Issiqlik olish usullari va sanoatda issiqlik energiyasi

Issiqlik olish usullari va sanoatda issiqlik energiyasi

Issiqlik energiyasi - bu borliqni tashkil etuvchi atomlar, molekulalar yoki boshqa zarralar harakati bilan bog'liq energiya shakli. Aslida, issiqlik energiyasi - bu moddaning strukturaviy elementlarining (atomlar, molekulalar yoki zaryadlangan zarralar) mexanik tebranishlarining energiyasi. Jismning issiqlik energiyasi ichki energiya deb ham ataladi.
Issiqlik energiyasi kimyoviy reaktsiyalar (yonish), yadroviy reaktsiyalar (yadro sintezi), mexanik o'zaro ta'sirlar (ishqalanish) tufayli chiqarilishi mumkin. Issiqlik jismlar o'rtasida o'tkazuvchanlik, konveksiya yoki nurlanish orqali o'tkazilishi mumkin.
Yonish - bu yonuvchan aralashmaning tarkibiy qismlarini issiqlik nurlanishi, yorug'lik va nurlanish energiyasini chiqarish bilan yonish mahsulotlariga aylantirishning murakkab fizik-kimyoviy jarayoni. Taxminan, yonish tabiatini kuchli oksidlanish deb ta'riflash mumkin.
Yadro reaktsiyasi - atom yadrolarining elementar zarralar, gamma kvantlar va bir-biri bilan o'zaro ta'sirida sodir bo'ladigan, odatda juda katta miqdordagi energiya ajralib chiqishiga olib keladigan o'zgarish jarayoni.
Ishqalanish - qattiq jismlarning nisbiy harakati (o'zgarishi) paytida yoki qattiq jismning suyuq yoki gazsimon muhitdagi harakati paytidagi o'zaro ta'sir qilish jarayoni. Boshqacha qilib aytganda, u ishqalanish shovqini (inglizcha friction) deb ataladi. Ishqalanish jarayonlari fizikaning ishqalanish oʻzaro taʻsir mexanikasi yoki tribologiya boʻlimi tomonidan oʻrganiladi.
Fizikada issiqlik uzatish - bu issiqlik energiyasini to'g'ridan-to'g'ri (aloqada) yoki ba'zi materiallardan ajratuvchi (tana yoki vosita) bo'linmasi orqali issiqroq jismdan sovuqroqqa o'tkazish jarayoni. Bir tizimning jismoniy jismlari har xil haroratda bo'lsa, u holda termodinamik muvozanatga erishilgunga qadar issiqlik energiyasi yoki issiqlik almashinuvi bir jismdan ikkinchisiga o'tadi. O'z-o'zidan issiqlik almashinuvi har doim issiqroq jismdan sovuqroq jismga sodir bo'ladi, bu termodinamikaning ikkinchi qonunining natijasidir (ammo sovutgich kabi yordamchi qurilmalar yordamida sovuq jismdan issiqlikni uzatish mumkin). Issiqlik uzatishni to'xtatib bo'lmaydi, faqat sekinlashishi mumkin
Umuman olganda, issiqlik uzatishning uchta oddiy (elementar) turi mavjud:
Issiqlik o'tkazuvchanligi
Konvektsiya
termal nurlanish
Bundan tashqari, elementar turlarning kombinatsiyasi bo'lgan turli xil murakkab issiqlik uzatish turlari mavjud. Ulardan asosiylari:
issiqlik uzatish (suyuqlik yoki gaz oqimlari va qattiq jismning yuzasi o'rtasidagi konvektiv issiqlik almashinuvi);
issiqlik uzatish (issiqlikni issiq suyuqlikdan sovuqqa, ularni ajratib turadigan devor orqali o'tkazish);
konvektiv-radiatsion issiqlik uzatish (nurlanish va konveksiya orqali qo'shma issiqlik uzatish).
Elektr energiyasi - ulgurji bozor ishtirokchilari (energiya sotuvchi kompaniyalar va yirik ulgurji iste'molchilar) ishlab chiqaruvchi kompaniyalardan va chakana bozorda elektr energiyasi iste'molchilari energiya sotuvchi kompaniyalardan sotib olinadigan tovar. Elektr energiyasining narxi iste'mol qilingan kilovatt-soat uchun so'm va tiyinlarda (tiyin/kVt/soat, so’m /kVt) yoki ming kilovatt-soat uchun so'm da (so'm /ming kVt/soat) ko'rsatilgan. Oxirgi narx ifodasi odatda ulgurji bozorda qo'llaniladi.
Elektr energiyasini ishlab chiqarishning asosiy usullari:
1. Issiqlik elektr stansiyalari. Issiqlik elektr stantsiyasi (IES), qazib olinadigan yoqilg'ilarni yoqish paytida ajralib chiqadigan issiqlik energiyasini konvertatsiya qilish natijasida elektr energiyasini ishlab chiqaradigan elektr stantsiyasi. Issiqlik elektr stansiyalarida yoqilg'ining kimyoviy energiyasi avval mexanik, keyin esa elektr energiyasiga aylanadi.

2. Gidroelektrostansiyalar. GES , GES (GES), suv oqimining energiyasi elektr energiyasiga aylanadigan inshootlar va uskunalar majmuasi. Gidroelektrostantsiya suv oqimining zarur kontsentratsiyasini va bosim va energiyani yaratishni ta'minlaydigan bir qator gidrotexnik inshootlardan iborat. bosim ostida harakatlanadigan suv energiyasini mexanik aylanish energiyasiga aylantiradigan, bu esa o'z navbatida elektr energiyasiga aylanadigan uskunalar.

3. Atom elektr stansiyalari. Atom elektr stantsiyasi (AES) - atom (yadro) energiyasi elektr energiyasiga aylantiriladigan elektr stantsiyasi. Atom elektr stansiyasidagi energiya generatori yadro reaktoridir. Ba'zi og'ir elementlarning yadroviy bo'linishining zanjirli reaktsiyasi natijasida reaktorda ajralib chiqadigan issiqlik, xuddi an'anaviy issiqlik elektr stantsiyalarida bo'lgani kabi, elektr energiyasiga aylanadi.
II. Noan'anaviy energiya manbalari
1. Shamol energiyasi

Harakatlanuvchi havo massalarining energiyasi juda katta. Shamol energiyasi zaxiralari sayyoramizning barcha daryolaridagi gidroenergetika zahiralaridan yuz baravar ko'pdir. Shamollar doimo va er yuzida hamma joyda esadi - yozgi jaziramada istalgan salqinlikni keltiradigan engil shabadadan tortib, behisob zarar va halokat keltiradigan kuchli bo'ronlargacha. Biz tubida yashaydigan havo okeani doimo notinch. Bugungi kunda shamolda ishlaydigan dvigatellar jahon energiya ehtiyojlarining atigi mingdan bir qismini qoplaydi. Harakatlanuvchi havo oqimidagi energiya shamol tezligi kubiga proportsionaldir.

2. Geotermal energiya

Yer energiyasi - geotermal energiya Yerning tabiiy issiqligidan foydalanishga asoslangan. Biroq, erning yuqori qismidagi geotermal issiqlik dunyo energiya muammolarini uning asosida hal qilish uchun juda tarqalgan. Sanoatda foydalanish uchun yaroqli resurslar - bu o'zlashtirish uchun mavjud chuqurlikda to'plangan, elektr yoki issiqlik energiyasini ishlab chiqarish uchun foydalanish uchun etarli bo'lgan ma'lum hajm va haroratga ega bo'lgan alohida geotermal energiya konlari. Geologik nuqtai nazardan geotermal energiya resurslarini gidrotermal konvektiv tizimlarga, vulqon kelib chiqishi issiq quruq tizimlarga va issiqlik oqimi yuqori bo'lgan tizimlarga bo'lish mumkin. Asos sifatida, issiq suv maydonlarida elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun issiq suyuqlikning sirt ustida bug'lanishi natijasida hosil bo'lgan bug'dan foydalanishga asoslangan usul qo'llaniladi. Yuqori yoki o'rta haroratli geotermal suvlardan elektr energiyasini ishlab chiqarishning yana bir usuli - bu ikki tsiklli (ikkilik) tsikldan foydalangan holda jarayondan foydalanish.

3. Okeanning issiqlik energiyasi. Ma'lumki, okeanlardagi energiya zahiralari juda katta, chunki ikkita yer yuzasining uchdan bir qismini (361 mln km2) dengiz va okeanlar egallaydi. Biroq, hozirgacha odamlar bu energiyaning faqat kichik bir qismini ishlatishga qodir va hatto katta va asta-sekin kapital qo'yilmalar evaziga to'lanadi, shuning uchun bunday energiya hozirgacha umidsiz bo'lib tuyuldi.

4. Ko'tarilish va oqimlarning energiyasi. Ko'p asrlar davomida odamlar dengizning ko'tarilishi va oqimining sabablari haqida o'ylashdi. Bugun biz aniq bilamizki, kuchli tabiat hodisasi - dengiz suvlarining ritmik harakati - Oy va Quyoshning tortishish kuchlari tufayli yuzaga keladi. Quyosh Yerdan 400 marta uzoqda joylashganligi sababli, Oyning ancha kichik massasi Yer suvlarida Quyoshning massasidan ikki baravar ko'p harakat qiladi. Shuning uchun hal qiluvchi rolni oydan kelib chiqadigan to'lqin o'ynaydi (oy oqimi)

Biroq, suv oqimining haqiqiy yo'nalishi juda murakkab. Bunga samoviy jismlarning harakati xususiyatlari, qirg'oq chizig'ining tabiati, suvning chuqurligi, dengiz oqimlari va shamol ta'sir qiladi.

5. Dengiz oqimlarining energiyasi

Okean va dengizlarda to‘plangan dengiz oqimlari kinetik energiyasining bitmas-tuganmas zahiralarini suvga botgan turbinalar (atmosferaga «suv botgan» shamol tegirmonlari kabi) yordamida mexanik va elektr energiyasiga aylantirish mumkin.

6. Quyosh energiyasi. Haligacha quyosh nurlari tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasi an'anaviy usullarga qaraganda ancha qimmat.

7. Vodorod energiyasi. Barcha kimyoviy elementlarning eng oddiyi va engili bo'lgan vodorodni ideal yoqilg'i deb hisoblash mumkin. Vodorod bugungi kunda tabiiy gaz kabi arzon yoqilg'iga aylanganda, u hamma joyda uni almashtira oladi. Vodorod ko'plab sanoat tarmoqlarida, masalan, o'g'itlar va oziq-ovqat mahsulotlari ishlab chiqarishda, metallurgiya va neft kimyosida kimyoviy xom ashyo sifatida ham xizmat qilishi mumkin. Bundan tashqari, mahalliy issiqlik elektr stansiyalarida elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun ham foydalanish mumkin.