Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени академика С. П. КОРОЛЕВА

(Национальный исследовательский университет)»

Факультет двигателей летательных аппаратов

Кафедра теплотехники и тепловых двигателей

Реферат на тему: ”Тепловые аккумуляторы”

Выполнил: Новиков А.В. группа 2409

Проверил:Довгялло А.И.

Оценка:

Дата:

Самара 2011

Содержание

ТЕПЛОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ 3

1.Физический пр-п 3

2.Классификация 4

3.Тепловое аккумулирование в насыщенных жидкостях 5

3.1Аккумулирование со скользящим давлением 6

3.4. Тепловое аккумулирование в паровой подушке 6

3.2. Тепловое аккумулирование с расширением 7

3.5. Косвенное аккумулирование со скользящим давлением 7

3.6. Аккумулирование посредством сжатого газа 7

4. Тепловое аккумулирование с использованием недогретых 7

жидкостей под давлением 7

5. Аккумулирование тепла твердыми телами путем увеличения 9

их внутренней энергии 9

6. Аккумулирование посредством использования теплоты 10

фазового перехода 10

7. Сорбционное аккумулирование тепла 11

8.Область применения 13

1.Расчет ТА для кунга грузового автомобиля 14

1.2. Условия работы ТА 14

2. Тепловой ТА. 15

2.1. Расчет необходимого количества тепла 15

2.2 Определение потерь тепла в режиме хранения 15

Заключение 17

Список использованной литературы 18

Тепловые аккумуляторы

Тепловое аккумулирование — это физические или химиче­ские процессы, посредством которых происходит накопление тепла в тепловом аккумуляторе энергии (ТАЭ).

Аккумулятор состоит из резервуара для хранения (обычно теплоизолированного), аккумулирующей среды (рабочего тела), устройств для зарядки и разрядки и вспомогательного оборудования.

Рис. 1. Схема теплового аккумулятора

Аккумулирующая система характеризуется способами, ко­торыми энергия для зарядки аккумулятора отбирается от источника, трансформируется (при необходимости) в требуе­мый вид энергии и отдается потребителю.

1.Физический пр-п

На рис. 2 показан процесс теплового аккумулирование с использованием сосуда-аккумулятора. Баланс энергии для этого процесса в общем виде можно записать

Е_вх - Е_вых = E_aк (1.1)

где Е_вх — подведенная энергия,

Е_вых — отведенная энергия,

Е_ак — аккумулированная энергия.

Рис. 2. Энергетический баланс аккумулятора.

Применяя первый закон термодинамики для подведенной и отведенной энергии к этой открытой системе, получим основное уравнение аккумулирования энергии для открытых систем в дифференциальной форме:

(u + pv + gH + с²/2)_вх dm_вх + dQ - (u + pv + gH + c²/2)_выхdm_вых - dW = d [{u + gH + c²/2)_aк∙m_aк],

где m_aк — масса аккумулирующей среды;u — внутренняя энер­гия (отсчитываемая от произвольного нулевого уровня); р — давление; v — удельный объем; g — ускорение силы тяжести; Н—высота (отсчитываемая от произвольного нулевого уров­ня); gH — удельная потенциальная энергия; с — скорость те­чения; с²/2 — удельная кинетическая энергия; dQ — тепло, подведенное к системе; dW—работа системы, не зависящая от переноса массы (например, при движении стенок системы, электрическая энергия, энергия вала двигателя).

Исследование общего уравнения (1.2) показывает, что аккумулирование энергии может осуществляться в результате изменения:

а) удельной внутренней энергии;

б) удельной по­тенциальной энергии;

в) удельной кинетической энергии;

г) массы системы. К тепловому аккумулированию энергии обычно относят случай (а), а также случай (б), если удель­ная внутренняя энергия рабочего тела выше, чем окружающей среды

В этой книге определение теплового аккумулирования тем не менее распространяется и на случай изменения массы системы при низкой удельной внутренней энергии, если эксэргия (располагаемая работа) аккумулирующей среды высокая за счет ее состояния. Сюда относятся например, системы аккумулирования сжатого газа (воздуха), которые способны аккумулировать значительное количество эксэргии, даже если газ имеет температуру окружающей среды и, таким образом, его внутренняя энергия пренебрежимо мало отличается от энергии при параметрах окружающей среды. Очевидно, что такая система аккумулирования используется для накопления только механической энергии, тогда как аккумулирование тепла в смысле, соответствующем случаю (а), позволяет по­лучить как механическую энергию, так и тепло.

Если накопление и кинетической, и потенциальной энер­гии исключено (с_ак = 0, Н = 0) и если, кроме того, члены уравнения (2.2), соответствующие кинетической и потен­циальной энергиям подводимой и отводимой масс, пренебре­жимо малы, а работа ограничена движением поверхностей, ограничивающих систему, т. е. если

dW = p_акdV_aк, (1.3)

где V_aк — объем аккумулятора,

р_ак — давление в аккумуля­торе, то уравнение (1.2) преобразуется к

виду, справедливому для аккумулятора тепла:

(u + pv)_вх dm_вх + dQ — (u + pv)B_выx dm_вых = d (um)_ак + p_акd V_ак. (1.4)

Используя определение энтальпии, имеем

i = u + pv, (1.5)

и, следовательно, энергетический баланс (2.1) принимает вид

i_х dm_вх + dQ — i_вых dm_вых = d (um)_ак + p_ак dV_aк. (1.6)

Соответственно баланс массы запишется как

dm_вх — dm_вых = dm_aк. (1.7)

Процессы зарядки и разрядки описываются в общем виде уравнениями (1.4) или (1.6) и (1.7). В простых случаях воз­можно аналитическое решение. В других, более сложных случаях могут быть получены численные решения (в особен­ности это относится к процессу разрядки).