Температурный градиент воды океана. Электростанция / OTEC

[miranda55]

В Вики есть статья про установки, при помощи которых можно извлекать энергию из разности по глубине температуры воды мирового океана ( http://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_ther ... conversion ). Вот диаграмма электростанции открытого типа - наиболее простой:


Вопрос: если в резервуаре 2 давление в 3-1% атмосферного, то как пар при таком давлении сможет вращать турбину?

[Xey]

Трубы 1 и 6 правильнее было бы нарисовать соединенными между собой, а воду в трубе 1 подогревать через теплообменник , аналогичный теплообменнику 7.
В этом случае пониженное давление будет сохраняться во всей системе, причем в трубе 1 оно будет чуть выше чем трубе 6.

[miranda55]

Xey в сообщении #921195 писал(а):

Трубы 1 и 6 правильнее было бы нарисовать соединенными между собой, а воду в трубе 1 подогревать через теплообменник , аналогичный теплообменнику 7.
В этом случае пониженное давление будет сохраняться во всей системе, причем в трубе 1 оно будет чуть выше чем трубе 6.

Во-первых, где тогда использование температурного градиента? Только в конденсаторе?
Во-вторых, откуда разность давлений, если пар не выполняет работу (турбина неподвижна).

[miranda55]

То есть схема должна выглядеть следующим образом:

? Но не потребуется ли для перекачки воды в теплообменниках и для работы вакуум-насоса больше энергии, чем даёт генератор? Кроме того, при такой схеме получается установка закрытого типа: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... nglish.JPG
В текстовке на Вики описан ещё одни принцип установки открытого типа - водяная турбина:

По-моему, установку с водяной турбиной реализовать еще проще.

[Xey]

miranda55 в сообщении #921482 писал(а):

То есть схема должна выглядеть следующим образом:

Да,
и такая схема приведена в википедии (устройство закрытого типа на метане).
При малом давлении , когда вода кипит при 25 градусах, такая схема будет работать и на воде.

Устройства открытого типа, то что Вы привели в первом сообщении и на последнем рисунке (с водяной турбиной), по-моему не работоспособны. Вода втянется в области низкого давления и все замрет, потому что вытекать оттуда наружу она не будет.

-- Вт окт 21, 2014 11:42:30 --

Не заметил, что Вы уже упомянули установку закрытого типа. А по поводу этого

miranda55 в сообщении #921482 писал(а):

Но не потребуется ли для перекачки воды в теплообменниках и для работы вакуум-насоса больше энергии, чем даёт генератор?

Вакуумный насос нужен только при запуске устройства, потом он не нужен . А вода в трубах может течь самотеком. Теплая идет вверх холодная вниз (как в системе водяного отопления)

[miranda55]

Xey в сообщении #921489 писал(а):

...
Устройства открытого типа, то что Вы привели в первом сообщении и на последнем рисунке (с водяной турбиной), по-моему не работоспособны. Вода втянется в области низкого давления и все замрет, потому что вытекать оттуда наружу она не будет.
...

Всасывающее действие обусловлено атмосферным давлением на поверхность воды за пределами трубы. Следовательно, чтобы пересилить его, необходима труба высотой не менее 10 м над водой. Или я ошибаюсь?

[Xey]

miranda55 в сообщении #921518 писал(а):

необходима труба высотой не менее 10 м над водой. ?

Наверно так, 10 метров теплой воды во входной и почти 10 метров холодной в выходной. Но эти метры в выходной не будут давить на водяную турбину.

[miranda55]

Xey в сообщении #921658 писал(а):

miranda55 в сообщении #921518 писал(а):

необходима труба высотой не менее 10 м над водой. ?

Наверно так, 10 метров теплой воды во входной и почти 10 метров холодной в выходной. Но эти метры в выходной не будут давить на водяную турбину.

Секунду. Теплая вода превращается в пар и преодолевает 10 м бака вверх (пусть будет не 10, а 12). После конденсатора будет уже вода. От конденсатора вниз через водяную турбину идет труба высотой 11 м (от нижнего торца конденсатора до верхнего торца турбины). В таком случае давление столба воды составит:
$P = \rho gh; P=1000\frac{kg}{m^3}\cdot 10\frac{m}{sec^2}\cdot 11m=1,1\cdot 10^5Pa> 1\cdot 10^5 Pa

[Xey]

miranda55 в сообщении #921662 писал(а):

Теплая вода превращается в пар и преодолевает 10 м бака вверх (пусть будет не 10, а 12)

Внешнее давление вдавит эту теплую воду в бак до уровня 10 метров.
Даже если поставить ограничитель входа воды (чтобы запускалось столько, сколько испарилось), то все равно, столб холодной воды будет подпираться внешним давлением (после турбины).

В принципе работать будет, но эффективность низкая.
Вот , на парах летучих жидкостей , эффективность заметная.
Устройство закрытого типа на жидкостях с низкой температурой кипения до сих пор применяют в механических часах для подзавода.

[miranda55]

Xey в сообщении #921838 писал(а):

miranda55 в сообщении #921662 писал(а):

Теплая вода превращается в пар и преодолевает 10 м бака вверх (пусть будет не 10, а 12)

Внешнее давление вдавит эту теплую воду в бак до уровня 10 метров.
Даже если поставить ограничитель входа воды (чтобы запускалось столько, сколько испарилось), то все равно, столб холодной воды будет подпираться внешним давлением (после турбины).

Если перекрыть входную и выходную трубы установки (высота бака = 12 м) и заполнить ее водой через отверстие для вакуум-насоса, перекрыть отверстие для вакуум-насоса, открыть входную и выходную трубы, вода опустится до высоты 10 м и закипит, так как над водой -- 2 м пространства с нулевым давлением. Когда давление пара достигнет определенного значения, кипение прекратится. После этого подается холодная вода в конденсатор, пар конденсируется и конденсат стекает в выходную трубу. Т. о. уровень в вых. трубе становится > 10 м, возникает ток воды до уровня 10 м. При этом конденсат уменьшает давление пара, позволяя дополнительной порции воды из бака испариться.

Цитата:

В принципе работать будет, но эффективность низкая.
Вот , на парах летучих жидкостей , эффективность заметная.
Устройство закрытого типа на жидкостях с низкой температурой кипения до сих пор применяют в механических часах для подзавода.

Есть риск, что эти ядохимикаты попадут в окружающую среду. Требуется защита от дурака (дураки, например, выбрасывали холодильники с фреоном на помойку, такие же дураки ездили по ним на тракторе-трамбовщике, и что мы теперь имеем... Еще вспомнила: ртуть-содержащие люминесцентные лампы, которые широко рекламировались как энергосберегающие, крайне опасны (см. болезнь Минамата). А теперь признайтесь -- кто их сдавал на перерабатывающие заводы и принимали ли их в тех магазинах, где они продавались.).

[Xey]

miranda55 в сообщении #921878 писал(а):

Есть риск, что эти ядохимикаты попадут в окружающую среду.

Есть риск, что человечество не успеет освоить новые источники энергии за то время, пока есть традиционные источники.
В этом случае цивилизация законсервируется на уровне рабовладения до своего конца . Шанс, данный природой , будет навсегда потерян, и все из-за таких необоснованных опасений , притормаживающих прогресс.

[miranda55]

Xey в сообщении #922289 писал(а):

miranda55 в сообщении #921878 писал(а):

Есть риск, что эти ядохимикаты попадут в окружающую среду.

Есть риск, что человечество не успеет освоить новые источники энергии за то время, пока есть традиционные источники.
В этом случае цивилизация законсервируется на уровне рабовладения до своего конца . Шанс, данный природой , будет навсегда потерян, и все из-за таких необоснованных опасений , притормаживающих прогресс.

Данная ремарка не в тему, но древесину можно вырастить, а солнечные батареи вечные (если пыль вытирать).

Возвращаясь к теме, я хотела бы проверить эффективность установки расчетами, но даже не знаю, как к ним подойти. Скажем есть поршень ( http://www.physel.ru/mainmenu-4/mainmen ... 73---.html ), его подняли на высоту h ≥ 12 м. Влияет ли h на давление пара над столбом воды, меняется ли количество пара пропорционально $(h - 10,33 $ м) (объему) или по иному закону? Если конструкция конденсатора - труба в трубе, диаметр внутренней трубы D, диам. внешней = 2D, длина труб = L, холодная вода - во внешнем объеме, пар - во внутренней трубе, площадь внутренней трубы = $\pi DL. Скорость тока холодной воды = V. Как определить скорость конденсации?

[Xey]

Над столбом воды насыщенный пар, его давление зависит от температуры поверхности воды в трубе.
Если поднять поршень выше, часть воды с поверхности испарится, чтобы давление пара сохранилось. Но после испарения поверхность воды охладится,.

В электростанции будет охлаждаться поверхность воды во входной трубе , при конденсации пара в холодильнике.
Т.к тепло подходит к зоне испарения из левого столба воды, то он охладится и станет почти таким же тяжёлым как правый.
( в установке закрытого типа тепло подводится непосредственно в зону испарения)

КПД установки не может превышать КПД цикла Карно при данных температурах нагревателя и холодильника. А в понятие эффективность можно включить и объём "железа" , необходимого для получения единицы полезной энергии

[Xey]

Скорость конденсации в холодильнике в основном будет определяться теплопередачей пар/стенка холодильника (теплопередача сквозь стенку и теплопередача стенка/вода намного интенсивней).
Для газа тепловая мощность, передаваемая на единицу площади металлической стенки, при разности температур в градус , составляет 6 ватт.

[miranda55]

Xey в сообщении #922845 писал(а):

Для газа тепловая мощность, передаваемая на единицу площади металлической стенки, при разности температур в градус , составляет 6 ватт.

Это значение как-то связано с коэффициентом теплопроводности насыщенного пара?