Kỹ Thuật Nhiệt Điện - Hiệu Ứng Nhiệt Điện (Peltier-Seebeck) phần 8

Đây có thể là mốc quan trọng trên con đường tiến tới biến đổi trực tiếp nhiệt thành điện. Ví dụ: Phân tử hữu cơ bị kẹp giữ giữa hai bề mặt bằng vàng; tạo ra chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt kim loại sẽ sinh ra điện áp và dòng điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ Thuật Nhiệt Điện - Hiệu Ứng Nhiệt Điện (Peltier-Seebeck) phần 8H×nh 7.9. Th©n tuèc bin ®Æt ng−îc chiÒu H×nh 7.10. Lç c©n b»ng 837.3. C¸C LO¹I tuèc BIN h¬i n−íc S¶n xuÊt phèi hîp ®iÖn n¨ng vµ nhiÖt n¨ng ®¹t ®−îc hiÖu suÊt cao h¬n rÊtnhiÒu so víi s¶n xuÊt riªng lÎ nhiÖt vµ ®iÖn. Muèn ®¶m b¶o viÖc s¶n xuÊt phèi hîp®iÖn n¨ng vµ nhiÖt n¨ng th× ph¶i dïng c¸c tuèc bin võa ®¶m b¶o ®−îc 2 chøc n¨ng ®ã,nhµ m¸y nh− vËy gäi lµ trung t©m nhiÖt ®iÖn. ë trung t©m nhiÖt ®iÖn th−êng cã 2 lo¹ihé dïng nhiÖt: - Hé c«ng nghiÖp dïng h¬i cã ¸p suÊt: Pn= 10-15 at - Hé sinh ho¹t dïng n−íc nãng cã nhiÖt ®é kho¶ng tõ 1050C ®Õn 1250C, hoÆch¬i cã ¸p suÊt t−¬ng øng: Psh= 2-3 at.7.3.1. Tuèc bin ng−ng h¬i thuÇn tóy Tuèc bin ng−ng h¬i thuÇn tóy lµ tuèc bin trong ®ã h¬i sau khi ra khái tuècbin, ®i vµo b×nh ng−ng nh¶ nhiÖt cho n−íc lµm m¸t ®Ó ng−ng tô thµnh n−íc vµ ®−îcb¬m n−íc ng−ng b¬m trë vÒ lß. S¬ ®å nguyªn lý cña tuèc bin ng−ng h¬i thuÇn tóy®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 7.11. ¸p suÊt h¬i ra khái tuèc bin pk nhá h¬n ¸p suÊt khÝquyÓn, th−êng pk vµo kho¶ng 0,004-0,04 tïy thuéc vµo nhiÖt ®é m«i tr−êng cña tõngvïng. Tuèc bin ng−ng h¬i thuÇn tóy chØ s¶n xuÊt ®−îc ®iÖn n¨ng, l−îng ®iÖn nã s¶nxuÊt ra lµ: N® = G.(i0 - ik).ηt®T. ηco.ηmp (7-13)Trong ®ã : G lµ l−u l−îng h¬i vµo tuèc bin, i0 , ik lµ entanpi cña h¬i vµo vµ ra khái tuèc bin øng v¬i ¸p suÊt p0 vµ pk ηt®T lµ hiÖu suÊt tuèc bin, ηco lµ hiÖu suÊt c¬ khÝ, ηmp lµ hiÖu suÊt m¸y ph¸t,H×nh 7.11. tuèc bin H×nh 7.12. tuèc bin ®èi ¸png−ng h¬i thuÇn tóy847.3.2. Tuèc bin ®èi ¸p Tuèc bin ®èi ¸p lµ tuèc bin võa s¶n xuÊt nhiÖt n¨ng võa s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng.Tuèc bin ®èi ¸p kh«ng cã b×nh ng−ng ®i kÌm, sau khi ra khái tuèc bin h¬i sÏ ®−îcdÉn ®Õn hé tiªu thô nhiÖt ®Ó cÊp nhiÖt. S¬ ®å nguyªn lý cña tuèc bin ®èi ¸p ®−îc biÓudiÔn trªn h×nh 7.12. ¸p suÊt h¬i ra khái tuèc bin pn b»ng ¸p suÊt cña hé tiªu thô nhiÖt,pn ®−îc gäi lµ ¸p suÊt ®èi ¸p, th−êng lín h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn. ë tuèc bin ®èi ¸p, h¬i ®i vµo tuèc bin d·n në tõ ¸p suÊt p0 ®Õn ¸p suÊt pn, sinhc«ng trong tuèc bin ®Ó kÐo m¸y ph¸t s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng. L−îng ®iÖn m¸y ph¸t s¶nxuÊt ra lµ: N® = G.(i0 - in).ηt®T. ηco.ηmp (7-14)ë ®©y: i0 vµ in lµ entanpi cña h¬i vµo vµ ra khái tuèc bin øng v¬i ¸p suÊt p0 vµ pn H¬i cã ¸p suÊt pn ®Õn hé tiªu thô nhiÖt cÊp cho hé tiªu thô nhiÖt mét l−îngnhiÖt lµ: Qn = G.(in - in). ηt®n (7-15)ë ®©y: in lµ entanpi cña n−íc ra khái hé tiªu thô nhiÖt øng v¬i ¸p suÊt pn, ηt®n lµ hiÖu suÊt thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt, Tõ (7-14) ta thÊy ë tuèc bin ®èi ¸p, c«ng suÊt ®iÖn tuèc bin s¶n xuÊt ra phôthuéc vµo l−îng h¬i G ®i qua tuèc bin tøc lµ l−îng h¬i mµ hé tiªu thô nhiÖt yªu cÇu,nãi c¸ch kh¸c l−îng ®iÖn s¶n xuÊt ra phô thuéc l−îng nhiÖt hé tiªu thô yªu cÇu. Nh− vËy muèn ®¶m b¶o ®ång thêi ®−îc yªu cÇu cña c¶ phô t¶i ®iÖn vµ nhiÖtth× ph¶i bæ sung thªm mét tuèc bin ng−ng h¬i ®Ó ®¶m b¶o cung cÊp ®iÖn khi hé tiªuthô nhiÖt t¹m ngõng dïng h¬i (l−îng h¬i qua tuèc bin ®èi ¸p b»ng kh«ng). Bªn c¹nh®ã ph¶i cã thiÕt bÞ gi¶m «n gi¶m ¸p ®Ó ®¶m b¶o l−îng nhiÖt cho hé tiªu thô khi tuècbin ®èi ¸p kh«ng lµm viÖc. Tuy nhiªn trong trung t©m nhiÖt ®iÖn ®éc lËp (kh«ng nèivíi m¹ng ®iÖn quèc gia hay khu vùc), tuèc bin ®èi ¸p còng kh«ng th«ng dông v×trong mét nhµ m¸y cã hai lo¹i tuèc bin th× s¬ ®å thiÕt bÞ sÏ phøc t¹p, khã vËn hµnh.7.3.3. Tuèc bin ng−ng h¬i cã cöa trÝch ®iÒu chØnh7.3.3.1. Tuèc bin ng−ng h¬i cã mét cöa trÝch ®iÒu chØnh Khi dïng tuèc bin ng−ng h¬i cã 1 cöa trÝch ®iÒu chØnh, l−u l−îng h¬i trÝch cãthÓ ®iÒu chØnh ®−îc. Lo¹i tuèc bin nµy ®· kh¾c phôc ®−îc nh−îc ®iÓm cña tuèc bin®èi ¸p, phô t¶i ®iÖn vµ nhiÖt kh«ng phô thuéc vµo nhau. S¬ ®å nguyªn lý cña tuèc binng−ng h¬i cã mét cöa trÝch ®iÒu chØnh ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 7.15. ë tuèc bin ng−ng h¬i cã 1 cöa trÝch ®iÒu chØnh, h¬i qu¸ nhiÖt cã th«ng sè p0,v0, l−u l−îng G1 ®i vµo phÇn cao ¸p 1 gi·n në vµ sinh c«ng ë trong ®ã ®Õn ¸p suÊt pn,s¶n xuÊt ra mét l−îng ®iÖn t−¬ng øng lµ N®1. H¬i ra khái phÇn cao ¸p cã ¸p suÊt pn®−îc trÝch cho hé dïng nhiÖt mét l−îng lµ Gn (®i tíi hé dïng nhiÖt), l−îng h¬i cßn l¹iG2 tiÕp tôc ®i vµo phÇn h¹ ¸p, gi·n në sinh c«ng trong phÇn h¹ ¸p ®Õn ¸p suÊt pk, sinhra trong phÇn h¹ ¸p mét l−îng ®iÖn N®2, sau ®ã ®i vµo b×nh ng−ng 3. 85 Trôc cña phÇn cao ¸p vµ h¹ ¸p nèi chung víi trôc m¸y ph¸t ®iÖn, do ®ã ®iÖnn¨ng s¶n xuÊt ra bao gåm ®iÖn n¨ng phÇn cao ¸p vµ h¹ ¸p s¶n xuÊt ra: N® = N®1 + N®2 (7-16) L−îng ®iÖn n¨ng do phÇn cao ¸p s¶n xuÊt ra: N®1 = G1(i0 - in) ηt®T. ηco.ηmp (7-17) L−îng ®iÖn n¨ng do phÇn h¹ ¸p s¶n xuÊt ra: N®2 = G2.(in - ik) ηt®T. ηco.ηmp (7-18)Hay: N®2 = (G1 - Gn) (in - ik) ηt®T. ηco.ηmp (7-19)vµ cung cÊp cho hé dïng nhiÖt mét l−îng nhiÖt lµ: Qn = Gn.(in - in). ηt®n (7-20)trong ®ã: G1 lµ l−u l−îng h¬i ®i vµo phÇn cao ¸p, G2 lµ l−u l−îng h¬i ®i vµo phÇn h¹ ¸p, i0 lµ entanpi cña h¬i vµo tuanbin øng v¬i ¸p suÊt p0, in lµ entanpi cña h¬i ra khái phÇn cao ¸p øng v¬i ¸p suÊt pn, ik lµ entanpi cña h¬i ra khái tuanbin øng v¬i ¸p suÊt pk, Lo¹i tuèc bin h¬i nµy cã thÓ dïng ch¹y phô t¶i ngän vµ ®iÖn s¶n xuÊt ra ®−îcnèi lªn m¹ng l−íi cña vïng hoÆc quèc gia. H×nh 7.13. tuèc bin ng−ng h¬i H×nh 7.14. tuèc bin ng−ng h¬i cã mét cöa trich ...