Решение Экономического совета Содружества Независимых Государств от 11 марта 2005 г. "Об Основных направлениях и принципах взаимодей - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Законодательный акт «Об основных принципах сотрудничества государств-участников... 1 134.99kb.
Выписка из Положения о Восьмых открытых молодежных Дельфийских играх... 1 97.61kb.
Решение о проекте Соглашения об основных принципах сотрудничества... 1 80.19kb.
Рекомендации по проведению «Урока Содружества Независимых Государств»... 3 550.47kb.
Заключение группы наблюдателей Межпарламентской Ассамблеи государств... 1 246.57kb.
Административное соглашение 1 201.9kb.
Соглашение о сотрудничестве государств участников содружества 1 127.06kb.
Роль Межгосударственного экологического совета в развитии природоохранного... 1 74.74kb.
Между железнодорожными администрациями государств-участников содружества... 1 389.86kb.
Меморандум о взаимопонимании 1 71.74kb.
Рекомендации для международных наблюдателей содружества независимых... 8 1502.83kb.
Битва оловянных солдатиков 1 64.3kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Решение Экономического совета Содружества Независимых Государств от 11 марта 2005 - страница №1/1


Краткие материалы проекта. Страница всего

Состояние энергетики. Точка зрения авторов.


- Без еды можно прожить месяц.

- Можно - а смысл?

- А без смысла можно прожить всю жизнь.

1. Состояние энергетической науки в постсоветском пространстве.


Решение Экономического совета Содружества Независимых Государств от 11 марта 2005 г. "Об Основных направлениях и принципах взаимодействия государств - участников Содружества Независимых Государств в области обеспечения энергоэффективности и энергосбережения" констатирует : «В настоящее время уровень энергоемкости ВВП в государствах - участниках СНГ в 2-3 раза выше, чем в ведущих зарубежных странах
Решение совета СНГ предусматривает: «повышение эффективности работы генерирующих источников за счет изменения структуры генерирующих мощностей в сторону расширения внедрения парогазовых и газотурбинных технологий».
Кроме того, независимые эксперты из инновационного бюро "Эксперт", Москва, Март 2006г. (г. Москва, ул. Правды, д. 24. Тел: (495) 234 0492. E-mail: info@inno-expert.ru www.inno-expert.ru ) утверждают, что:

«Россия не может претендовать на звание «энергетическая сверхдержава», поскольку:

  • во-первых, не вводит генерирующие мощности темпами, соответствующими росту экономики;

  • во-вторых, утратила собственное конкурентоспособное энергомашиностроение;

  • в третьих, не способна обеспечить свой внутренний рынок энергоресурсами;

  • в четвертых, не способна на проведение эффективной энергосберегающей политики в промышленности и ЖКХ;

  • в пятых, потеряла свою школу, способную разрабатывать новые технологии в энергетической сфере и не готовит кадры мирового уровня».

Кроме того, «Расход условного топлива на производство одного кВтч электроэнергии в России больше, чем в других странах в 2.4 раза».
Совместное воздействие двух вскрытых факторов приводит к тому, что величина затрат на приобретение топлива, при выпуске продукции в России – до 7 раз больше, чем в среднем, в мире.

Недостаток планов правительства по устранению отставания в топливной эффективности экономики России том, что предлагается пройти путь, по которому убежали от нас развитые страны и достичь их сегодняшнего уровня, а это требует 50 лет работы и финансирования в 3 триллиона долларов.

Нужно внедрять прорывные технологии, иначе отставание по топливной эффективности энергетики сохранится навсегда!
Прорывные технологии есть и о них далее пойдёт речь.

Новые технологии, без существенных затрат бюджета, обеспечат за семь лет изменение ситуации с отставанием, с точностью до наоборот, в пользу России.

Речь пойдет о внедрении новой, энергетики окружающей среды (ЭОС), для которой теплоносителем является бесплатная и везде доступная теплота окружающего воздуха.

Авторами проекта разработаны два способа изотермического преобразования теплоты окружающего воздуха в другой вид энергии, у которой 100% эксергия (в механическую работу - heatmechanic и электрический ток - heatvoltaic).

Авторами разработан действующий макет изотермического преобразователя теплоты окружающего воздуха в электрический ток заданного направления - heatvoltaic (возможность heatmechanic показана только расчётным путём), но внедрение предлагается начать с преобразователя теплоты окружающего воздуха в механическую работу, с heatvoltaic.

Этому есть следующие причины:

1. Массовое изготовление микросхем heatvoltaic требует строительства до трёх заводов по производству микросхем с технологией 45 нм. Это затраты времени на строительство и затраты средств в объёме до 10 миллиардов долларов.

2. Производство heatmechanic можно быстро организовать на любом машиностроительном заводе, коих незагруженных, в России много.



2. Новые энергетические технологии.

Cогласно седьмому закону Мерфи, всякое решение плодит новые проблемы.

2.1. Найквистор. (Nyquistor) , (Heatvoltaic)


Известен постулат Ludwig Boltzmann / James Clerk Maxwell, (≈1860г.). Постулат снял существующее на то время противоречие между основами классической термодинамики и кинетической теории тепла. Согласно постулату, вечное движение существует (как утверждает молекулярно кинетическая теория газов и электродинамика), например, изотермическое движение электронов в электрических проводниках, но оно всегда хаотично и поэтому – де, не может быть использовано для совершения полезной работы.

Harry Nyquist (1928г,) определил, вычислил и измерил мощность хаотичного шумового теплового электрического тока во внешней цепи электрических проводников.

В соответствии с формулой Найквиста [2], мощность электрического тока теплового напряжения шума, в условиях согласования сопротивления источника шума и сопротивления нагрузки, определяется формулой [1]:

Р = k*T* dF* N, где (1)

k – постоянная Больцмана, k = 1.38*10-23 J/oK;

T – температура шумящего проводника, в oK (комнатная температура равна 300оК);

dF – полоса частот шумящего тока, в Gz (изделия интегральной техники шумят в полосе до 30GGz (30*109Gz));

N – коэффициент шума проводника. N > 1.0. Чем больше склонность электронов группироваться в данном проводнике, при своих случайных блужданиях, тем выше коэффициент шума. На начальном этапе отработки технологии производства полупроводниковых приборов, было N = 300 и только последнее время, современная малошумящая технология уменьшила N до N < 1.5 .

В расчётах мощности шума вполне можно применять некое среднее значение, Nср, например, Nср=100.

В формуле (1) нет переменных, связанных с габаритами шумящих проводников. Только косвенно габариты проводника влияют на мощность его шума. При уменьшении габаритов шумящих проводников уменьшается индуктивность проводника и уменьшается его паразитная ёмкость. Оба следствия уменьшения габаритов приводят к увеличению полосы частот шумового тока и, как следствие, к увеличению мощности шумового тока во внешней цепи шумящего проводника. Следовательно, для увеличения мощности шума выгодно применять микроминиатюризацию.

Подставив типовые значения параметров в формулу (1) можно получить оценку значения мощности шума единичного шумящего элемента, Ред:

Ред = k*T* dF* N = 1.38*10-23*300*30*109*100 = 12*10 – 9W. (2)

Величина сопротивления резисторов потерь (например, серийно выпускаемого варикапа КВ109, в параллельной схеме замещения), ориентировочно, не более Rш=10.kΩ.

Тогда, учитывая (2), можно рассчитать ЭДС шумящего проводника, с величиной сопротивления 10kΩ, как оценку сверху:

ЭДС шума = (Р шума единичного * Rш)0.5 = (12.* 10 – 9* 10*103)0.5 = 11*10-3 V. (3)

Известны сложности, связанные с выпрямлением столь малых переменных напряжений.

Ни один из известных элементов с дифференциальной проводимостью не обладает должной нелинейностью при напряжениях, соизмеримых с тысячными долями вольта.

Авторы статьи обратили внимание на дифференциальную емкость (рисунок 3).

Графики рисунка показывают, что, например, синусоидальная волна ЭДС шумового сигнала, размахом а-d, на частоте, при которой проводимость емкости соизмерима с проводимостью шумящего резистора, искажается, потому, что положительная полуволна шунтируется маленькой емкостью, а отрицательная полуволна – шунтируется большой ёмкостью. При этом искажении формы входного синусоидального сигнала, на параллельно включенных: шумящем сопротивлении и конденсаторе с дифференциальной ёмкостью, выделяется постоянная составляющая тока.

Так происходит выпрямление переменных шумовых ЭДС, маленьких по амплитуде.

На рисунке 4 приведена фотография платы флэш памяти ёмкостью 2GB.

Рисунок 4.

Микросхема с нанесённой на ней маркировкой 2GB, имеет площадь 2.3 квадратных сантиметра и содержит элементов, не менее, Чэл=64 миллиардов независимых шумовых источников и выпрямителей. Если свойства этих элементов оптимизировать и элементы соединить нужным образом, то выходная мощность микросхемы (найквистора), Рмс, имеющей габариты ЧИПа – будет равна: Рмс = Чэл * Ред =

64*109 * 12*10 – 9 = 768. W. (4)
Тепловую мощность 768 W нельзя передать в микросхему с разумным температурным напором, например, с перепадом температур менее 30 градусов. Достигнутая теплопроводность корпусов микросхем обеспечивает теплообмен с температурным перепадом в 30 градусов при тепловой мощности не более 100 Вт. Это значит, что найквисторы, с выходной мощностью 100 Вт на корпус, могли бы уже изготавливать 5 лет назад, когда была освоена технология 100нМ.

Уже тогда, от платы с найквисторами, имеющей площадь один метр квадратный, можно было ожидать не менее 500 кВт постоянного тока.

У таких микросхем – найквисторов и плат с найквисторами – широкая дорога к применению.

Известны попытки применения комбинированных схем силовых установок автомобилей. На рисунке 5 представлен автомобиль Lightning GT, у которого силовая установка представляет собой двигатель внутреннего сгорания с электрическим генератором, который заряжает аккумулятор. В ступицах колёс размещены электродвигатели постоянного тока (4*120kW), которые разгоняют автомобиль до 100км/час (60mph) за 5 сек (s). Если заменить силовую установку на тепловую панель из найквисторов, то не потребуется аккумулятор и двигатель, масса автомобиля упадёт и он будет разгоняться быстрее.



Рисунок 5.


Рисунок 6.

Большое распространение получит автономный агрегат жизнеобеспечения многоквартирных домов, посёлков, фермерских хозяйств и коттеджей электроэнергией, отоплением, пресной и горячей водой. Шкаф, объёмом в 0.25 м3, в объёме сегодняшней трубы печного отопления (см. рис.6.), может вместить источник электрического тока, мощностью 100 kW. Этого даже в условиях Сибири хватит на отопление и освещение коттеджа, площадью до 500 квадратных метров.



Рисунок 7.

На рисунке 7 приведен вид аккумуляторов портативных устройств и возможная им замена, в виде найквистора. Возможный вид корпусной микросхемы - найквистора приведен на фотографии, выше скрепки для бумаг. Найквистор в состоянии питать электроэнергией устройство до окончания его службы без замены и подзарядки источника питания.



Выводы:

- Технология интегрального производства микросхем уже более 5 лет, как готова для производства найквисторов.

- Удельная стоимость найквисторов не будет превышать $30/kW.

- С платы площадью 1.0 м2, на которой размещены найквисторы, теоретически можно снять много, но из-за ограничений по теплопроводности элементов микросхемы - можно снять не более 500 kW тока, но и это в 600 раз больше потенциальной возможности солнечных фотобатарей.

- Начинать с внедрения новой энергетики ЭОС через массовое применение heatvoltaic – не целесообразно с точки зрения маркетинга. Единожды созданные преобразователи могут иметь срок службы, ограничиваемый только вентилятором. Тогда как преобразователи heatmechanic могут иметь ограниченный ресурс и требовать замены через 3 – 5 лет. Это обеспечит регулярную загрузку заводов по производству агрегатов на плановую замену работающих и на покрытие расширения потребления энергии.

2.2. Изотермический преобразователь теплоты в работу (Heatmechanic).




      1. Причины, по которым к разработке изотермических преобразователей (вечных двигателей второго рода – ВД2) не приступали раньше.

Специалистам известно что Клаузиус доказал невозможность построения ВД2 из обратимых машин, то в условиях идеального газа (критические параметры газов ещё не были сформулированы и обнаружены).

Необратимость цикла, как правило, приписывалась наличию потерь, но не особым параметрам термодинамического цикла (тем свойствам цикла, при которых не восстанавливается теплота, даже без учёта потерь).

Исследование свойств газа в околокритических областях значений параметров могло бы натолкнуть на создание необратимых машин, но задача такая не ставилась – предполагалось, что обратимый цикл Карно – самый лучший из циклов, а если уж из него не удаётся создать изотермический преобразователь, то нельзя ни из чего другого! Про гравитационную термодинамику К.Э.Циолковского (6) некто из термодинамистов до сих пор не знает. Область принципиально необратимых циклов создана исследованиями для сверхкритических параметров котлов только в 60-х годах прошлого века, а гравитационную термодинамику никто не разрабатывает до сих пор. Потому и мало исследований по теме «необратимые циклы».

Могли бы заинтересовать конструкторов тепловых машин свойства газа в ближней сверхкритической области, ранее, до получения действующего макета прототипа (изотермического преобразователя теплоты в электрический ток)? Нет, ибо один из постулатов термодинамики говорит о инвариантности КПД тепловой машины от вида и свойств рабочего тела. В этот постулат большинство академиков РАН веруют и сегодня. А если от рабочего тела ничего не зависит, то зачем разбираться в теплофизических сложностях газа в ближней сверхкритической области!? Вот и не разбираются.

Но, если присмотреться к этой области параметров внимательно, то обнаружатся чудеса (см. таблицу 1) В таблице 1 приведены значения произведения П = Р*V для разных температур и давлений реального газа..

Всем известно, что идеальный газ увеличивает свой объём, при постоянном давлении, пропорционально увеличению температуры газа. Если рассмотреть любую строку таблицы – то все значения в ней соответствуют одному давлению. Если произведение, П, изменилось от температуры быстрее, чем изменилась температура, то это сулит выгоду.

Например, выгода может быть в том, что при переносе теплоты с нижней температуры на верхнюю, можно будет ожидать от теплового насоса большей эффективности, ибо теплоту нужно выносить всего на 60 градусов вверх (а не на 623 градуса, как для идеального газа).

Таблица 1.

ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА, (Варгафтик, стр. 167. Ркр = 73.82; Ткр = 304.19'K (31оС)).

Например, если работает тепловая машина с внешним подводом теплоты и рабочее тело в изохорном режиме нагревается для увеличения давления в 3.00 раза (от давления в 100 бар при 40оС до давления 300 бар), то в режиме идеального газа нужно было бы поднять температуру рабочего тела в 3 раза от начальной (273+40=313), т.е. до температуры Т НАГР =313*3 = 939-273 = 666оС.

В области не идеальных газов, в тех же условиях повышения давления – в 3 раза (табл. 1.) нужно нагреть рабочее тело от 40оС до 102оС, чтобы произведение П=Р*V стало 0.309 * 3 = 0.927. В ячейке таблицы 100 градусов и 300 бар вписано число 0.89 и экстраполяция по интервалу предыдущих 20 градусов нагрева, даёт скорость прироста «П» – в 0.01/град, или добавку в 2 градуса.
Следуя обратной формуле Карно можно оценить эффективность теплового насоса, который поднимет теплоту из отработавшего тела при температуре 313оК к температуре подвода теплоты, 939оК. У такого теплового насоса термодинамисты не ожидают эффективность, ηид_газ , более:

ηид_газ = 313 / (939-313) = 0.5. (5)

Запомним эту цифру (0.5), чтобы сравнить с тепловым насосом для таблицы 1.


Для реального газа (таблица 1), между температурами, где давление изменяется так-же как и для идеального (в 3 раза), но при меньшем нагреве – всего от 40оК до 104оС можно сделать тепловой насос, у которого эффективность, ηреальн_газ , не менее:

ηреальн_газ = 313/ (102-40) = 5.04. (6)
Эффективность теплового насоса для предложенного варианта параметров выше, в

К выигрыш = 5.04 / 0.5 = 10.09 раз. (7)

Когда таким насосом станут убирать бросовую теплоту из-под рабочего тела, на привод теплового насоса будет отвлекаться в 10.09 меньше механической работы и значит, часть выходной работы двигателя может быть использована в интересах внешнего пользователя!

Нужно, конечно, ещё и теплоту смотреть, но, в указанных границах параметров можно найти такое сочетание параметров, что при сжатии рабочее тело охлаждается, а теплоёмкость сжатого тела, при совпадающей температуре с отработавшим телом – выше у сжатого. Это соотношение6 теплоёмкостей обеспечивает перетекание теплоты в регенераторе теплоты (см. двигатель Стирлинга) из отработавшего тела в сжатое без затрат внешней работы.

Тепловой насос нужен только для удаления бросовой теплоты потерь на тепловом напоре теплообменников.
Кроме того, каждый термодинамический цикл имеет процедуру расширения.

Если расширяется газ, то работа расширения определяется изменением объёма в процессе. При изотермическом расширении идеального газа его объём увеличивается пропорционально уменьшения давления. При изотермическом расширении от 300 до 100 бар (таблица 1), например, при температуре 100оС, реальный газ расширяется, но произведение Р*V увеличивается за счёт дополнительного увеличения объёма.

1.030 / 0.89 = 1.15 раз.

Значит, работа изотермического расширения реального газа может быть больше, чем работа изотермического расширения идеального газа, в частности, при выбранных параметрах – в 1.15 раз.

При изотермическом расширении, при 100оС от 1000 бар до 200 бар, работа расширения реального газа более, чем в 2.4 раза больше работы идеального газа:

1.999 / 0.815 = 2.45 раз !!! а это значит, что КПД двигателя может быть выше в 2.4 раза, чем для идеального газа!?


Экспертам могут быть представлены скрупулёзные расчёты термодинамических циклов.

На рисунке 8 приведена структурная схема агрегата ЭОС и отображены типовые результаты расчётов потоков энергии, газа и распределение температур по участкам схемы.


Рабочее тело агрегата ЭОС одноатомный инертный газ неон. Выбрана форма диаграммы цикла - треугольная. Цикл состоит, последовательно: из этапа 1. - изотермического сжатия (при температуре окончания расширения), из этапа 2. - нагрева сжатого тела, этапа 3 - расширения рабочего тела при постоянном давлении и с таким коэффициентом расширения, что конечная температура и давление расширения равны температуре подвода теплоты и рабочему давлению тепловой машины. Четвёртый этап цикла - адиабатическое расширение с таким коэффициентом расширения, что конечная температура и давление расширения равны температуре и давлению в накопителе-холодильнике тепловой машины. Рабочее тело ограничено по объёму и из цикла не выводится. Треугольная форма цикла замечательна тем, что нагрев изотермически сжатого рабочего тела, от температуры окончания адиабатического расширения (температуры изотермического сжатия) до температуры подвода теплоты, производится при переменной (возрастающей) температуре.

Нагрев при переменной температуре позволяет организовать два этапа нагрева.

Сначала рабочее тело нагревается горячим радиатором теплового насоса (от 55оК до температуры 68оК). Тепловой насос выносит бросовую теплоту из рабочего тела (теплоту, полученную при сжатии рабочего тела) к температуре горячего радиатора. Потом нагрев рабочего тела осуществляется от внешнего источника теплоты, у которого температура более, чем температура подвода теплоты, Тподв= 80оК.. В частности, из 63.2+59.2=122.4kW тепловой мощности подводимой теплоты, только 78.2-6.8-12.2 = 59.2 kW тепловой мощности требуется от внешнего источника, имеющего температуру выше 80оК. Горячий радиатор теплового насоса, высвободившуюся теплоту при сжатии, теплоту, равную затратам механической работы при сжатии и затратам на привод теплового насоса (в количестве тепловой мощности 63.2 kW), переносит к температуре горячего радиатора (68оК).

Рисунок 8.



Рабочим детандером преобразователя может быть турбина. Она своеобразна, ибо плотность рабочего тела очень высока, а степень расширения мала. Перепад давлений 3.5 МПа (6.0-2.5=3.5МПа).

Рабочим детандером может быть и поршневая машина.

Поршневые машины может выпускать любой машиностроительный завод.

В условиях, когда самая высокая температура в агрегате ЭОС – температура окружающего воздуха – реально все детали поршневого преобразователя теплоты в работу изготавливать из пластмассы методом прессования.

Газовая турбина тоже может быть выходным элементом преобразователя ЭОС. Она имеет на валу мощность 78.2 kW и включает в себя активную и реактивную части. За вычетом внутренних нужд преобразователя (наибольшую мощность отвлекает питательный насос – 6.8 kW, компрессор теплового насоса – 12.2 kW) турбина передаёт внешнему пользователю мощность, в количестве 59.2 kW, ровно столько, сколько в цикл вводится теплоты от внешнего источника теплоты.

Расчёт эффективности преобразователя ЭОС выполнен по стандартной методике, с использованием исходных данных в виде энтропии, удельного объёма вещества рабочего тела [5]. В результате расчёта получены промежуточные данные, а именно:

В выбранном диапазоне температур тепловая машина с внешним подводом теплоты передаёт энергию внешнему пользователю и приводит в действие агрегаты преобразователя, в том числе, питательный насос и тепловой насос. Тепловой насос бросовую теплоту двигателя спасает от выбрасывания из цикла и перемещает её для нагрева рабочего тела.



При этом, для сравнения (в качестве ориентиров) эффективность теплового насоса и КПД двигателя оценены, соответственно, обратной и прямой формуле Карно, а сравниваются со значениями эффективности теплового насоса и с КПД двигателя, полученными на основании термодинамических расчётов конкретных и разных циклов – теплового насоса и двигателя.
Относительно теплового насоса следует отметить следующее:

  • Если бы двигатель был с циклом Карно, то бросовую теплоту, сопрягая машины по Клаузиусу, нужно было бы выносить к температуре подвода теплоты (80оК) и в соответствии с обратной формулой Карно, эффективность теплового насоса не могла бы быть выше ηмин =2.46.

  • Если двигатель имеет треугольную форму графика термодинамического цикла, то эффективность сопряжённого с ним теплового насоса (сопряжённого лучше, чем по Клаузиусу), с оценкой по обратной формуле Карно, не может быть выше ηмин =4.4, ибо горячий радиатор может выносить теплоту всего к 68оК, а не к 80оК.

  • Реальный холодильный коэффициент (ηмин), рассчитанный для конкретного применения, получается не менее ηмин = 8.17. Это значение в 3.32 раза выше, чем по оценке через обратную формулу Карно и с рекомендациями по сопряжению от Клаузиуса.

  • А теперь самое интересное. Если цикл теплового насоса запустить в обратную сторону, в режим двигателя, то КПД цикла двигателя проигрывает оценке КПД по формуле Карно, как 8.1% к 18.5%.

Вывод: термодинамический цикл теплового насоса получился сугубо специальным, но не обратимым циклом!
Относительно термодинамического цикла двигателя следует отметить следующее:

  • КПД цикла в режиме двигателя, полученный расчётом по термодинамическому методу, выигрывает у значения КПД, полученного оценкой по формуле Карно, как 58.3% к 28.8%.

  • Холодильный коэффициент того-же цикла, запущенного в обратную сторону нет возможности сравнить с оценкой холодильного коэффициента по обратной формуле Карно (ηКарно =2.46), в связи с тем, что он оказался отрицательным (ηобр = минус 1.0).

Вывод: термодинамический цикл сопряжённого с тепловым насосом двигателя получился сугубо специальным, но не обратимым циклом!
Выводы:

  • Заподозрить методику расчётов в подтасовке трудно – во-первых – она стандартная,

во-вторых, для расчёта как цикла двигателя, так и цикла теплового насоса использовалась одна и та же методика. Если бы она была не верной, то работала бы или в сторону завышения параметров двигателя, либо в сторону завышения параметров теплового насоса.

В данном случае результаты совпали: найдены не обратимые циклы!

  • При использовании специальных термодинамических циклов сопряжённых тепловых машин – теплового двигателя с внешним подводом теплоты и теплового насоса – возможно создание изотермических преобразователей теплоты окружающей среды в механическую работу. Коэффициентом годности цикла (добротность), как отношение выходной мощности для внешнего пользователя к полной мощности турбины, ŋ = 59.2 / 78.2 = 75.7%.

  • Расчётным путём можно показать, что удельная масса изотермических преобразователей может быть меньше 0.68 kg / kW, а удельная стоимость – не более $50 / kW.

  • Серийное производство изотермических тепломеханических преобразователей можно наладить за 3 года.

  • Ожидаемая ежегодная чистая прибыль, при внедрении только по России, может составить до 4 триллионов рублей, а это только 3% мирового рынка таких агрегатов.

  • Самолёт Боинг747-100, двигатели которого переоборудованы под питание от термоэлектрических преобразователей, будет поднимать не 30 тонн полезного груза, как сегодня, а 150 тонн (он не будет нести на себе 180 тонн топлива). Тяга двигателя увеличится на 7%. Дальность полёта самолёта и время нахождения в воздухе не будет ограничена. Самолёт будет экономить 50 тысяч долларов, которые сегодня приходится тратить на топливо, на каждые 12 тыс. км полёта.

Себестоимость перевозок авиатранспортом сократится в 20 раз.

  • Рукотворный действующий макет изотермического преобразователя теплоты окружающей среды в постоянный электрический ток показывает, что природа оставила человечеству возможность создания изотермических преобразователей. Природа оставила возможность использовать вечный, бесплатный и везде доступный теплоноситель – теплоту окружающей среды, для получения механической работы и электрической энергии, в нужных цивилизации объёмах.


Библиография.

1. http://www.willwilkinson.net/flybottle/category/economic-growth/



2. С.И.Баскаков, «Радиотехнические цепи и сигналы», М, Высшая школа, 1988г., стр. 257.

3. Сади Карно, "Размышления о движущей силе огня и о машинах способных развивать эту силу", Сборник работ "Второе начало термодинамики" ГТТИ, Москва-Ленинград, 1934.

4. Справочник химика, том первый, второе издание, Издательство «Химия» Москва, 1966г. Ленинград, редакционная коллегия под председательством Б.П.Никольского.

5. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей, издание второе, «Наука», Москва, 1972г

6. «Журнал русской физической мысли», 1991, № 1, стр.22-39. (Циолковский К.Э., "Второе начало термодинамики", Калуга, Типография С.А.Семенова, 1914)

Виноградов Ю.Е. Виноградов Е.Ю.

Адрес авторов.

129085, Москва, пр.Мира 91, корп. 3, кв. 433, Виноградову Юрию Евгеньевичу.

тел./факс 7-(495)-687-10-56; тел. сот. 8-916-080-6304; E_mail://vetto@nm.ru

SKYPE:// Vinogradovge , http://news.rosprom.org/news.php?id=5617

О представителе авторов: http://zhurnal.lib.ru/w/winogradow_j_e/
P.S.

Почему-то, наибольшие возражения у экспертов вызывает необходимость проверки расчётов термодинамических циклов.

Большинство экспертов норовят применить свои знания второго начала термодинамики, забывая, что ещё К.Э.Циолковский показал расчётным путём условия, при которых, без затрат внешней работы, теплота от холодного тела может передаваться горячему. Обвинив автора в неуважении к основному закону (эксперты основным законом считают второе начало термодинамики и допускают его расширенное применение, без учета экспериментальных данных по гравитационной термодинамики К.Э.Циолковского) - большинство экспертов отказываются рассматривать расчёты необратимых циклов.

В основу доказательства своей правоты они приводят свои регалии и регалии тех, кто тоже проявил нежелания смотреть расчёты необратимых циклов. Но, то что простительно Клаузиусу с его набором сведений 170 лет назад, то не простительно нашему современнику. Да, Клаузиус, показал математически строго, что из обратимых машин нельзя сделать изотермического преобразователя теплоты в работу. Однако, для необратимых машин нет подобного доказательства! При Клаузиусе не было необратимых термодинамических циклов, которые бы обыгрывали цикл Карно.

Обратимость – это один из критериев, которые могут предъявляться к термодинамическим циклам и машинам, наряду с такими, как КПД, холодильный коэффициент, удельная стоимость, удельная масса, время бесперебойной работы, период между капитальными ремонтами, стоимость обслуживания и т.д.

Кстати, обратимость – самый ненужный критерий. Никто из заказчиков не требует максимальной невозмутимости теплоты источника энергии, скорее – наоборот – максимально отобрать теплоту и преобразовать!

В пояснении мысли о ненужности критерия обратимости.

Нынче модно устраивать конкурс красоты и можно на примере устройства конкурса «Мисс домохозяйка и жена» - показать роль критерия при отборе проектов и претендентов на конкурс.

В зависимости от критерия, наложенного членами жюри конкурса – можно установить предварительный отбор претенденток и получить некие результаты. Например, женщин можно предварительно отсеять, если они не подходит по следующим критериям:

- по творческим способностям;

- по размеру бюста;

- по объёму талии;

- по объёму бёдер;

- по соотношению объёма груди, талии и бёдер;

- по длине ногтей на пальцах рук.
Представьте, что жюри отсеяло всех женщин, у которых ногти на пальцах рук короче, чем 2 метра. Стоит ли удивляться, что победительницу такого конкурса «Мисс хозяйка и жена» никто в хозяйки и жены не хочет брать?

Клаузиус отсеял на входе в исследование возможности создания изотермических преобразователей, все циклы кроме обратимых. В своём исследовании Клаузиус показал, что из того, что он отобрал (а отобрал он обратимые циклы) – изотермического преобразователя не сделать (никто не хочет брать то, что получилось на выходе конкурса им.Клаузиуса)!

Клаузиуса понять можно – при нём эффективных необратимых циклов никто не создал, а что с оценкой значимости конкурсоа «Мисс хозяйка и жена»?

Относительно применения других критериев, на входе в конкурс «мисс хозяйка и жена», можно сказать следующее - выбрав один критерий фильтрации на входе в конкурс - не возможны попытки установить корреляцию любого другого критерия для отбора женщин на конкурс «Мисс хозяйка и жена» с требованиями привычных понятий «хозяйка и жена».


Также как Клаузиусом – про другие циклы и требованиями к изотермическому преобразователю. В термодинамике, исследовав возможности обратимых циклов в деле создания изотермических преобразователей – исследователи успокоились и спят спокойно уже 170 лет.

На самом деле, цикл Карно идеальный по критерию обратимости.


Почему не исследовались и не исследуются не обратимые циклы?

Странная она наука – термодинамика. Она возникла после того, как появились паровые машины – термодинамические машины. В начале термодинамика плелась в хвосте у конструкторов – самоучек. Вот и перспективный двигатель сделал пастор Стирлинг. Однако идея регенерации теплоты не была подхвачена и не была развита до утилизации всей бросовой теплоты от тепловой машины.

Доказательство невозможности достижения КПД = 100% тоже пришло из практики создания реальных машин. Проигрыш реальных машин оценкам по формуле Карно укреплял позиции «теоретиков» до такой степени, что они стали скептически относиться к умственным способностям тех, кто стремился поднять КПД выше.

Не термодинамист, а физик, П.Л.Капица создал тепловой насос (в рамках конструирования турбодетандерного разделителя воздуха), у которого холодильный коэффициент, вместе со всеми реальными потерями, оказался в 1.2 раза выше того, что можно было ожидать по обратной формуле Карно. Для термодинамистов этот факт до сих пор не известен!

Объяснить перенесение выводов Клаузиуса на другие типы машин можно тем, что:

- необратимых циклов долго не было известно тогда, когда захотелось охватить необъятное и что-нибудь, ради своей значимости, «расширить и углубить», «сработать» на перспективу и показать, что философский метод индукции исследователям не чужд;

- только с появлением гравитационной термодинамики (1914 год К.Э.Циолковский) и после исследования свойств вещества в околокритическом состоянии (1967г. Каширская ГРЭС, СКР -100-300)– создались предпосылки для построения не обратимых тепловых машин, но было поздно – индукция сработала и дала плоды, а именно: академики РАН очередной постулат впитали с молоком кормилицы (средней школы) – постулат о том, что цикл Карно самый лучший (не уточняя по какому критерию);

- анализ необратимых машин сложен (требуется учитывать особые свойства вещества рабочего тела, конструкцию тепловых машин, создать теплообменники с малым температурным напором) – потому, про необратимые машины рассуждать не принято у тех, кто не умеет работать творчески.

Однако, незаслуженный апломб от того, что другие люди - конструкторы и производственники обеспечили дома Россиян (в большинстве случаев) – электроэнергий привел к тому, что термодинамисты РАН (с их постулатом о том, что тепловые машины, работающие по обратимому циклу – выдающиеся) – стали запрещать инвесторам выделять средства на работу с необратимыми
Вопрос: «Женщины с длинными ногтями – выдающиеся и потому нет надобности искать другие прелести у других женщин?».

Нормальные люди, в отличие от экспертов и академиков из РАН и РЕАН, помнят, что обратимые машины выдающиеся, но только в плане критерия на «обратимость»!!? Так же помнят, что женщины с длинными ногтями – выдающиеся, но только по длине ногтей!

Что это за критерий «по обратимости»?

Это когда тепловая машина работает по одному и тому же термодинамическому циклу как в режиме двигателя, так и в режиме теплового насоса, но на привод теплового насоса (в случае создания изотермического преобразователя) используется механическая работа, полученная и запасённая в режиме двигателя. Лучшим циклом является тот, который восстановил исходное количество теплоты, работая в обратном цикле – цикле холодильника.

Оказалось, что только цикл Карно лучший по обратимости, но….. Он работает плохо в режиме двигателя, он плохо работает в режиме теплового насоса. Однако, механической работы, запасённой во время работы в режиме двигателя, хватает, чтобы восстановить количество теплоты на входе двигателя, из бросовой теплоты отработавшего тела двигателя при помощи теплового насоса, который приводится в действие запасённой механической работой в режиме двигателя.

Термодинамист в России затрудняется ответить на вопрос (очевидно, допускает, что вопрос с подвохом): «Зачем природа сделала два типа обмена веществ (для растений и животных), зачем в мире много специальных видов растений и животных, зачем мужское и женское начало разнесено в два специальных организма?»

Нормальный человек скажет, что это так и должно быть, ибо специальное всегда эффективнее универсального.

С точки зрения термодинамистов, создание специальных организмов – это ошибка природы? Логичнее предположить, что термодинамист – это ошибка природы, а циклы нужно применять разные и специальные, но не один, даже если это цикл Карно!

Нужно применять один-специальный, который имеет наибольший КПД – для двигателя.

Нужно применять другой-специальный, который имеет наибольший холодильный коэффициент – для теплового насоса.
Никто при проектировании тепловых машин не ставит задачи сохранения теплоты. Почему же тогда критерий к машине выбирается: «обратимость», т.е. - невозмущение теплоты источника теплоты?

Известны термодинамические циклы, которые лучше цикла Карно, но по другому критерию, например, регенеративный термодинамический цикл Ренуара лучше цикла Карно по КПД! Что для экономики полезнее, мифическая обратимость, или КПД?

Логично предположить, что для пользователя важнее КПД.

Россия тратит в 2.4 раза больше топлива на выработку одного кВтч электроэнергии, по отношению к развитым странам, потому, что академики РАН и РЕАН веруют в обратимость и молятся на цикл Карно, а в зарубежных странах добиваются высоких значений КПД любым доступным циклом.

Обратимость зарубежным академикам и конструкторам тепловых машин, экономистам (в из зарубежных школах) - на дом не задавали – у них же (за рубежом) плохое и не фундаментальное образование!? А у нас - фундаментальное!

Какое образование лучше для экономики и топливной эффективности?










Острить и занимать деньги нужно внезапно. Видоизмененный Генрих Гейне
ещё >>