Б. О. Джолдошева из Института автоматики и информационных технологий нан кр, г. Бишкек; «Cинтез кибернетических автоматических систем с использованием эталонной модели»
жүктеу/скачать 28,25 Mb.
|
| СТОКИ ТЕПЛА
Стоками тепла мы назвали устройства, преобразующие теплоту окружающей среды (атмосферы и океанов планеты) в электрический ток. Таким образом, они являются единственными машинами, которые способны спасти планету от её теплового загрязнения деятельностью человечества. К тому же, они могут быть использованы и как новый источник энергии, который будет являться прямой альтернативой парниковому эффекту в качестве создания системы кругооборота энергии на поверхности нашей Земли. Действительно, как только человек научился пользоваться огнем, то количество тепловой энергии, сосредоточенной в поверхностном слое планеты и её атмосфере, постоянно растёт, поскольку это есть прямая добавка к той энергии, которую традиционно получает планета в виде энергии света от своей звезды – Солнца. Особенно это стало заметным во второй половине 20 века, когда годовое производство всех видов энергий (тепловой, электрической и т.п.) стало превышать 2·1020 джоулей в год. Это огромная величина, хотя и составляющая всего доли процента от величины энергии, поступающей от Солнца на поверхность Земли. Однако уже этой величины энергии достаточно для изменения климата на нашей планете. Только поэтому со страниц печати не сходят тревожные сообщения о глобальном потеплении, парниковом эффекте, повышении уровня океана, изменения климата в Европе и т.п. А если учитывать то, что многие ученые и инженеры заняты решением энергетической проблемы, что неминуемо приведет к ещё большему увеличению выработки энергии, то это ещё сильнее усугубит обозначенную проблему. Как быть, налицо дилемма: – с одной стороны растущему в количественном и качественном отношении человечеству в ещё больших количествах нужна энергия, иначе современной цивилизации грозит гибель, а с другой стороны – это увеличение производства энергии приведет к серьёзным климатическим изменениям не менее губительным, чем её нехватка. Анализ сложившейся ситуации показывает, что решение проблемы возможно только при условии создания искусственной системы круговорота энергии на поверхности планеты. Это есть одно из основных условий существования и развития Ноосферы на нашей Земле. Для этого необходима разработка и создание технических устройств, способных поглощать тепло атмосферы и перерабатывать это тепло в электрический ток, т.е. создание так называемых «стоков тепла». Только такие тепловые машины могут спасти развитие современной земной цивилизации и от губительного энергетического кризиса и от не менее ужасных изменений климата нашей планеты. Термин «стоки тепла» – это новый термин, не применявшийся ранее в научно-технической литературе, он указывает на то, что «холодильника» в этой необычной тепловой машине, преобразующей тепловую энергию окружающей среды в электрический ток, просто нет. Т.е. к утверждению о возможности существования такой тепловой машине не применим запрет, следующий из 2-го начала термодинамики. Существование промышленных устройств – «стоков тепла», преобразующих в народнохозяйственных масштабах тепловую энергию окружающей среды в энергию электрического тока, не подвергается сомнению, поскольку уже сейчас известно несколько исправно работающих конструкций таких устройств. Одно из них представляет собой обыкновенный фотоэлемент, то есть хорошо известный электронный прибор, преобразующий энергию электромагнитного излучения в энергию электрического тока. Для работы такого устройства холодильника не нужно, но именно это устройство опосредованно забирает из окружающего пространства тепло и превращает его в электрический ток, поскольку электромагнитное излучение находится в тепловом равновесии с окружающей его материей. Другое устройство изобретено в стенах нашей лаборатории – это термопара, у которой один из спаев покрыт толстым слоем из термоизоляционного материала. Работает термопара, как за счет различия величины флуктуаций температуры материала вещества и воздуха атмосферы, в которые помещены её спаи, так и вследствие конвекционных процессов, протекающих в воздухе в местах расположения спаев термопары (аналог сказанному – ветры на нашей планете). В случае конвекционных процессов в атмосфере такая система вырабатывает переменный электрический ток, который можно с помощью хорошо известного диодного выпрямителя преобразовать в постоянный и использовать как источник энергии. Эта часть работы укладывается в рамки традиционных научных представлений. Тогда как величина флуктуации температуры в телах, состоящих из разных веществ, различна по величине, что указывает на особый термофизический закон природы. Для любопытствующих заметим, что флуктуации температуры имеют ту же самую природу, что и флуктуации плотности воздуха атмосферы, которая приводит к голубому цвету неба. Здесь знак полярности электрического тока, вырабатываемого термопарой, не меняется со временем и зависит только от свойств веществ, контактирующих с её спаями. А это обстоятельство говорит о том, что термические процессы, которые протекают в разных веществах контактирующих тел, различны, что приводит к разности интервала флуктуаций температур, при одной и той же их средней величине. И эту разность можно использовать для целей утилизации тепловой энергии. Прав был в этом отношении основоположник термодинамики Л. Больцман, указывающий на значительную роль флуктуаций в различных реальных тепловых процессах. жүктеу/скачать 28,25 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|