Разработка продюсерского центра "Ройбер".
Проект успешно завершен. В настоящий момент доступен только просмотр материалов.

Сергей Пантелеймонович Навроде / записи кандидата

7

АТМОСФЕРНАЯ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА

Круговорот влаги в природе существует благодаря тому, что с увеличением высоты атмосферы воздух охлаждается примерно в 3.5 раза быстрее, чем насыщенный водяной пар. В результате на определённой высоте пар конденсируется, и выпадают осадки - дождь или снег. С точки зрения термодинамики этот процесс аналогичен работе глобальной тепловой машины, преобразующей поток атмосферного тепла в потенциальную энергию атмосферных осадков. Благодаря круговороту атмосферной влаги возрастает эффективная теплопроводность приземного слоя атмосферы, что приводит к снижению градиента температуры по сравнению с тем, что реализуется над облачным покровом, где концентрация влаги мала, и, поскольку конвекция отсутствует, градиент температуры равен 9.5-9.7 К/км, т.е. существенно выше среднего значения.

Гидроэнергетика является частью глобального тепловой машины, поскольку она преобразует в электричество потенциальную энергию речных стоков, формируемых за счёт атмосферных осадков. В среднем мощность гидроэлектростанции, отнесённая к общей площади бассейна реки, с которой в водохранилище собирается влага, не превышает 0.1 Вт/м2, т.е. примерно 0.05% от средней интенсивности потока атмосферного тепла. Поэтому для обеспечения эффективного рабочего цикла тепловую конвекцию следует осуществлять не в естественных условиях, а в герметичном контуре атмосферной тепловой машины, где полностью воссоздаётся круговорот атмосферной влаги в природе, но в миниатюре, и вместо воды циркулирует незамерзающий теплоноситель. При этом предусмотрены меры по исключению потерь потенциальной энергии на аэродинамическое сопротивление, весьма существенное в условиях свободного падения капель дождя или снежинок. Обязательное условие для циркуляции теплоносителя, чтобы градиент температуры по высоте столба насыщенного пара теплоносителя не превышал атмосферный градиент – в противном случае конвекция тепла невозможна.

Атмосферная тепловая машина состоит из двух теплообменников – испарителя и конденсатора, размещённых на разных высотах и соединённых между собой прямым и обратным трубопроводом. В испарителе жидкий теплоноситель имеет температуру несколько ниже, чем у наружного воздуха, поэтому за счёт получаемого из атмосферы тепла теплоноситель нагревается до температуры кипения и испаряется. Его насыщенный пар по теплоизолированному трубопроводу поднимается наверх, совершив при этом работу против сил тяжести, он адиабатически охлаждается, но всё же меньше, чем атмосферный воздух снаружи, в результате наверху пар оказывается уже теплее наружного воздуха и поэтому конденсируется, возвращая в атмосферу большую часть ранее полученного от неё тепла. Жидкий конденсат сверху стекает вниз по теплоизолированному обратному трубопроводу, сохранив при этом свою температуру, он попадает в гидроагрегат, где его потенциальная энергия преобразуется в полезную работу, после чего теплоноситель возвращается назад в испаритель, и на этом рабочий цикл завершается. Расход жидкости через гидроагрегат регулируется таким образом, чтобы обратный трубопровод постоянно заполнялся бы доверху жидким теплоносителем, и тем самым исключалась бы возможность свободного падения жидкости.

Градиент температуры по высоте столба насыщенного пара теплоносителя напрямую зависит только от его молекулярной массы. Действительно, изменение температуры dT насыщенного пара связано с относительным изменением его давления dp/р уравнением Клайперона-Клаузиуса: dT=(dp/p)∙RT2/a, где a - молярная теплота испарения, а R - универсальная газовая постоянная, а величина относительного изменения давления в свою очередь определяется перепадом высоты dh соотношением: dp/р=(gw/RT)·dh, где g – ускорение свободного падения, а w – молекулярная масса теплоносителя. Поэтому с учётом эмпирического правила Трутона, в соответствии с которым отношение молярной теплоёмкости к температуре конденсации для подавляющего большинства низкомолекулярных жидкостей – величина постоянная: a/T≈92 кДж/(кмоль∙К), градиент температуры пропорционален молекулярной массе теплоносителя: dT/dh=к·w, где к≈0.1 кмоль∙К/(кг∙км). Поэтому с учетом ограничения на градиент температуры: dT/dh≤6.5 К/км, максимальная молекулярная масса теплоносителя равна 65 кг/кмоль.

Наибольшая эффективность атмосферной тепловой машины реализуется в том случае, если молекулярная масса теплоносителя составляет примерно половину от своего максимального значения. В этом случае в качестве теплоносителя оптимален выбор фтористого метила (СН3F), имеющего молекулярную массу 34 кг/кмоль и температуру замерзания -142 С. Фтористый метил - химически инертное соединение, использование которого гарантирует исключение случайного воспламенения или химического заражения окружающей среды.

Деньги – детям, чиновникам – нары!

Голосуйте за Сергея Пантелеймоновича Навроде!

Голосуя за меня, вы вносите свой вклад в сбор средств для лечения детей-сирот.

КОММЕНТАРИИ (3):

Сергей Рус 14.02.2008 19:45

Сергей Пантелеймонович вошел в кураж и обсасывает эту сферу науки уже несколько дней! :))
Уже закрадываются сомнения, тот ли это Навроде? ;)))

Сергей Навроде 14.02.2008 20:04

Тот, уверяю вас. Уж очень был удивлен встретив здесь братьев по безумию.

Михаил Ивлев 15.02.2008 18:38

Материал обстоятельный и детально проработанный. Надо бы это целым разделом в общей концепции Аэрократии (базовых документах) зафиксировать и сопроводить иллюстрациями.
Потихоньку мы приближаемся к идеям воплощения аэрократической концепции... Так держать!


Последние обзоры политологов  

27.02.2008 18:45
В последнее время я несколько удалился от проекта, поэтому обозревать последние баталии доверил своему коллеге Злобному. Ну он и обозрел их так, что никому мало не показалось. Я всегда в него верил – человек он веселый и на язык острый.

Все ...»»

Вопросы к кандидату

Cортировать:



© 2007—2009 Продюсерский центр "Ройбер"