1598005375-fdca24712b4dd3cd0f1922045b94d243 (811202), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Эффект памяти формы широко применяется в технике при изго- " Патент США № 4041707, 1977 т. Заказ № 402 "о к .9 йк '-О ем а О оа ой ой к ОО й~ -а О о О О о о к к й и о й о й о о й й 1 ко 1О, и" и О И о и и о й и й й и к о о о О О о а О О О о й О О о о. оао й О. о о к„ к о о йя о" к о„ й О« 3 о" о о й О. о О и и Ю о н й О.
ак й и и к О г.> 1О. о о О о о О а о о о й о 82 товлении заклепок, различных деталей, устанавливаемых в труднодоступных полостях, инструмента, противопожарных сигнализаторов. Впервые на эффект памяти формы обратили внимание наши соотечественники Г. В. Курдюмов и Л. Г. Хандрос в 1949 г. В начале 00-х гг. этот эффект в ярко выраженной форме был обнаружен прп нагревании сплавов титана с никелем (никелид титана или нитинол). Это дало толчок к появлению новых технических решений.
В процессе исследований оказалось, что КПД преобразования энергии таких устройств может достигать величины 20 %, что сделало возможным всерьез говорить о создании термомеханическнх моторов, работающих на перепаде температур. Первый «долгоживуший» образец подобного мотора был создан в университете Беркли (СИТА, Калифорния) под руководством Р. Бенкса в 1973 г. (рпс. 3.12). Сердце мотора — система из 24 петель нитиноловой проволоки, подвергнутой термической обработке в распрямленном состоянии.
Петли одним концом закреплены на подвижных стержнях, а другим — на ободе рабочего колеса (подвижно). Стоит подогреть воду в одной нз камер ванны, в которую опущены петли, как они начинают распрямляться и заставляют колесо поворачиваться. Попав в более холодную воду, петли вновь сжимаются до исходного состояния, после чсго цикл повторяется, По словам самого Р. Бенкса, эта модель была далека от совершенства, однако она подтвердила возможность восстановления формы петель в течение нескольких миллионов циклов. Есть сообщения, что уже испытан макет мотора Бенкса мощностью 200 Вт и ведутся работы над более мощным образцом.
Следующее устройство, точнее способ преооразования тепловой энергии, интересно тем, что не требует, по мнению его автора Ж. Буше, насосов для подачи холодной воды, которая приходит в вертикальное движение в результате конвскции "'. Схема устройства, в котором может быть реализован способ Буше, показана на рис. 3.13, а. Устройство работает следу1ощим образом. В горизонтальном теплообменнике под действием холодной воды, поднимающейся по вертикальному трубопроводу, внутри которого проходит трубопровод отработавшего рабочего тела, передавая холодной воде часть своего тепла и тем самым поддерживая естественную конвекцию, конденсируется углекислый газ СОа (рабочее тело).
В вертикальном трубопроводе конденсата давление повышается с увеличением глубины. На восходящей ветви теплообмеиника конденсат постепенно прогревается вследствие омывания его поверхности теплой водой, закачиваемой через систему концентрически расположенных труб, испаряется и приводит в движение турбину. Далее цикл повторяется.
Термодинамику устройства поясняет схема соответствующего термодинампческого цикла (рис. 3.13, б). Ж. Буше предлагает использовать свою разработку комплексно — не только для получения электроэнергии, но и для ' Заявка Франции № 2491156„1982 г. а) Рис. 3.14. Двухфазный преобразователь Моу Пера. 7 — ршбрызгиватсль зтанола; 2— конденсашшиная камера; 3, 4 — на.
сосы ддя подачи холодной н теглой воды; 3 — нспарьтедь этаяола; 6— гидравлическая т ровна с электрогеверагором; 7 — напорныч тр) бопоовод; 3 — вертикальная шахта; 9 — контчр уснлсяия конденсации этанола " Патент Норвегии № 143994, !982 г. * Патент США № 4334873, 1982 г. интенсификации роста биомассы в зоне выхода на поверхность глубинных обогащенных биогенамн вод (глубина опускания трубопроводов-теплообменников составляет не менее 500 м), Предполагается, что планктон, попадающий в трубопроводы теплой воды, будет оседать и его можно будет откачивать по дополнительному трубопроводу из отстойника. Оседает же в отстойнике биомасса вследствие того, что с повышением давления ее удельный Рис.
3.13. Конвекционный преобразователь Буше: а — схема преобразователи; б — рп-анаграмма. 7 — 4 — охлашденве рабочего тела и повышенно давления: 2 — ) — конпенсацня саров рабочего тела )ушекистый газ); 3 — 2 — вспарение рабочего тела )заштрихованная площадь контура 2 — 3-27 прото)шиональиа негроизводительным потерям в контуре снстемм); 4-3 — иагревайне рабочего тела прн постоянном давлении вес увеличивается. В качестве преимуществ углекислого газа при использовании в замкнутом цикле выдвигаются его дешевизна, доступность, отсутствие коррозии (в обезвоженном состоянии) и загрязнения океанской среды в случае утечек (СО2 в огромных количествах растворен в Мировом океане). На рпс.
3.14 показана схема, позволяющая осуществить следующий способ преобразования разности температур *. ОТЭС размещается в скальном основании с резким нарастанием глубины вод, Турбина станции приводится в движение в результате возникновения тока рабочего тела (напрпмср, этанола) под действием разности температур и давлений, возникающих в вертикальном трубопроводе и канале, связывающем две камеры с установлен- ными в них теплообменниками.
Одна из особенностей станции, обеспе)ивающая направление тока рабочего тела, размещение холодильника в верхней камере, а нагревателя — в нижней. Для исключения потерь рабочего тела через стенки шахты и камер они покрыты изолирующим слоем нз торкрет-оетона и облицованы сталью. Теплообменники выполнены в виде спирально закрученных труб с оребрением. В верхней камере имеется дополнительный контур, разбрызгнвающпй рабочее тело для его охлаждения (для охлаждения используется вода с температурой +4'С, для. нагревания — +25'С).
Можно было бы продолжать перечень оригинальных решений' ОТЭС достаточно долго, но мы остановимся только на двух схемах. связанных с использованием тепловой энергии для получения холода и пресной воды, которых так недостает во многих странах жаркого пояса планеты. Одна из таких установок, разраоотанная учеными Одесского технологического института холодильной промышленности, позволяет вырабатывать пресную воду методом вымораживания. Такая вода выгодно отличается от получаемой методом выпаривания, так как сохраняет многие минеральные вещества н обходится по расчетам вдвое дешевле. Основной рабочий орган установки — льдогенератор, выполненный в виде полой бетонной трубы, опускаемой до глубин с постоянной температурой +6 — 7'С. С помощью фреона, хлора и мстнлхлорида морская вода превращается в пресный лед, который, поднимаясь в накопитель, тает под воздействием поверхностного тепла.
Если теплоизолнровать накопитель, то потребителю можно поставлять пресный лед— т, е. и питьевую воду, и холод одновременно. Иначе на проблему смотрит 7К. Коннел (СРАА*. Зачем получать пресную воду и лед искусственно, если в огромных количествах они производятся в природных «холодильниках» — в Антарк- тиде и в Гренландии. Предложение 7К. Коннела — один из многих вариантов обеспечения транспортировки айсбергов из высоких широт — для нас интересно тем, что для приведения последних в движение, в частности, предлагается использовать электродвижитсльную установку, получающую энергию от небольшой ОТЭС, размещенной на самом айсберге и использующей перепад температур талые воды — морская вода.
Интересно отметить, что развитие концепции ОТЭС в ряде случаев может быть полезно для совершенствования тепловых и атомных электростанций (АЭС), позволяя утилизировать тепло сбрасываемых ими вод. Это не только даст возможность повысить КПД систем, но и снизит термические нагрузки на среду. Достаточно сказать, что современные вакуумные конденсаторы ТЭС и АЭС сбрасывают в среднем за год до 20 м'/с охлаждающей воды при температуре 25 — 30'С на 1000 МВт установленной мошности. «Для крупных ОТЭС этого расхода безусловно недостаточно, но использовать его для подогрева поверхностных вод в системах подачи теплой воды неболшпих станций, расположенных вблизи береговых ТЭС и АЭС, вполне можно. Одна такая демострацнонная ОТЭС, создаюшаяся сейчас на шельфе Гавайских островов недалеко от угольной ТЭС, для повышения эффективности будет использовать сбрасываемую ТЭС воду.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
