| Название: | Оптимизация выходной мощности и кпд термоэмиссионного преобразователя нового поколения. Теория и эксперимент |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 08 - ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК |
| Ключевые слова: | термоэмиссионное преобразование энергии, степень черноты, порог Пирса, кулоновское рассеяние, отражение электронов от коллектора, уравнение Больцмана |
| Время действия проекта: | 2012-2014 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Эндер,АЯ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 12-08-00490 |
| Финансирование 2012 г.: | 800000 |
| Исполнители: |
Бабанин,ВИ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Бакалейников,ЛА: лаб. прикладной математики и математической физики (Руколайне,СА)
Герасименко,АБ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Колышкин,ИН: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Симонов,ПБ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Флегонтова,ЕЮ: лаб. прикладной математики и математической физики (Руколайне,СА)
Эндер,ИА: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
|
Термоэмиссионный преобразователь энергии, работающий в кнудсеновском (бесстолкновительном) режиме, обладает максимальным КПД по электронной составляющей, близким к КПД цикла Карно. Такой преобразователь будем называть ТЭП нового поколения. Он обладает существенными преимуществами по сравнению с другими преобразователями тепловой энергии в электрическую и, в частности, с ТЭП первого поколения, работающем в дуговом режиме. Если использовать высокотемпературный режим, то за счет относительного уменьшения лучистого переноса энергии с эмиттера на коллектор и полный КПД становится высоким. Такие высокоэффективные преобразователи могут быть использованы в различных энергетических установках. Это могут быть как элементы ядерных космических энергоустановок, так и наземные преобразователи солнечной энергии, в частности, верхние высокотемпературные каскады солнечной двухкаскадной установки; в качестве нижнего может быть использован термофотоэлектрический преобразователь. Возможно использование таких ТЭП для охлаждения диверторов в термоядерных установках будущего и непосредственного преобразования поступающей на них тепловой энергии в электрическую. Таким образом, возникает исключительно актуальная фундаментальная проблема - оптимизация ТЭП нового поколения с комплексным учетом влияния ряда физических явлений с целью обоснования облика перспективных энергетических установок на их основе. Для этого необходимо решить целый ряд задач. Эксперименты будут проводиться на макете ТЭП с проволочным эмиттером, что позволит оперативно и эффективно менять материалы электродов и режимы работы. Будут использованы новые методики измерения тепло - электрофизических характеристик материалов. Для блока теоретических задач необходимо развивать кинетическую теорию. В последние годы авторами проекта получены принципиально новые результаты в решении уравнения Больцмана при сильных отклонениях от равновесия. Они получат дальнейшее развитие и будут использованы при работе над данным проектом.
