Державний Вищий Навчальний Заклад

"Запорізький національний університет"

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Альтернативне джерело енергії

Виконав

ст.групи 4118-1 Каренко Ю.В.

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

Запоріжжя

2012

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.

1 Огляд 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.