1598005429-afd80cdf49ba7e5f6ece6b974d8fd3c4 (811213), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Вопрос стоит о цене киловатта в зависимости от размеров установки. Преобразователи этого типа отличаются простотой, но дорога основная часть — магниты РЗМ. Возможная область их применения — малая энергетика, т. е. небольшие силовые установки для отдельных ферм, рыбозаводов или совхозов, расположенных вблизи побережья. Основное преимущество устройств подо ного типа — предельная простота устройства. Они вполне соответствуют второму типу преобразователей приведенной вьппе классификации. Преобразование идет по короткой схеме; волны — механический приемник энергии волн — генератор электрической энергии; эта схема отличается от идеальной (схемы 1) введением лишь одного элемента — приемника энергии в виде плиты.
Одна из особенностей преобразователей с колебательным движением заключается в необходимости применения постоянных магнитов типа РЗМ (с другими известными ныне типами постоянных магнитов нужного эффекта не получится из-за недостаточности их остаточной индукции), но РЗМ вЂ” относительно дороги и дефицнтны, что скажется на их применении. Для нормальной работы преобрааователей рассмотренного типа необходимо иметь неподвижное основание, на чем можно было бы укрепить раму, поддерживающую горизонтальную ось, относительно которой колеблется плита со штангой и магнитами. Подобное требование не всегда Можно выполнить в условиях открытого моря, однако имеются способы обойти это затруднение.
Первый из них заключается в применении якоря. Он может обеспечить достаточну»о неподзия«ность одной из частей преобразователя, относительно которой будет колебаться вторая часть, несущая магниты или обмотки. В атом случае конструкция преобрааозателя должна несколько измениться. Еще лучше вместо якоря использовать стабилизированный буй 1типа «вехи Фруда») с достаточной плавучестью. Можно решить эту задачу и на принципиально ином физическом принципе, использовав силы инерции вместо прямого давления волн на плиту. Описанный преобразователь динамоэлектрического типа в колебательном режиме дает переменный ток, частота которого колеблется так же, как и его эффективное значение. Непосредственная подача такого тока йотребителям вряд ли окажется приемлемой, поэтому перед подачей его параметры должны быть улучшены.
Проще всего это сделать с помощью аккумулятора того или иного типа. ИНЕРЦИОННЫЕ НРЕОБРАЗОЕАТЕЛИ КАЧКИ 1 Качка судов одно из самых ярких проявлений энер- гии морских волн. Все суда, маленькие и большие, ис- пытывают качку. Большое судно, качающееся на волнах, обладает весьма значительным запасом колебательной энергии: мощность качки судна может превышать мощность его главных двигателей. Оценим мощность, развиваемую при качке судами типа «Лкадемик Курчатов». Для под- счета воспользуемся формулой Х=2т,бН)Т Вт, где ш,=-6800 т (6,8 10«кг) — масса судна, равная его во- доизмещению; П=1 м — высота подъема центра тяжести судна на волне; Т=10 с — период колебаний судна; Л7= ' ' =136 10' В =13600 кВт.
10 = В т= лучения электрической энергии или для движения самого судна. Пятьдесят лет назад академик В. В. Шулейкин писал: «Конструктор заставляет волны поднимать и опускать какой-то поплавок достаточных размеров, поступательное движение которого передается насосным поршням» '. Но за прошедшее с тех пор время никому не удалось найти практически пригодный способ преобразования энергии качки достаточно большого судна в электроэнергию, несмотря на очевидную выгоду решения этой задачи.
Ведь морские суда подвергаются качке в течение всего срока своей жизни, достигающего нескольких десятилетий. Развитие волновой энергетики пошло по линии разработки особых конструкций мощных поплавков, энергия качки которых преобразуется в электроэнерги«о с помощью гидравлических систем )например, «утка» Солтера или «плот» Коккереля). Известны также работы, имевшие целью использование энергии качки для движения самого качающегося судна. В Советском Союзе и за границей проведены успешные опыты по использованию качки небольшого судна для привода его ходового винта нли другого типа двигателя.
Было интересное сообщение о работе шведского иаобретателя Г. Дальстрема, построившего катер без мотора и парусов ". В подводной части корпуса этого необычного катера размещен свободно подвешенный груз- балансир весом около тонны. Под воздействием качки на морской волне балансир совершает колебательные движения, с помощью системы зубчатых передач преобразуемые во вращение гребного винта. На относительно сильном волнении оя<идалось получение мощности порядка 18 л. с., что должно было обеспечить скорость движения катера около 7 узлов Дальстрем провел серию испытаний на небольшой шлюпке, снабженной балансиром весом около 200 кг, н достиг скорости в 4 узла.
В другой информации по этому вопросу ы сообщалось, что канадец И. Л. Гаузе построил лодку, передвигающуюся без помощи весел, паруса пли механического двигателя. На форштевне, у миделя и в корме в подводной части закреплены металлические плавники, которые под действием качки лодки на волнении двигают ее вперед. Испытания Суммарная мощность двух главных двигателей судов типа «Академик Курчатов» равна 8000 л. с., или около 6000 кВт. Следовательно, мощность качки более чем вдвое превышает мощность его главных дизелей. Расчет показывает причину давнего интереса ученых и изобретателей к использованию энергии качки для по- » В)ул«йкин В. В.
Физика моРЯ. Мл ОНТИ, 1936; т. 2 с. 314 »» Смл О пользе качки. — Катера я яхты, 1970, № 2 (24), с. 42. и Ом.: два варианта судна бе» паруса и мотора. — Катера я яхты, 1969, № 4 (20), с, 29 проводились на озеро Онтарио. В течение 12 ч Гаузе ходил на лодке по озеру против волны, вдоль волны и по волне.
При легком волнении была достигнута скорость 3 узла, но в открытом море изобретатель рассчитывает получить 7 узлов. Лучше всего лодка идет против волны. Приыцип работы плавников, запатентованный автором, таков: три плавника прикреплены своей передней частью к килю лодки. Носовая часть плавников жесткая, а кормовая — эластичная.
Нри качке лодки погруженные в воду плавники приходят в движение — колеблются вверх и вниз. При этом их кормовые копны деформируются так, что происходит отталкивание массы воды наазд, вследствие чего создается реактивный упор и лодка движется вгеред. Длина лодки — 12 м. Корпус ее изготовлен из нескольких слоев синтетической ткани, натянутой на жесткий каркас. Обводы и размеренны корпуса выбраны с учетом наименьшего сопротивления движению. Эти опыты — свидетельство целесообразности разработки иыерционного преобразователя и для преобразования энергии поверхностных волн в электрическую энергию.
Использование инерционных сил, возникающих прн качке какого-либо корпуса (судна), представляется перспективным в сочетании с генератором электрической энергии, работающим в колебательном режиме. Речь идет об устройстве, похожем иа описанное в предыдущем разделе, где для преобразования энергии поверхностных волн применялась плита, колебавшаяся под действием динамического давления проходящих волн. Теперь речь идет об использовании некоторой инертной массы, которая совертпает вынужденные периодические колебания аналогично колебаниам плиты. Передача возбуждающих импульсов будет происходить через точку подвеса, следовательно, для массы со штангой и магнитами на другом конце не требуется непосредственного контакта с волной, необходимый контакт осуществляется корпусом, в который заключается все устройство.
Именно корпус воспринимает энергию воли и передает ее маятнику, состоящему из: инертной массы па одном конце и перемычки с магнитами РЗМ вЂ” на другом. Подобный приемник энергии воли имеет ряд преимугдеств перед другими видами энерго- приемников для малой энергетики. К числу преимуществ инерционного преобразователя подобного типа относятся следующие: он ие требует ягесткого основания для своего ментика, его не надо ориентировать по фронту волн — он делает это сам автомати- 88 чесйи, наконец, его внутренность Легко герметызироьзтЬ, что освобождает электрический генератор от нежелательного контакта с морской водой и ее брызгами.
Последнее обстоятельство важно с точки арения надежности устройства. Практический интерес представляет вопрос о мощ:ости, которую можно получить с инерционного преобразователя в реальных условиях. Для ответа па этот вопрос оценим энергноо, которую можно снять с маятника, совершающего незатухающие колебания с амплитудой +30'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
