Инструменты и расчетыДля накопления энергии при торможении машины аккумулятор должен иметь
специфические свойства, обусловленные кратковременным интенсивным
протеканием процесса. Из рассмотрения, по-видимому, следует исключить
тепловые аккумуляторы, требующие преобразования механической энергии в
тепловую и обратно. Эти процессы весьма трудоемки и неэффективны, а
также имеет низкий КПД.
С улучшением использования энергии значение, увеличиваясь, стремится к
единице. Резерв кинетической энергии при этом соответственно
уменьшается. Как видим, значение достигает высоких значений при малой
скорости и больших расстояниях между остановками. Между тем современные
транспортные машины работают в основном на высоких скоростях и имеют
низкое значение, и, следовательно, большие резервы кинетической энергии,
использование которой может дать значительный экономический эффект.
Рабочий процесс каждой машины, в том числе и транспортной, обязательно
включает разгоны и замедления. Для машин непрерывного действия эти
процессы играют незначительную роль, поскольку работа носит характер
установившегося режима. Для машин же циклического действия, например
городского транспорта, процессы разгона и замедления составляют
значительную часть рабочего цикла.
Очень широкое распространение имеют комбинации («гибриды») статических и
динамических аккумуляторов одного и того же вида. Всем известный
маятник, в том числе и балансир с пружинкой в наручных часах,—гибрид
статического аккумулятора в виде поднятого груза в первом случае и
закрученной пружины во втором, и динамического в виде движущейся массы в
первом случае и раскрученного маховика — во втором.
Обычно при закачке газового аккумулятора не удается сохранить выделяемое
при этом тепло: со временем и газ, и баллон аккумулятора охлаждаются до
температуры окружающей среды. Вместе с тем тепловые аккумуляторы,
обладающие огромной удельной энергоемкостью, могут достаточно долго
сохранять накопленную в них тепловую энергию. Объединив эти два
аккумулятора, получаем экономичный процесс использования энергии сжатого
газа.
Аккумуляторы, успешно работающие в одиночку, еще лучше могут работать в
паре с другим, подходящим для этой цели аккумулятором. Мы уже говорили,
что супермаховик может помочь электромобилю преодолеть его основной
недостаток — малую удельную мощность. Действительно, если
электрохимические аккумуляторы (по данным американских ученых)
обеспечивают всего около 80 Вт/кг, а «парадной» цифрой является 150
Вт/кг, то любой маховик в состоя-пни обеспечить более 10 тыс. Вт/кг.
Но современные термосы основаны на другом принципе. Внутри пластмассовой
коробки находится так называемый сосуд Дьюара — две вставленные одна в
другую колбы, соединенные лишь у горлышка. Воздух из пространства между
этими колбами выкачан и, таким образом, теплопередача от одной колбы к
другой через конвекцию отсутствует.
Предположим, что для какого-то процесса необходимо поддерживать
температуру на уровне 600° С, и для этой цели используются тепловые
аккумуляторы. В одном из них, с фазовым переходом, в качестве
аккумулирующего вещества используется гидрид лития, который плавится при
650° С, а в другом — какой-либо металл, не плавящийся при этой
температуре. Пусть температура нагрева аккумулятора в обоих случаях
будет 700° С, а начальная — 0° С.
Традиционные методы обеззараживания воздуха, поверхностей и воды сегодня не пользуются особой популярностью в различных сферах.
Тепловые аккумуляторы известны человечеству с глубокой древности. Это и горячая зола, куда наши предки закапывали продукты для их тепловой обработки, и горячие камни, которые накаливали на огне, а затем бросали в сосуд с водой для ее кипячения. Утюг, который мы нагреваем на огне, а затем гладим им,— тепловой аккумулятор.
|
|||