javadaria61
عضو جدید
تاسيسات ساده نيروگاه بخار:
بخار مافوق گرم فشار بالا از ديگ بخار كه آن را مولد بخار نيز مي نامند،خارج و وارد توربين مي شود. اين بخار در توربين منبسط مي شود و بدين طريق كار انجام مي دهد و در نتيجه توربين مي تواند مولد الكتريسيته را به حركت در آورد.
حال بخار آب با فشار پايين از توربين خارج شده و وارد مبرد حرارتي مي گردد كه در آنجا حرارت از بخار آب به آب سرد انتقال مي يابد.(و در نتيجه چگاليده مي شود)
در طي مطالعات ترموديناميكي متوجه خواهيم شد كه چرا انتقال حرارت لازم است و چگونه مي توان آن را به حداقل رساند.
پيل هاي سوختي:
هنگامي كه يك نيروگاه معمولي را به عنوان يك كُليت مورد برسي قرار دهيم. سوخت و هوا وارد نيروگاه ميشود و محصولات احتراق از آن خارج ميشود. همچنين تبادل حرارت به آب سرد نيز وجود دارد و كار به شكل انرژي الكتريكي از نيروگاه خارج مي شود.
هدف كلي نيروگاه تبديل قابلييت كاردهي سوخت به كار (به صورت انرژي الكتريكي) به موثّر ترين شيوه و با در نظر گرفتن ضرورياتي نظير هزينه ها،فضاي مورد نياز ومحيط زيست مي باشد.
مي توانيم اين سوال را مطرح كنيم كه آيا تمامي تجهيزات يك نيروگاه نظير مولد بخار،توربين،چگالنده و پمپ مورد نياز مي باشند؟ آيا ممكن نيست كه انرژي الكتركي را از سوخت به روشي مستقيم تر به دست آوريم؟ پيل سوختي وسيله اي است كه چنين هدفي را برآورده مي كند. نوعي از اين پيل ها سوختي غشاء تبادل يوني است. در اين پيل سوختي هيدروژن و اكسيژن با هم واكنش نشان مي كنند و آب بدست مي آيد. جريان الكترون در مدار خارجي از آند به كاتد صورت مي گيرد. هيدروژن از سمت كاتد وارد مي شود. بنابراين اختلاف پتانسيلي بين آند و كاتد وجود دارد كه حاصل آن جريان الكتريسيته به واسطه ي اختلاف پتانسيل است كه در اصطلاح ترموديناميك آن را كار مي ناميم. همچنين ممكن است تبادل حرارتي بين پيل سوختي و محيط صورت بگيرد .
در حال حاضر در پيل هاي سوختي از هيدروژن يا مخلوطي از گازهاي هيدروكربوي و هيدروژن استفاده مي شود. اكسيد كننده نيز معمولا اكسيژن است.
سيكل تبريد تراكم بخار:
در اين سيكل، مبرد كه فشار آن پايين است و تا حدي مافوق گرم است وارد كمپرسور مي شود. مبرد پس از خوروج از كمپرسور به صورت بخار با فشار بالاتر وارد چگالنده مي شود كه در آنجا همزمان با انتقال حرارت به آب سرد يا محيط اطراف، چگاليده مي شود و به صورت مايعي با فشار بالا از آن خارج مي شود. با جريان يافتن مايع از طريق شير انبساط، فشار مايع كاهش مي يابد و بخشي از مايع تبديل به بخار سرد مي شود.
مايع باقي مانده كه اكنون داراي فشار و درجه حرارت پايين است در تبخير كننده به واسطه اي انتقال حرارت از محيطي كه تبريد آن مورد نظر مي باشد، تبخير مي شود و بخار مبرد مجددا وارد كمپرسور خواهد شد.
توربين گازي:
عملكرد اساسي توربين گاز مشابه نيروگاه آب است به جز اينكه در آن از هوا به جاي بخار آب استفاده مي شود. هواي تازه اي چون به درون كمپرسور وارد و در آنجا توسط كمپرسور با فشار بالا متراكم مي شود. سپس با تزريق سوخت به درون هوا،انرژي وارد توربين شده و سوخت مشتعل مي گردد. احتراق سوخت باعث توليد جرياني با درجه حرارت زياد مي شود. گاز هاي داراي درجه حرارت و فشار بالا وارد توربين شده و تا فشار خروجي منبسط مي شود و در اين فرايند كار توليد مي گردد.
ديدگاه هاي زيست محيطي و كاربردهاي ديگر:
كاربوردهاي متعدد ديگري وجود دارد كه ترموديناميك در آنها اهميّت دارد. بسياري از عمليات در حال حاضر در شهر ها و مناطق مسكوني بكار برده مي شود كه در آنها از حرارت حاصل از تجزيه مواد زائد زنده استفاده مي شود. همچنين گاز متان حاصل از اين واكنش شيمياي براي سوخت به كار برده مي شود و منابع حرارتي ژئوترمال (زمين گرمايي) نيز همانند انرژي خورشيدي و الكتريسيته حاصل از وزش باد مورد استفاده قرار مي گيرد.
ديگر كاربورد هاي علم ترموديناميك:يخچال ترموالكتريك ، تاسيسات جدا سازي هوا و موتور شيمياي راكت می باشد.
منبع:http://airchange.ir
بخار مافوق گرم فشار بالا از ديگ بخار كه آن را مولد بخار نيز مي نامند،خارج و وارد توربين مي شود. اين بخار در توربين منبسط مي شود و بدين طريق كار انجام مي دهد و در نتيجه توربين مي تواند مولد الكتريسيته را به حركت در آورد.
حال بخار آب با فشار پايين از توربين خارج شده و وارد مبرد حرارتي مي گردد كه در آنجا حرارت از بخار آب به آب سرد انتقال مي يابد.(و در نتيجه چگاليده مي شود)
در طي مطالعات ترموديناميكي متوجه خواهيم شد كه چرا انتقال حرارت لازم است و چگونه مي توان آن را به حداقل رساند.
پيل هاي سوختي:
هنگامي كه يك نيروگاه معمولي را به عنوان يك كُليت مورد برسي قرار دهيم. سوخت و هوا وارد نيروگاه ميشود و محصولات احتراق از آن خارج ميشود. همچنين تبادل حرارت به آب سرد نيز وجود دارد و كار به شكل انرژي الكتريكي از نيروگاه خارج مي شود.
هدف كلي نيروگاه تبديل قابلييت كاردهي سوخت به كار (به صورت انرژي الكتريكي) به موثّر ترين شيوه و با در نظر گرفتن ضرورياتي نظير هزينه ها،فضاي مورد نياز ومحيط زيست مي باشد.
مي توانيم اين سوال را مطرح كنيم كه آيا تمامي تجهيزات يك نيروگاه نظير مولد بخار،توربين،چگالنده و پمپ مورد نياز مي باشند؟ آيا ممكن نيست كه انرژي الكتركي را از سوخت به روشي مستقيم تر به دست آوريم؟ پيل سوختي وسيله اي است كه چنين هدفي را برآورده مي كند. نوعي از اين پيل ها سوختي غشاء تبادل يوني است. در اين پيل سوختي هيدروژن و اكسيژن با هم واكنش نشان مي كنند و آب بدست مي آيد. جريان الكترون در مدار خارجي از آند به كاتد صورت مي گيرد. هيدروژن از سمت كاتد وارد مي شود. بنابراين اختلاف پتانسيلي بين آند و كاتد وجود دارد كه حاصل آن جريان الكتريسيته به واسطه ي اختلاف پتانسيل است كه در اصطلاح ترموديناميك آن را كار مي ناميم. همچنين ممكن است تبادل حرارتي بين پيل سوختي و محيط صورت بگيرد .
در حال حاضر در پيل هاي سوختي از هيدروژن يا مخلوطي از گازهاي هيدروكربوي و هيدروژن استفاده مي شود. اكسيد كننده نيز معمولا اكسيژن است.
سيكل تبريد تراكم بخار:
در اين سيكل، مبرد كه فشار آن پايين است و تا حدي مافوق گرم است وارد كمپرسور مي شود. مبرد پس از خوروج از كمپرسور به صورت بخار با فشار بالاتر وارد چگالنده مي شود كه در آنجا همزمان با انتقال حرارت به آب سرد يا محيط اطراف، چگاليده مي شود و به صورت مايعي با فشار بالا از آن خارج مي شود. با جريان يافتن مايع از طريق شير انبساط، فشار مايع كاهش مي يابد و بخشي از مايع تبديل به بخار سرد مي شود.
مايع باقي مانده كه اكنون داراي فشار و درجه حرارت پايين است در تبخير كننده به واسطه اي انتقال حرارت از محيطي كه تبريد آن مورد نظر مي باشد، تبخير مي شود و بخار مبرد مجددا وارد كمپرسور خواهد شد.
توربين گازي:
عملكرد اساسي توربين گاز مشابه نيروگاه آب است به جز اينكه در آن از هوا به جاي بخار آب استفاده مي شود. هواي تازه اي چون به درون كمپرسور وارد و در آنجا توسط كمپرسور با فشار بالا متراكم مي شود. سپس با تزريق سوخت به درون هوا،انرژي وارد توربين شده و سوخت مشتعل مي گردد. احتراق سوخت باعث توليد جرياني با درجه حرارت زياد مي شود. گاز هاي داراي درجه حرارت و فشار بالا وارد توربين شده و تا فشار خروجي منبسط مي شود و در اين فرايند كار توليد مي گردد.
ديدگاه هاي زيست محيطي و كاربردهاي ديگر:
كاربوردهاي متعدد ديگري وجود دارد كه ترموديناميك در آنها اهميّت دارد. بسياري از عمليات در حال حاضر در شهر ها و مناطق مسكوني بكار برده مي شود كه در آنها از حرارت حاصل از تجزيه مواد زائد زنده استفاده مي شود. همچنين گاز متان حاصل از اين واكنش شيمياي براي سوخت به كار برده مي شود و منابع حرارتي ژئوترمال (زمين گرمايي) نيز همانند انرژي خورشيدي و الكتريسيته حاصل از وزش باد مورد استفاده قرار مي گيرد.
ديگر كاربورد هاي علم ترموديناميك:يخچال ترموالكتريك ، تاسيسات جدا سازي هوا و موتور شيمياي راكت می باشد.
منبع:http://airchange.ir
