рідини необхідне застосування речовин, що є первинними центрами кристалізації. Для блокування поділу фаз або застосовуються загустители, або інтенсивне перемішування в процесі теплообміну. До теперішнього часу розроблені рекомендації, що забезпечують працездатність ТАМ на основі кристаллогидратов протягом декількох тисяч циклів заряд — розряд. До недоліків кристаллогидратов слід віднести також їхню підвищену корозійну активність.

 

Таблиця 4.1Основні властивості ТАМ на основі кристаллогидридов.

    Матеріал Чиста сіль Робоча суміш   Мінеральна сировина
Тпл, З Qпл, кДж/кг Ρтв 103кг/м3 Ρж 103кг/м3 ТАМ % Вода % Тпл ос Qпл, кДж/кг
Cacl·6H2O 29.7   11.71 11.52          
Na2SO4·10H2O 32,4   11,46 11,48 68,2 31,8     Глауберова сіль
Na2S2O3·5H2O     11,6           Гіпо-сульфіт натрію
CH3COONa·3H2O 8,2   1,45   90-95 0-5 2-58 90-220  
Mgcl2·6H2O     11,57           Бішофіт

 

Використання органічних речовин практично повністю знімає питання корозійного руйнування корпуса, забезпечує високі щільності, що запасається енергії, непогані економічні показники. Розроблені до теперішнього часу способи поверхневої обробки органічних речовин (крафт — полімеризація — модифікація й т.п.) дозволяють створювати конструкції без явно вираженої поверхні теплообміну. Однак у процесі роботи органічних речовин відбувається зниження теплоти плавлення внаслідок руйнування довгих ланцюжків молекул полімерів. Застосування органічних матеріалів вимагає розвинених поверхонь теплообміну внаслідок низького коефіцієнта теплопровідності ТАМ.

 

Таблиця 4.2 Основні властивості, що плавляться органічних ТАМ.

  Матеріал Температура плавлення, оК Теплота плавлення Q, кДж\кг Питома теплоємність Щільність кг\м3 Коефіцієнт теплопровідності λтв,Вт\(м·К) в'язкість 10-3 Па·с
Ρтв Ρж
полиэтиленгликоль 293-298   2,26     0,16 11,5
октадекан     2,18     0,15 3,9
Парафін 46-48     2,08     0,34  
нафталін             0,8
ацетамин              

 

При більш високих робочих температурах застосовуються, як правило, сполуки й сплави легких металів. Істотними недоліками сполук металів прийнято вважати низький коефіцієнт теплопровідності, корозійну активність, зміну об'єму при плавленні.

1.4 Конструкція ТА фазового переходу

 

 

Розміщення ТАМ у капсулах рис. 4, а забезпечує високу надійність конструкції, дозволяє створювати розвинену поверхню теплообміну, компенсувати (при використанні гнучких капсул) зміни об'єму в процесі фазових переходів. Однак внаслідок низької теплопровідності ТАМ необхідно велика кількість капсул малого розміру, що приводить до великої трудомісткості виготовлення ТА, недостатньо раціональному використанню об'єму (для циліндричних капсул), малої твердості конструкції (для плоских капсул). Особливо доцільне застосування капсульних ТА у випадках малих теплових потоків з теплообмінної поверхні.

 

Рис.4 Основні типи теплових акумуляторів фазового переходу: а — капсульний; 6 —. кожухотрубный; в, г — зі скребковим видаленням ТАМ; д — з ультразвуковим видаленням ТАМ; е, ж — із прямим контактом і прокачуванням ТАМ; з, і — з испарительно-конвективным переносом тепла; 1 -рідкий ТАМ; 2 -твердий ТАМ; 3 — поверхня теплообміну; 4 — корпус ТА; а — теплоносій; 6 — границя розділу фаз; 7 — частки твердого ТАМ; 4— проміжний теплообмінник; 9— парове і рідинний простору для теплоносія.

 

Розташування ТАМ у межтрубном просторі кожухотрубного теплообмінника (рис. 4,б) забезпечує раціональне використання внутрішнього об'єму ТА й застосування традиційної технології виготовлення теплообмінних апаратів. Однак при такій конструкції утруднене забезпечення вільного розширення ТАМ, внаслідок чого знижена надійність акумулятора в цілому. Забезпечення динамічних характеристик акумулятора утруднене відомими прочностными обмеженнями кроку трубок у трубній дошці.

Найбільше технологічно складним і дорогим елементом ТА традиційної конструкції є теплообмінна поверхня, що визначає потужність теплового акумулятора. Внаслідок низьких коефіцієнтів теплопровідності більшості, що плавляться ТАМ у цей час запропоновані різні способи зменшення поверхні теплообміну шляхом соскребания ТАМ, ультразвукового або електрогідравлічного руйнування затверділого ТАМ. Зазначені способи дозволяють суттєво знизити величину теплообмінної поверхні, але суттєво збільшують навантаження на конструктивні елементи акумулятора. Відомо, що кращим варіантом теплообмінної поверхні є її повна відсутність, тобто безпосередній контакт теплоаккумулирующего матеріалу й теплоносія. Очевидно, що в цьому випадку необхідно підбирати як теплоаккумулирующие матеріали, так і теплоносії за ознаками, що забезпечують працездатність конструкцій.

Теплоаккумулирующие матеріали в цьому випадку повинні відповідати наступним вимогам: кристалізуватися окремими кристалами; мати більшу різницю плотностей твердої й рідкої фаз; бути хімічно стабільними; не утворювати емульсій з теплоносієм.

Теплоносії підбираються по наступних ознаках:

· хімічна стабільність у суміші з ТАМ,

· більша різниця плотностей стосовно ТАМ,

· мала здатність до вспениванию,

· ряд інших вимог, що випливають із особливостей конструкції.

При використанні теплоносія, більш щільного чому твердий ТАМ, реалізується схема, зображена на мал. 4 е. У процесі роботи акумулятор заповнений сумішшю теплоаккумулирующего матеріалу й теплоносія. У верхню частину ТА подається рідкий теплоносія, який попадає на поверхню ТАМ, прохолоджує (нагріває) його й приділяється з нижньої частини акумулятора. За рахунок менш щільніст рідк фаз ТАМ у порівнянні з тверд його, що закристаллизовавшиеся частицы опускаются в нижнюю часть У процес робот Т відбува_ поступов заповненн вс об'єм, що закристаллизовавшимися При використанні теплоносія із щільністю, меншої щільності ТАМ, реалізується схема, зображена на мал. 4 ж. Розпил теплоносія відбувається в нижній частині акумулятора. У процесі всплытия крапля теплоносія ТАМ нагрівається або прохолоджується й одночасно інтенсивно перемішується. Основними недоліками наведених способів контакту ТАМ і теплоносія вважаються потреби в сторонньому джерелі енергії для прокачування й необхідність ретельної фільтрації теплоносія з метою перешкоди віднесенню часток ТАМ.

Зазначені недоліки відсутні в конструкції, що використовує принцип испарительно-конвективного переносу тепла при безпосередньому контакті ТАМ і теплоносія (мал.4, з). У цьому випадку крім названих властивостей теплоносія потрібно, щоб температура кипіння при атмосферному тиску була трохи нижче температури плавлення ТАМ. Для заряду акумулятора тиск і відповідно температура кипіння теплоносія в ньому встановлюються вище температури плавлення ТАМ. У зарядному теплообміннику здійснюється підведення тепла. Теплоносій закипає й пухирці пари при температурі вище температури плавлення ТАМ піднімаються нагору й підігрівають ТАМ. При цьому відбувається плавлення ТАМ і конденсація теплоносія. Розплавлений ТАМ піднімається нагору, а конденсат теплоносія опускається вниз, У міру плавлення ТАМ пухирці теплоносія виходять у паровий простір ТА й наприкінці процесу зарядки весь теплоносій у паровій фазі перебуває в паровому просторі. На етапі відводу тепла від ТА тиск у ньому знижується так, що температура конденсації теплоносія стає нижче температури плавлення ТАМ. При відводі тепла на поверхні розрядного теплообмінника відбувається конденсація теплоносія, який стікає на розплавлений ТАМ. Відбувається випар крапель теплоносія й кристалізація часток ТАМ. Затверділий ТАМ опускається в нижню частину ТА, а пара теплоносія піднімається нагору.

У міру охолодження ТАМ краплі теплоносія опускаються усе нижче й нижче й наприкінці процесу розрядки весь теплоносій виявляється в нижній частині ТА.

2ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЧАСТИНА

2.1 Вивчення процесу гідратації глауберової солі

 

 

∆Hутв.(Na2SO4*10H2O) = -4324 кДж/моль

∆Hутв.(Na2SO4) = -1387кДж/моль

∆Hутв.(H2O) = -286кДж/моль

∆Hр-ї= ∆Hутв.(Na2SO4*10H2O) – (∆Hутв.(Na2SO4) + 10*∆Hутв.(H2O))

∆Hр-ї = -4324 кДж/моль – ((-1387 кДж/моль) + 10*(-286 кДж/моль)) = -77кДж/моль

Рекція плавлення кристалогідрату відбувається при 32˚C, розрахуємо для нього енергію Гібса(∆G):

∆G = ∆Hр-ї - T∆Sр-ї

∆Sутв.(Na2SO4*10H2O) = -4324 кДж/моль

∆Sутв.(Na2SO4) = -1387 кДж/моль

∆Sутв.(H2O) = -286 кДж/моль

∆Sр-ї= ∆Hутв.(Na2SO4*10H2O) – (∆Hутв.(Na2SO4) + 10*∆Hутв.(H2O))

∆Sр-ї = -4324 кДж/моль – ((-1387 кДж/моль) + 10*(-286 кДж/моль)) = -77 кДж/моль

∆G = (-77кДж/моль) – 305 * () =

 


Глауберова сіль продається в збезводненому виді. Я взяв 2 літра гарячої води й почав розчиняти в ній сульфат натрію до стану насиченого розчину (тобто доти, поки сіль не перестане розчинятися). В 2-х літрах розчинилося приблизно 600-650 мол солі. Щільність сульфату - приблизно 1,5 Кг/літр, тобто в літрі розчинилося приблизно 450-480 грам (що близько до довідкових показників - максимальна його розчинність у воді при 32,4° С, яка становить 49,8 г в 100 г води (розраховуючи на безводну сіль). Після ретельного подвійного проціджування розчину через фільтрувальний папір, я приступив до досвідів.

Важливо було максимальне точно відтворити умови, у яких буде «працювати» розчин сульфату натрію в умовах теплового акумулятора. Як то: абсолютна нерухомість (у підвалі каністри з розчином ніхто турбувати не буде); досить повільні процеси нагрівання й охолодження, тому охолодження здійснюється природно, а нагрівання - дуже малопотужною електричною грілкою, якої я обертав пляшку з розчином.

Контроль температури проводився за допомогою лабораторного ртутного термометра. Що б вимірювати температуру розчину, і при цьому не втручатися в розчин, довелося збоку пляшки прилаштувати спеціальну П-Образну «капсулу» з пінополістиролу, у яку вставлявся термометр так, що б своєю колбою із ртуттю стосуватися стінки пляшки. Для поліпшення теплопередачі від пляшки до термометра я туди наштовхав алюмінієвої фольги. Втім, важливо було відстежити динаміку температур у різних умовах, а не її абсолютні значення.

Проведення експериментів.

Нагрівання за допомогою електричної грілки розчин до 45 градусів (приблизно до такої температури я розраховую заряджати свій теплоаккумулятор в эко-будинку) я встановив її місце, де вона на зазнала вібраціям, додатковому нагріванню або охолодженню й досить прохолодне місце. Т.е. у льосі (фактично - підвал будинку й буде льохом, так що умови схожі). Температура навколишнього повітря +10 градусів.

Результати проведених випробувань ви бачите на графіку:

Синій графік – графік остигання води. Вода остигає по зворотній експоненті, прагнучи до температури навколишнього її повітря. І чим менше різниця температури між водою й повітрям, тем повільніше йде остигання.

Графік остигання розчину солі БЕЗ ініціалізації кристалізації зовсім повторює графік остигання води.

Червоний графік - графік остигання насиченого розчину із внесеним затравки. Справа в тому, що для того, що б почалася природня кристалізація в розчині, необхідна наявність якої-небудь неоднорідності. Звичайно нею слугує деяка кількість нерозчиненої солі на дні посудини. Т.е. розчин небагато пересичений. У міру остигання розчину, у крапці «А» почалася кристалізація солі в пляшці й процес остигання різко сповільнився. Тепло, що виділяється при кристалізації нагрівало сам розчин і компенсувало тепловтрати. Так тривало до крапки «В».

Слід ураховувати, що я фактично вимірював не температуру розчину, а температуру поверхні пляшки. Але саме це й важливо, оскільки повітря в теплоакккумуляторе буде контактувати не з розчином, а саме з поверхнею каністр, у яких буде перебуває теплоаккумулирующее речовина, вода або розчин сульфату натрію.

У крапці «В» кристали зайняли приблизно 4/5 об'єму пляшки й виділення тепла сповільнилося, хоча її верхня частина усе ще була на дотик відчутне тепліше тієї зони, у якій перебував термометр. Очевидно, що просто передача тепла усередині самої пляшки сповільнилася й термометр перестав фіксувати її.

Зелений графік - графік поведінки переохолодженого розчину. Розчин без затравки був просто охолоджений до +15, а на наступну добу в ньому була викликана кристалізація (фактично – дотиком до пляшки). Відразу почали рости кристали по всьому об'єму пляшки, а пляшка фактично миттєво розігрілася до 27 градусів (зовнішня температура поверхні). Після розігріву частина кристалів знову «розплавилася» і розчин перейшов у рівноважний стан. Т.е. кристалізувалася тільки та частина розчину, необхідна на підтримку температури рівноваги.


ВИСНОВКИ

 

При використанні теплового ефекту, який виникає в результаті нагрівання або охолодження води або гравію, кількість одержуваного тепла невелике щодо об'єму теплового акумулятора. Недолік звичайного теплового акумулювання в тому, що воно вимагає значного простору, і в міру віддачі тепла температура акумулятора знижується. Існують такі речовини, у яких при фазових перетвореннях - плавленні, випарі й кристалізації - виділяється так звана схована теплота фазового переходу, причому кількість теплоти, що виділяється, досить велике.

Тепловий аккумулятор на глауберової сілі має наступні переваги:

· консервує енергію для використання у будь-який час

· зменшує розмір і потужність конденсуючого устаткування

· стабілізує навантаження в електромережах

· екологічно чиста технологія

· зменшує шум

· зменшує газові викиди

· надає термальний захист і комфорт

· дозволяє максимально утилізувати енергію з поновлюваних джерел

· знижує об'єми використання природних ресурсів (вугілля, газу)

 

 


<== предыдущая | следующая ==>
РИФ ГАЛЛОУЭЯ. Теперь уже не представляется возможным установить, получил ли Риф | Состав участников боев под Глазовом на начало лета 1919

Date: 2015-07-17; view: 465; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию