Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источник тепловой энергии

Источник тепловой энергии

«. 3) источник тепловой энергии — устройство, предназначенное для производства тепловой энергии;. «

Федеральный закон от 27.07.2010 N 190-ФЗ (ред. от 25.06.2012) «О теплоснабжении»

Официальная терминология . Академик.ру . 2012 .

  • Источник сварочного тока
  • Источник теплоснабжения автономный

Смотреть что такое «Источник тепловой энергии» в других словарях:

Источник тепловой энергии — теплогенерирующая установка (тепловая электрическая станция или котельная), предназначенная для производства и отпуска тепловой энергии. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник тепловой энергии — энергоустановка, предназначенная для производства теплоты. Синонимы: Источник теплоты См. также: Источники тепловой энергии Теплоснабжение Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

источник тепловой энергии — источник теплоты Теплогенерирующая энергоустановка или их совокупность, в которой производится нагрев теплоносителя за счет передачи теплоты сжигаемого топлива, а также путем электронагрева или другими, в том числе нетрадиционными способами,… … Справочник технического переводчика

источник тепловой энергии — источник теплоты (тепловой энергии) энергоустановка, предназначенная для производства теплоты (тепловой энергии). (Смотри: Правила техники безопасности при эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей. Госэнергонадзор 7… … Строительный словарь

источник тепловой энергии (теплоты) — 3.4.4 источник тепловой энергии (теплоты) : Теплогенерирующая энергоустановка или их совокупность, в которой производится нагрев теплоносителя за счет передачи теплоты сжигаемого топлива, а также путем электронагрева или другими, в том числе… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Радионуклидный источник тепловой энергии — 4. Радионуклидный источник тепловой энергии Радионуклидное энергетическое устройство, предназначенное для преобразования энергии продуктов спонтанного распада радионуклида в тепловую энергию Источник: ГОСТ 22212 85: Устройства энергетические… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

радионуклидный источник тепловой энергии — Радионуклидное энергетическое устройство, предназначенное для преобразования энергии продуктов спонтанного распада радионуклида в тепловую энергию. [ГОСТ 22212 85] Тематики устройства энергетические радионуклидные Обобщающие термины виды… … Справочник технического переводчика

Источник теплоты (тепловой энергии) — энергоустановка, предназначенная для производства теплоты (тепловой энергии). Источник: snip id 2791: Правила эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

потребитель тепловой энергии — 3.19 потребитель тепловой энергии : Лицо, приобретающее тепловую энергию, теплоноситель для использования на принадлежащих ему на праве собственности или ином законном основании теплопотребляющих установках либо для оказания коммунальных услуг в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Поставщик тепловой энергии — 3.3. Поставщик тепловой энергии организация, осуществляющая поставку тепловой энергии на отопление жилого здания в соответствии с договором энергоснабжения, заключенным с управляющей организацией. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Автономный тепловой источник тока

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а более конкретно, к резервным химическим источникам тока в широком диапазоне начальных температур и устойчивым к механическим нагрузкам.

Уровень данной области техники характеризует тепловой химический источник тока, описанный в патенте RU 2393591 CI, Н01 М6/36, 2010 г., который содержит помещенный в корпус и герметизированный крышкой блок, набранный из последовательно расположенных электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, теплоизоляционных прокладок, установленных по периферии и торцам блока.

На боковой поверхности блока диаметрально установлены инициирующие быстро горящие полосы (ленты), соприкасающиеся в торцевой части с пиротехнической полосой, проложенной в непосредственной близости с запальным устройством, выполненным в форме пиротехнического заряда, помещенного в оболочку из отверждающегося материала.

Особенностью этого источника тока является то, что пиротехническая полоса выполнена Z-образной формы и проложена в пазах соприкасающихся между собой теплоизоляционных прокладок.

Описанное устройство обеспечивает уменьшение времени выхода источника тока на рабочий режим и повышение надежности работы.

Однако к недостаткам следует отнести высокую бризантность оболочки запального устройства, которая от импульсного повышения давления в замкнутом объеме при горении пиротехнического заряда дробится на высокоскоростные осколки, которые могут пересечь примыкающую огнепроводную ленту, исключая передачу фронта горения, что снижает функциональное действие по назначению.

Более совершенным является тепловой источник тока по патенту RU 2413341 С2, Н01 М6/36, 2010 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.

Известный источник тока содержит блок электрохимических элементов в корпусе с теплоизоляцией, каждый из которых содержит последовательно чередующиеся твердые слои анода, катода, электролита, нагревательных элементов в расчетном количестве, ограниченных с внешней стороны общим корпусом и жестко зафиксированных на крышке.

Структурные элементы теплового источника тока размещены вдоль вертикальной оси корпуса и поджаты усилием упругого элемента под крышкой.

На крышке закреплена печатная плата, электрически связанная с двумя сдублированными электровоспламенителями, к которым примыкают ленточные пиротехнические воспламенители, уложенные по периметру батареи элементов.

В известной резервной батарее, которая характеризуется механической прочностью сборки, возможностью активного контроля параметров, обеспечено длительное протекание тока при сохранении электрохимических характеристик, то есть стабильностью функционирования.

Однако продолжением отмеченных достоинств являются присущие недостатки, которые являются следствием встречного горения пиротехнических пластин электрохимических элементов с пульсированием фронта горения каждого, что тормозит запуск батареи и выход ее на режим из-за нестабильности рабочих характеристик источника тока.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности энергосодержащей электрохимической батареи за счет стабильного горения всех ее пиротехнических элементов, при минимизации времени выхода на режим рабочего тока, длительность генерирования которого увеличена.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном тепловом источнике тока, содержащем электровоспламенитель, смонтированный на токопроводящей печатной плате, закрепленной на крышке термоизолированного корпуса, внутри которого установлен и зафиксирован блок электрохимических элементов, выполненных в виде последовательно соединенных дисковых пиронагревателей, имеющих анодную и катодную пластины, примыкающие к продольным огнепроводящим лентам, согласно изобретению, электровоспламенитель выполнен в виде мостика накаливания, связанного с печатной платой через контактные площадки и помещенного внутри воспламенительного заряда, заполняющего экранирующую подложку, имеющую форму диффузора, направленного в осевой канал блока, покрытый продольными огнепроводящими лентами.

Читайте так же:
Шаг укладки провода теплого пола

Отличительные признаки предложенного технического решения стабилизировали запуск источника тока, минимизировав время его выхода на рабочий режим, обеспечив при этом функциональную надежность генерирования тарированного импульса тока для срабатывания автономной энергосодержащей батареи пиротехнических элементов.

Предложенный пиротехнический источник тока имеет высокие электрические показатели за счет снижения внутреннего электрического сопротивления, что обеспечивается высокой электрической проводимостью анода, в котором содержится в избытке металлический цирконий — электронный проводник, обеспечивающий минимальное сопротивление анода и внутреннее сопротивление источника тока. При этом содержание циркония, являющегося горючим, оптимизировано относительно содержания окислителя в сепараторе и катоде, соответственно бария хромовокислого и оксида меди.

Продуктами окислительно-восстановительных реакций в сепараторе являются оксиды циркония, хрома и бария, а также оксиды магния (продукты термической деструкции асбеста), которые исключают электронный контакт между электродами во время работы источника тока.

Выполнение электровоспламенителя в виде мостика накаливания, при запуске генерирующего заданный импульс тепловой энергии, позволило простейшими техническими средствами практически мгновенно получить длиннофокусный огневой форс для одновременного запуска всех параллельных элементов батареи.

Электрическая связь мостика накаливания через контактные площадки с базирующей печатной платой упростили конструкцию и коммуникацию с внешним устройством запуска, исключив проводную систему передачи управляющего токового сигнала.

При этом печатная плата служит силовым элементом для надежного базирования запального устройства (электровоспламенителя) внутри токовой батареи.

Установка воспламенительного заряда внутри корпусной подложки, которая экранирует нерабочее направление (на крышку) для распространения огневого импульса при срабатывании, обеспечивает заданное пространственное расположение запального устройства, при фиксировании электроконтактов его мостика накаливания, что необходимо для надежного срабатывания по назначению.

Выполнение подложки в форме диффузора, направленного в осевой огнепередающий канал, необходимо для формирования длиннофокусного форса пламени, запускающего в работу одновременно все элементы тепловой батареи, формирующей импульс тока заданных параметров.

Покрытие огнепередающего канала батареи пиротехническими лентами, примыкающими по периметру ее осевого канала к дисковым нагревателям и структурным элементам, обеспечивает усиление тепловой энергии импульса запуска, повышая тем самым надежность работы источника тока и стабильность его работы, при динамичном выходе на рабочий режим.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть требуемый технический результат достигается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.

На чертеже изображены: на фиг. 1 — предложенный источник тока, продольный разрез; на фиг. 2 — вид А, запальное устройство.

В корпусе 1 резервного источника тока, теплоизолированном прокладками 2, помещен блок электрохимиических элементов 3.

Каждый элемент 3 содержит пластинчатые анод 4, катод 5 и сепаратор 6 из пиротехнических составов, при следующем содержании компонентов (мас. %): в аноде 4 — цирконий 70-76, сплав или смесь фторидов металлов 22-26, асбест 3-5; в катоде 5 — цирконий 6-8, оксид меди 30-35, сплав или смесь фторидов металлов 48-51, диоксид циркония 5-9, асбест 3-5; в сепараторе 6- цирконий 26-32, барий хромовокислый 64-70, асбест 3-3.

Волокнистый асбест в качестве связующего технологически необходим для формования тонких пластин из пиротехнических составов методом вакуумного осаждения водной взвеси компонентов на фильтр-подложку, функционально обеспечивая электродам и сепаратору высокую чувствительность к тепловому инициирующему импульсу.

Между элементами 3 расположены пластины пиронагревателей 7, которые посредством пиротехнических лент 8 сообщаются с запальным устройством 9, установленным на торцевой печатной плате 10, имеющей токоприводящий контур по заданной электрической схеме.

Плата 10 закреплена на крышке 11, примыкающей к торцу корпуса 1 и оснащенной герметичными токовыводами 12, подсоединенными к запальному устройству 9 и к электродам 4, 5 крайних по высоте электрохимических элементов 3.

Элементы 3 между собой подсоединены последовательно посредством перемычек 13 из фольги, внутри которой установлены пиронагреватели 7.

На дистальном конце блока элементов 3 установлены асбестовые пластины 14 для уменьшения теплоотдачи и металлический диск 15, к которому подсоединены силовые стяжки 16 для придания каркасности функциональному наполнению.

Все структурные элементы блока выполнены с центральным отверстием, в сборе формирующие осевой канал 17, на стенках которого расположены продольные огнепередающие ленты 8.

С осевым каналом 17 коммутируется закрепленное на печатной плате 10 запальное устройство 9, представляющее собой (фиг. 2) мостик 18 накаливания, помещенный внутри воспламенительного заряда 19, заполняющего направленный в канал 17 диффузор экранирующей подложки 20, приклеенной к плате 10, выполняющей функции опоры.

Концы проволочного мостика 18 накаливания приварены к электроконтактным пластинам 21, подключенным через электросхему печатной платы 10 к внешнему источнику питания (условно не показан).

Функционирует описанный тепловой химический источник питания следующим образом.

При подаче от внешнего источника электрического импульса запуска на запальное устройство 9 проволочка мостика 18 накаливается, от чего инициируется воспламенительный заряд 19, при горении которого генерируются газообразные продукты, включающие дисперсную фазу раскаленных конденсированных частиц — распределенных очагов воспламенения.

Продукты горения воспламенительного заряда 19, отражаясь от подложки 20, ее диффузором направляются в соосный канал 17 в форме длиннофокусного огневого форса, где поджигает продольные пиротехнические ленты 8, выделяемой тепловой энергией которых из центра воспламеняются и горят примыкающие пиротехнические анодные и катодные пластины 4 и 5 элементов 3, сепараторы 6 и пиронагреватели 7, в результате чего начинается разряд батареи на внешнюю электрическую нагрузку.

При этом сгорают пиротехнические композиции анода 4 и катода 5 всех электрохимических элементов 3 батареи, расплавляя электролит 6 (фториды металлов), чем обеспечивается ионный контакт и возможность протекания электрохимического процесса.

Электрохимическое окисление циркония в аноде 4 и электрохимическое восстановление оксида меди в катоде 5 обеспечивается взаимодействием с ионопроводящим расплавом электролита 6, при движении заряженных частиц (электронов в металле и ионов в расплавленном электролите 6), то есть генерирование электрического тока.

Читайте так же:
Какое количество теплоты выделяется внутри источника тока

Как показали опытные работы, время выхода батареи на режим после одновременного воспламенения всех электродов 4, 5 не превышает 0,15 с против 0,20 у прототипа.

Батарея из десяти предложенных электрохимических элементов 3 генерирует ток на нагрузке 110 кОм в течение 120 с, что на 26-30% превышает рабочее время прототипа.

За счет вдвое меньшей усадки продуктов сгорания пропорционально увеличилась стабильность токовых характеристик предложенной батареи.

Предложенный источник электрического тока предназначен для практического использования преимущественно в виде резервных батарей, обеспечивает автономное задействование и питание бортовой аппаратуры, приборов, исполнительных механизмов и устройств, а также автономных систем пожаротушения, сигнализации, блокировки и др.

Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.

Предложенные отличия теплового пиротехнического источника тока не являются очевидными для специалиста по электротехнике, которые прямо не следуют из постановки технической задачи.

Изготовление совокупности структурных элементов предложенной батареи в их взаимосвязи возможно осуществлять на действующем производстве резервных источников тока, оснащая заказчиков средствами автономного электропитания.

Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.

Тепловой источник тока, содержащий электровоспламенитель, смонтированный на токопроводящей печатной плате, закрепленной на крышке термоизолированного корпуса, внутри которого установлен и зафиксирован блок электрохимических элементов, выполненных в виде последовательно соединенных дисковых пиронагревателей, имеющих анодную и катодную пластины, примыкающие к продольным огнепроводящим лентам, отличающийся тем, что электровоспламенитель выполнен в виде мостика накаливания, связанного с печатной платой через контактные площадки и помещенного внутри воспламенительного заряда, заполняющего экранирующую подложку, имеющую форму диффузора, направленного в осевой канал блока, покрытый продольными огнепроводящими лентами.

Автономные преобразователи – источники тока и тепла

Мы раccкажем здеcь o парoтурбoгенератoрах c замкнутым циклoм и гидрoдинамичеcких теплoгенератoрах. Они предназначены для разных задач, нo еcть у этих уcтанoвoк и нечтo oбщее. Их главные дocтoинcтва – кoмпактнocть при выcoкoй oтдаче и полная незавиcимоcть.

Преобразователь энергии ОРМАТ, извеcтный также как «паротурбогенератор c замкнутым циклом», – единcтвенная в cвоем роде энергетичеcкая уcтановка мощностью 200 – 6000 Вт, надежно работающая без обслуживания в отдаленных районах. Уже сотни таких интегрированных энергосистем успешно действуют в системе радиосвязи Байкало-Амурской железнодорожной магистрали (БАМ), на трубопроводах Газпрома и радиорелейных линиях компании ООО «РН-Югорскнефтегаз» в России, трубопроводной системе HBJ в Индии, на трубопроводе Транс-Аляска в США и многих других объектах.
Основными факторами экономичности здесь являются отсутствие необходимости в обслуживании и длительный срок службы энергетической установки. Известно, что затраты на обслуживание автоматизированного дизель-генератора значительно превосходят его начальную стоимость.

Расходы на оплату труда и доставку в отдаленные регионы обслуживающего персонала составляют основную статью общих эксплуатационных расходов. Потери в результате простоев дизель-генераторов тоже серьезно увеличивают затратную графу. Использование установок ОРМАТ позволяет всего этого избежать и сэкономить значительные средства.

Дело принципа

Паротурбогенератор с замкнутым циклом – полностью автономная, испытанная и официально одобренная энергетическая установка. Она состоит в основном из системы сжигания топлива, парогенератора, турбогенератора переменного тока, конденсатора с воздушным охлаждением, выпрямителя, сигнализации и систем управления, размещенных в укрытии. На протяжении почти 20 лет ОРМАТ круглосуточно вырабатывает отфильтрованное напряжение постоянного тока мощностью 200 – 3000 Вт, фактически не требуя обслуживания.
В системе использован герметизированный генераторный блок, действующий по принципу цикла Ренкина и имеющий всего одну движущуюся деталь, а именно – плавно вращающийся вал, несущий на себе колесо турбины, бесщеточный ротор генератора и насос обратной подачи. Вал установлен на подшипниках, смазываемых пленкой рабочей жидкости, что исключает трение металла о металл и обеспечивает многолетнюю безаварийную работу.
Одной из наиболее оригинальных особенностей установки является ее способность работать от различных источников тепла, поскольку рабочий цикл замкнут и требуется лишь внешний подогрев. Для питания удаленных микроволновых релейных станций, действующих непрерывно без какого-либо обслуживания, на энергетических установках ОРМАТ наиболее часто в качестве топлива благодаря его чистоте используют сжиженный нефтяной (попутный) газ. Вместе с тем в качестве топлива могут использоваться также природный газ, керосин, а также авиационное и дизельное топливо.

Работает пар

Горелка нагревает органическую рабочую жидкость в парогенераторе, часть жидкости испаряется, и пар, расширяясь, приводит во вращение колесо турбины и соединенный с ним ротор генератора. Затем пар поступает в конденсатор, где он охлаждается и конденсируется, а полученная жидкость возвращается насосом в парогенератор, охлаждая на своем пути электрогенератор и смазывая подшипники.

Цикл повторяется непрерывно до тех пор, пока происходит нагрев парогенератора. Поскольку корпус из нержавеющей стали для пара и жидкости герметичен, никаких потерь рабочей жидкости не происходит. Кроме того, она абсолютно не зависит от внешних климатических условий.

Турбогенератором вырабатывается трехфазный переменный ток, который затем выпрямляется и фильтруется. Выход постоянного тока регулируется, в зависимости от нагрузки, путем автоматического изменения количества топлива, подаваемого на горелку.
Установка имеет средства защиты от каких-либо отклонений, включая перегрев.

Это главный принцип работы компании ОРМАТ. Благодаря использованию термодинамического проектирования и технологии авиационных двигателей, предприятие смогло добиться надежности, ранее не досягаемой в области производства автономных энергетических установок.
Герметичный контейнер с рабочей жидкостью изготавливается из нержавеющей стали. Дуговая сварка в гелиевой среде проводится дипломированными авиационными сварщиками, а затем с помощью радиографического контроля проверяется на наличие дефектов и гелиевым масс-спектрометром – на утечки. Готовый к работе энергоблок испытывается в заводских условиях как автономная установка с обкаткой в течение 100 ч.
Ее весьма важной особенностью является отсутствие необходимости в эксплуатационном обслуживании. Поскольку единственная движущаяся деталь – это плавно и без трения вращающийся на подшипниках с жидкостной пленкой вал, герметизированный в контейнере из нержавеющей стали, для надежной работы установки требуется лишь незначительный уход. Например, кроме заправки топливом, уход за установками, работающими на газе, заключается только в ежегодной проверке и очистке горелки и пластин конденсатора.

Читайте так же:
Тепловое действие тока применение в строительстве

Интегрирование в систему

Энергоустановки ОРМАТ могут как выполнять функции автономных источников энергии, так и входить в состав объединенных энергетических систем и систем поддержки. Эти функции включают в себя:

  • — питание поставляемых фирмой ОРМАТ высокоэффективных кондиционеров воздуха для укрытий;
  • — неэлектрический обогрев с использованием отходящего тепла;
  • — питание вспомогательного оборудования.

Конструктивные решения преобразователей электроэнергии ОРМАТ обеспечивают, в зависимости от конкретных требований и местных условий, возможность конфигурации установки как в качестве основного, так и резервного источников питания. Варианты применения преобразователей:

  • — сети на базе цифровых УПАТС (каждая станция питается от двух установок ОРМАТ);
  • — узлы сетей оптических волокон;
  • — РРС (микроволновые радиоповторители, радиостанции);
  • — спутниковые сети и системы;
  • — сотовые сети;
  • — катодная защита магистральных трубопроводов;
  • — железнодорожная сигнализация;
  • — дистанционные измерительные системы;
  • — системы управления и сбора данных (SCADA);
  • — дистанционное управление клапанами.

Опыт эксплуатации установок показывает 95%-ную вероятность того, что турбогенератор, имея всего одну вращающуюся деталь, наработает за время службы не менее 200 тыс. ч. В то же время справочник Международного Телекоммуникационного Союза (CCITT) в разделе «Первичные источники энергии для удаленных телекоммуникационных систем» констатирует, что средняя наработка за все время службы для устройств, работающих на жидком топливе, должна составлять не менее 20 тыс. ч, а работающих на газе – не менее 30 тыс. ч. Как говорится, есть с чем сравнить.

Тепло «ниоткуда»

Тепловые установки под названием гидродинамические теплогенераторы (ГТГ) экономичны и имеют коэффициент преобразования энергии более 100%. Это не рекламное заявление, а подтвержденный многократными официальными испытаниями факт. Его нельзя оспорить, поскольку созданием совершенно аналогичных по принципу получения тепла устройств уже много лет занимаются ученые и изобретатели многих стран мира: России, Украины, Молдовы, Японии, Австрии, США и др. Практически во всех случаях фиксируется превышениеполучаемой тепловой энергии над потребляемой для их привода электрической энергией.

На практике технология выглядит так. Нет ни тепловых электронагревателей (ТЭНов), ни каких-то иных нагревателей, а только электронасос (он здесь единственный потребитель энергии). Он гонит холодную воду через вертикально поставленную трубу, и на выходе получается горячая вода. Это похоже на фокус, но, как говорится, и «кролики в шляпе мага когда-нибудь кончаются», а здесь процесс может длиться сколько угодно.

Впрочем, сами исследователи откровенно говорят, что отсутствуют четкие, неоспоримые объяснения этого загадочного и противоречащего, на первый взгляд, фундаментальным законам физики явления, поскольку очень сложно проследить всю динамику происходящих при этом процессов. Ясно только, что для получения тепла удалось обуздать и использовать два взаимосвязанных и, казалось бы, разрушительных явления: турбулентность и кавитацию. А это и высокое давление, и температура в зоне схлапывающихся кавитационных пузырьков, и сонолюминесценция, и разложение молекулы воды H2O на атомы H2 и O2 с последующим объединением (сгоранием), и многое другое.

Как это происходит?

Приведем всего одну из научных версий. Явление заключается в том, что при пропускании через жидкость мощной ультразвуковой волны (она порождается завихрением) возникают кавитационные пузырьки, которые при схлапывании дают вспышку света. Происхождение света – тепловое, т.е. на короткое время в жидкости возникают сверхгорячие области с температурой в тысячи и даже десятки тысяч кельвинов.

В самом грубом приближении стандартная картина сонолюминесценции такова. В фазе разряжения ультразвуковой волны в определенном месте жидкости (в месте максимальной пучности ультразвука) создается большое по модулю отрицательное давление («растянутая» жидкость). При превышении критического значения амплитуды волны в фазе разряжения начинается кавитация – разрыв сплошной жидкости с образованием полости, заполненной парами этой жидкости. Образуется и растет кавитационный пузырек.

Через полпериода, в фазе сжатия, звуковая волна создает сильное положительное давление в жидкости. Вкупе с силами поверхностного натяжения оно приводит к быстрому сжатию пузырька. В процессе этого сжатия происходит нагрев паров, находящихся внутри пузырька (разумеется, для более аккуратной картины нам надо включить ударные волны, процессы конденсации и т.д.). Именно при таком сжатии и достигаются столь высокие температуры.

А практики действуют

Загадочность данного явления и его практическое применение вызвали оживленные дискуссии в прессе, Интернете, а также в научных кругах. Но практики не собираются ждать, пока ученые выяснят, почему у гидродинамических теплогенераторов коэффициент преобразования энергии больше 100%. Эти компактные установки они уже производят, и агрегаты надежно работают в системах отопления, горячего водоснабжения и технологических процессах во всех сферах народного хозяйства.

Всего один пример. Компания ОДО «ЮРЛЕ-К» уже второй десяток лет работает над созданием гидродинамических теплогенераторов. За эти годы ею введено в эксплуатацию более 250 объектов, на которых работают свыше 500 единиц различного типа тепловых насосных установок.

Урок 30 Источники электрического тока

Источники электрического тока Физика 8 класс

Источники электрического тока

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц.

Для существования электрического тока необходимы следующие условия:
Наличие свободных электрических зарядов в проводнике;
Наличие внешнего электрического поля для проводника.

Сравни опыты, проводимые на рисунках

Сравни опыты, проводимые на рисунках.
Что общего и чем отличаются опыты?

Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.

Устройства, разделяющие заряды, т.е. создающие электрическое поле, называют источниками тока.

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году. Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 — 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока.

Читайте так же:
Тепловой выключатель для чайника

Его первый источник тока – «вольтов столб» был построен в точном соответствии с его теорией «металлического» электричества. Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.

Механический источник тока — механическая энергия преобразуется в электрическую энергию

Механический источник тока — механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

До конца XVIII века все технические источники тока были основаны на электризации трением. Наиболее эффективным из этих источников стала электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака)

Тепловой источник тока — внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию

Тепловой источник тока — внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию

Термоэлемент (термопара) — две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, то в них возникает ток. Заряды разделяются при нагревании спая. Термоэлементы применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях в качестве датчика температуры.

Энергия света c помощью солнечных батарей преобразуется в электрическую энергию

Энергия света c помощью солнечных батарей преобразуется в электрическую энергию.

Фотоэлемент. При освещении некоторых веществ светом в них появляется ток, световая энергия превращается в электрическую.
В данном приборе заряды разделяются под действием света. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи. Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.

Электромеханический генератор.

Электромеханический генератор. Заряды разделяются путем совершения механической работы. Применяется для производства промышленной электроэнергии.

Генератор (от лат. generator — производитель) — устройство, аппарат или машина, производящая какой-либо продукт.

Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3 Какие источники тока вы видите на рисунках?

Какие источники тока вы видите на рисунках?

Устройство гальванического элемента

Устройство гальванического элемента

Гальванический элемент- химический источник тока, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительной реакцией.

Источники тока прошлого века…

Источники тока прошлого века…

Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею

Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

Батарея (элемент питания) — обиходное название источника электричества для автономного питания портативного устройства

Батарея (элемент питания) — обиходное название источника электричества для автономного питания портативного устройства. Может представлять собой одиночный гальванический элемент, аккумулятор или их соединение в батарею для увеличения напряжения.

Аккумулятор — химический источник тока многоразового действия

Аккумулятор — химический источник тока многоразового действия. Если поместить в раствор соли два угольных электрода, то гальванометр не показывает наличие тока. Если же аккумулятор предварительно зарядить, то его можно использовать в качестве самостоятельного источника тока. Существуют различные типы аккумуляторов: кислотные и щелочные. В них заряды разделяются также в результате химических реакций.

Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных потребителей.

Аккумулятор (от лат. accumulator — собиратель) — устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования

Аккумулятор (от лат. accumulator — собиратель) — устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования.

Аккумулятор.

Назовите источники тока, обозначенные цифрами 1, 2, 3, 4, 5

Назовите источники тока, обозначенные
цифрами 1, 2, 3, 4, 5.

Источник тока Способ разделения зарядов

Способ разделения зарядов

Совершение механической работы

Производство промышленной эл. энерг.

Классификация источников тока

Герметичные малогабаритные аккумуляторы (ГМА)

Герметичные малогабаритные аккумуляторы (ГМА). ГМА используются для малогабаритных потребителей электрической энергии (телефонные радио-трубки, переносные радиоприемники, электронные часы, измерительные приборы, сотовые телефоны и др.).

Применение источников тока. Назовите приборы, изображённые на рисунках

Применение источников тока.

Назовите приборы, изображённые на рисунках.

Что называют электрическим током? (Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц

Что называют электрическим током?
(Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.)
2. Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться?
(Электрическое поле.)
3. Как можно создать электрическое поле?
(С помощью электризации.)
4. Можно ли искру, возникшую в электрофорной машине, назвать электрическим током?
(Да, так как имеет место кратковременное упорядоченное движение заряженных частиц?)

Закрепление материала. Вопросы:

Что является положительным и отрицательным полюсами источника тока? 6

5. Что является положительным и отрицательным полюсами источника тока?
6. Какие источники тока вы знаете?
7. Возникает ли электрический ток при заземлении заряженного металлического шарика?
8. Движутся ли заряженные частицы в проводнике, когда по нему идет ток?
9. Если вы возьмёте картофелину или яблоко и воткнёте в них медную и цинковую пластинки. Затем подсоедините к этим пластинкам 1,5-В лампочку. Что у вас получится?

Закрепление материала. Вопросы:

Для опыта тебе понадобится: Прочное бумажное полотенце; пищевая фольга; ножницы; медные монеты; поваренная соль; вода; два изолированных медных провода; маленькая лампочка (1,5

Для опыта тебе понадобится:
Прочное бумажное полотенце; пищевая фольга; ножницы; медные монеты; поваренная соль; вода; два изолированных медных провода; маленькая лампочка (1,5 В).

Твои действия:
Раствори в воде немного соли;
Нарежь аккуратно бумажное полотенце и фольгу на квадратики чуть крупнее монет;
Намочи бумажные квадратики в солёной воде;
Положи друг на друга стопкой: медную монету, кусочек фольги, снова монету, и так далее несколько раз. Сверху стопки должна быть бумага, внизу – монета.
Защищённый конец одного провода подсунь под стопку, второй конец присоедини к лампочке. Один конец второго провода положи на стопку сверху, второй тоже присоедини к лампочке. Что получилось?

Домашний проект. Сделай батарейку.

Использованные ресурсы и литература:

Использованные ресурсы и литература:

А.В.Пёрышкин. Физика 8. Дрофа, М., 2007г.
Томилин А.Н. Рассказы об электричестве.
http://ru.wikipedia.org
http:// www.disel.ru
http:// www.fizika.ru
http:// www.edu.doal.ru
http:// schools.mari-el.ru
http:// www.iro.yar.ru

Читайте так же:
Тепловые источники тока принцип действия

Домашнее задание:
§ 32, стр73-77, вопросы 1-8 (устно), Задание 1 (по желанию);
Домашний проект. Сделай батарейку (инструкция выдаётся каждому ученику).

Химический источник тока

Хими́ческий исто́чник то́ка (аббр. ХИТ) — источник ЭДС, в котором энергия протекающих в нём химических реакций непосредственно превращается в электрическую энергию.

Содержание

  • 1 История создания
  • 2 Принцип действия
  • 3 Классификация
  • 4 Некоторые виды химических источников тока
    • 4.1 Гальванические элементы
    • 4.2 Электрические аккумуляторы
    • 4.3 Топливные элементы
  • 5 Примечания
  • 6 Литература
  • 7 Ссылки

История создания [ править | править код ]

Первый химический источник тока был изобретён итальянским учёным Алессандро Вольта в 1800 году. Это был «элемент Вольта» — сосуд с серной кислотой с опущенными в него цинковой и медной пластинками, с проволочными токовыводами. Затем учёный собрал батарею из этих элементов, которая впоследствии была названа «вольтовым столбом». Это изобретение впоследствии использовали другие учёные в своих исследованиях. Так, например, в 1802 году русский академик В. В. Петров сконструировал вольтов столб из 2100 элементов для получения электрической дуги. В 1836 году английский химик Джон Даниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медный электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниеля».

В 1859 году французский физик Гастон Плантэ изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор, поместив скрученную в рулон тонкую свинцовую пластину в серную кислоту. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах.

В 1865 году французский химик Ж. Лекланше предложил свой гальванический элемент (элемент Лекланше), состоявший из цинкового стаканчика, заполненного водным раствором хлористого аммония или другой хлористой соли, в который был помещён агломерат из оксида марганца(IV) MnO2 в качестве деполяризатора с угольным токоотводом. Модификация этой конструкции используется до сих пор в солевых батарейках для различных бытовых устройств.

В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Хьюберт, иммигрант из России, создаёт первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia».

Самый старый, поныне работающий гальванический элемент — серебряно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 году. Подключенный к двум таким последовательно соединенным батареям звонок работает и по сей день в Кларендонской лаборатории Оксфорда [1] .

Принцип действия [ править | править код ]

Основу химических источников тока составляют два электрода (положительно заряженный катод, содержащий окислитель, и отрицательно заряженный анод, содержащий восстановитель) контактирующие с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов — электродвижущая сила, соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие химических источников тока основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно-разделённых процессов: на отрицательном аноде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи к положительному катоду, создавая разрядный ток, где они участвуют в реакции восстановления окислителя. Таким образом, поток отрицательно заряженных электронов по внешней цепи идет от анода к катоду, то есть от отрицательного электрода (отрицательного полюса химического источника тока) к положительному. Это соответствует протеканию электрического тока в направлении от положительного полюса к отрицательному, так как направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике.

В современных химических источниках тока используются:

  • в качестве восстановителя (материал анода) — свинец Pb, кадмий Cd, цинк Zn и другие металлы;
  • в качестве окислителя (материал катода) — оксид свинца(IV) PbO2, гидроксооксид никеля NiOOH, оксид марганца(IV) MnO2 и другие;
  • в качестве электролита — растворы щелочей, кислот или солей[2] .

Классификация [ править | править код ]

По возможности или невозможности повторного использования химические источники тока делятся на:

  • гальванические элементы (первичные ХИТ), которые из-за необратимости протекающих в них реакций невозможно перезарядить;
  • электрические аккумуляторы (вторичные ХИТ) — перезаряжаемые гальванические элементы, которые с помощью внешнего источника тока (зарядного устройства) можно перезарядить;
  • топливные элементы (электрохимические генераторы) — устройства, подобные гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне, а продукты реакций удаляются из него, что позволяет ему функционировать непрерывно, пока обеспечивается подача реагентов.

Следует заметить, что деление элементов на гальванические и аккумуляторы до некоторой степени условное, так как некоторые гальванические элементы, например щелочные батарейки, поддаются подзарядке, но эффективность этого процесса крайне низка.

Некоторые виды химических источников тока [ править | править код ]

Гальванические элементы [ править | править код ]

Гальванический элемент — химический источник электрического тока, названный в честь Луиджи Гальвани. Принцип действия гальванического элемента основан на взаимодействии двух металлов через электролит, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока.

См. также Категория: Гальванические элементы.

ТипКатодЭлектролитАнодНапряжение,
В
Литий-железо-дисульфидный элементFeS2Li1,50 — 3,50
Марганцево-цинковый элементMnO2KOHZn1,56
Марганцево-оловянный элементMnO2KOHSn1,65
Марганцево-магниевый элементMnO2MgBr2Mg2,00
Свинцово-цинковый элементPbO2H2SO4Zn2,55
Свинцово-кадмиевый элементPbO2H2SO4Cd2,42
Свинцово-хлорный элементPbO2HClO4Pb1,92
Ртутно-цинковый элементHgOKOHZn1,36
Ртутно-кадмиевый элементHgO2KOHCd1,92
Окисно-ртутно-оловянный элементHgO2KOHSn1,30
Хром-цинковый элементK2Cr2O7H2SO4Zn1,8 — 1,9

Электрические аккумуляторы [ править | править код ]

Электрический аккумулятор — химический источник тока многоразового действия (то есть в отличие от гальванического элемента химические реакции, непосредственно превращаемые в электрическую энергию, многократно обратимы). Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств.

Топливные элементы [ править | править код ]

Топливный элемент — электрохимическое устройство, подобное гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне — в отличие от ограниченного количества энергии, запасенного в гальваническом элементе или аккумуляторе.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector