уковців. Тим більше, що ефекти виникнення е.р.с. при нагріванні контактів, спаїв провідників, Ме - напівпровідник, відомі давно (ефект Зеєбека - термо- е.р.с.). Різниця потенціалів між двома пластинами можна отримати, нагріваючи одну з них за рахунок термоеміссіі електронів. Ще один можливий спосіб реалізується при електризації дрібнодисперсних середовищ з різним розміром частинок (видом частинок) і подальшим примусовим поділом їх.
Теоретичний ккд теплової машини:
де Т1 - початкова температура робочого тіла.
Т2 - кінцева температура робочого тіла.
при Т1=1000 К, Т2=300 К? ? =0,7.
Реальний ккд нижче за рахунок механічних перешкод в ~ 0,4
На працюючих електричних станціях? ~ 27 - 28%.
Термоемісійний перетворювач.
? ? 20% Т ~ 2000 К
компактність
Приклад - накопичення електрики під час грози. Джерело цього - сонячна енергія. Перші два методи використовуються для отримання електричного струму, однак говорити про практичне використання згаданих методів для отримання електрики в промислових масштабах не можна через низький КПР перетворення (до 20%), малих значень термо-е.р.с., Обмеження температури нагріву механічної міцність елементів та іншими проблемами.
Існує, проте спосіб безпосереднього отримання електричного струму шляхом використання плазми, що переміщається в магнітному полі. Цей спосіб реалізується в МГД - генераторі. Кінетична енергія газового потоку перетворюється в електричну. Із закону електромагнітної індукції:
,
де?- Е.р.с.;
Ф - магнітний потік=
Рухома плазма - провідник струму, що перетинає магнітне поле.
Нехай ширина потоку плазми L, швидкість потоку v, індукція магнітного поля В: Тоді рівняння перетвориться до виду:
де X - поздовжня координата.
Підключаючи генерируемую е.р.с. ? до навантаження RН отримаємо струм:
і остаточно
де Rвн - внутрішній опір" генератора.
Потужність генератора:
де - фактор навантаження (=?=ккд)
Враховуючи, що, і підставляючи, отримуємо
де V - об'єм робочого тіла генератора (V=LhX)
Питома потужність (на одиницю об'єму)
Максимальну потужність, міняючи параметр До отримуємо при К=0,5. тобто Rн=Rвн.
Позначимо
Визначаючи максимум функції P?? т K отримуємо умова максимуму: K=0,5 тобто максимальна потужність у разі.
? max (для Pmax)=0,5
при квадратному перерізі:
при Nmax
Ми бачимо, що потужність залежить від наступних параметрів:?, B, v.
Збільшення швидкості струменя обмежено її руйнує здатністю (вплив на стінки, утилізація на виході).
Значення У також обмежено насиченням сердечника. Найбільш прогресивний шлях збільшення потужності МГД - генератора -? ?.
Якщо МГД - генератор включений в зовнішній ланцюг, де підтримується фіксоване v, то за аналогією з будь-яким іншим генератором, він може працювати в 2-х режимах - генератором і двигуном. Очевидно якщо е.р.с. МГД - генератора перевищує U мережі, маємо генераторний режим, виробляється струм
;
Якщо ж навпаки (?
,,
де v0 - швидкість дрейфу плазми в магнітному полі.
Якщо v> v0 - МГД - генератор переходить у генераторний режим;
На принципі МГД - прискорювача працюють пристрої з перекачування рідких металів (T ~ 1500 К), агресивних електролітів та інших речовин. Перевага - немає рухомих частин, можливість повної герметизації каналу перекачки, висока продуктивність. Цей же принцип може бути використаний в плазмових двигунах.
Як ми вже згадували, найбільш ефективним способом підвищення ефективності МГД - генератора є збільшення провідності? плазмового потоку.
У МГД - генераторі використовується низькотемпературна плазма, ступінь іонізації невисока.
,
де tеа - характерний час між зіткненнями е?- Атом.
Nе - концентрація е?.
е, m - заряд і маса е?.
,
де? еа - довжина вільного пробігу е?.
,
де Nа - концентрація атомів.
Qеа - перетин зіткнення.
де..
Якщо плазма проходить в термодинамічній рівновазі,?- Підкоряється закону Саха:
де n - концентрація плазми, звідки
.
