- •2. Основные термодинамические параметры состояния.
- •3.Теплота и работа
- •4.Уравнение состояния идеальных газов.
- •5.Первый закон термодинамики.
- •Аналитическое выражение первого закона термодинамики.
- •Энтальпия.
- •Теплоемкость газов. Энтропия.
- •6. Второй закон термодинамики.
- •7. Термодинамические процессы идеальных газов (изобарный, изотермический, изохорный)
- •8. Термодинамические процессы идеальных газов (политропные, адиабатные)
- •9. Термодинамический кпд и холодильный коэффициент циклов.
- •10. Прямой обратимый цикл Карно.
- •11. Обратный обратимый цикл Карно.
- •12. Циклы паротурбинных установок. Циклы Ренкина на насыщенном и перегретом паре.
- •13. Классификация холодильных установок, хладагенты и требования к ним.
- •14. Основные виды переноса теплоты
- •15. Конвективный теплообмен. Виды движения теплоносителей.
- •16. Классификация теплообменных аппаратов. Теплоносители.
- •17. Расчет рекуперативных Теплообменных аппаратов.
- •18. Типы тепловых электростанций. Классификация.
- •19. Технологический процесс преобразования химической энергии топлива в электроэнергию на тэс.
- •20. Классификация атомных реакторов
- •21. Устройство о ядерных реакторов различного типа
- •22. Ресурсы, потребляемые аэс, ее продукция, отходы производства
- •23. Технологические схемы производства электроэнергии на аэс.
- •24. Паровые турбины. Устройство паровой турбины
- •25. Проточная часть и принцип действия турбины
- •26.Типы паровых турбин и область их использования
- •27. Основные технические требования к паровым турбинам и их характеристики
- •29. Гту с изохорным подводом теплоты. Термодинамический кпд и работа цикла с изохорным подводом теплоты. Достоинства и недостатки гту.
- •30. Пгу. Их классификация. Достоинства и недостатки.
- •31. Котельные установки. Общие понятия и определения
- •32. Классификация котельных установок.
- •33. Каркас и обмуровка котла.
- •34. Тепловой и эксергетический балансы котла. Составляющие приходной части теплового баланса.
- •35. Общее уравнение теплового баланса ку. Составляющие расходной части теплового баланса.
- •36. Схемы подачи воздуха и удаления продуктов сгорания
- •37. Естественная и искусственная тяга. Принцип работы дымовой трубы.
- •38. Паросепарирующие устройства котлов
- •39. Пароперегреватели. Назначение, устройство, виды.
- •40. Водяные экономайзеры ку. Назначение, конструкция, виды
- •41. Воздухоподогреватели ку. Назначение, конструкция, виды
- •42. Топливо, состав и технические характеристики топлива Понятие условного топлива, высшей и низшей теплоты сгорания
- •43. Классификация систем теплоснабжения и тепловых нагрузок
- •44. Тепловые сети городов
- •45. Теплоэлектроцентрали. Преимущества раздельной и комбинированной выработки электроэнергии и тепла
- •47. Классификация нагнетателей. Области применения
- •48. Производительность, напор и давление, создаваемые нагнетателем
- •49. Мощность и кпд нагнетателей. Совместная работа насоса и сети.
- •50. Классификация двигателей внутреннего сгорания.
- •52. Основные теплоносители теплообменных аппаратов
- •54. Устройство двс. История развития и параметры работы двс Отличия реальной и идеальной индикаторных диаграмм двс.
- •55. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
- •56. Прямое преобразование солнечной энергии. Солнечные водоподогреватели.
- •57. Подогреватели воздуха. Солнечные коллекторы.
- •58. Преобразование солнечной радиации в электрический ток
- •59. Гидроэнергетика. Основные принципы использования энергии воды. Устройство русловой гэс
- •60. Приливные электростанции
- •61.Ветрогенераторы. Возможность применения. Устройство и категории ветрогенераторов.
- •62. Типы ветрогенераторов. Установки с горизонтальной осью вращения. Преимущества и недостатки.
- •63. Типы ветрогенераторов. Установки с вертикальной осью вращения. Преимущества и недостатки.
- •64. Водородная энергетика
- •Принцип работы топливного элемента:
58. Преобразование солнечной радиации в электрический ток
К концу XX столетия человечество разработало и освоило ряд принципов преобразования тепловой энергии в электрическую энергию. Их можно условно разделить на машинные и безмашинные методы. Последние часто называют методами прямого преобразования энергии, поскольку в них отсутствует стадия преобразования тепловой энергии в механическую работу.Среди машинных преобразователей наиболее известны паро- и газотурбинные установки, в течение столетия работающие на всех наземных тепловых и атомных электростанциях. Пригодны они и для работы в космосе, но в этом случае необходим специальный теплообменник — излучатель, выполняющий роль конденсатора пара. При этом если в наземной паротурбинной установке теплота конденсации отводится циркулирующей водой, то в условиях космоса отвод тепла отработавшего в турбине пара или газа (если это газовая турбина) возможен только излучением. Поэтому энергоустановка должна быть замкнутой. Здесь солнечная радиация, собранная концентратором 1 на поверхности солнечного котла 2, нагревает рабочее тело — инертный газ до температур порядка 1200-1500 кельвинов и под давлением, создаваемым компрессором 3, подает горячий газ на лопатки газовой турбины 4, приводящей в действие электрогенератор переменного тока 5. Отработавший в турбине газ поступает сначала в регенератор 6, где подогревает рабочий газ после компрессора, облегчая тем самым работу основного нагревателя — солнечного котла, а затем охлаждается в холодильнике - излучателе 7. Как показали наземные испытания трехкиловаттной газотурбинной установки, проведенные в 1977 году на пятиметровом фацетном параболическом концентраторе в Физико-техническом институте АН Узбекистана, установки такого типа весьма маневренны, выход на номинальные обороты (36000 об/мин) занимал не более 1 мин с момента наведения солнечного пятна на полость цилиндрического котла. КПД этой установки составил 11%.
Может показаться, что для солнечных энергоустановок, использующих бесплатную энергию, величина КПД не столь существенна, как для традиционных тепловых машин на органическом топливе. Однако это не так, ибо размеры и вес наиболее громоздких и тяжелых частей солнечных космических энергоустановок — концентратора и холодильника - излучателя – зависят, прежде всего, от КПД установки.
Возможно создание энергоустановки с паротурбинным преобразователем.
Здесь собранная концентратором 1 солнечная энергия нагревает в солнечном котле 2 рабочую жидкость, переходящую в насыщенный, а затем и в перегретый пар, который расширяется в турбине 4, соединяющей с электрогенератором 5. После конденсации в холодильнике-излучателе 7 отработавшего в турбине пара его конденсат, сжимаемый насосом 8, вновь поступает в котел. Поскольку подвод и отвод тепла в этой установке осуществляются изотермически, средние температуры подвода и отвода оказываются выше, чем в газотурбинной установке (при одинаковых температурах подвода тепла), а удельные площади излучателя и концентратора могут оказаться меньше, чем в ЗГТУ.
Рисунок 8.3.1. Принципиальные схемы солнечной газотурбинной (а) и паротурбинной (б) энергоустановок
Общим же недостатком всех машинных преобразователей является наличие в них вращающихся частей, что создает проблемы с поддержанием неизменной ориентации станции. Кроме того, из-за использования в качестве рабочего тела газа или пара необходима специальная защита излучателя от пробоя метеоритами.