工程热力学论文.doc

目录
太阳能热机发电 2
前言 2
一、太阳能发电类型 2
. 太阳光发电(亦称太阳能光发电) 2
. 发电(亦称太阳能热发电) 2
二、 太阳能热机发电原理 2
. 能热机发电系统 2
三、热力学分析 3
四、前景展望 9
太阳能热机发电
前言
太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的亲睐,在人们生活、工作中有广泛的作用,其中之一就是将太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光,把水烧至沸腾变为水蒸气,然后用来发电。

太阳能发电类型
太阳光发电(亦称太阳能光发电)
太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式,在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。
发电(亦称太阳能热发电)
太阳能热发电是先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能,它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能,如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机(如汽轮机)带动发电机发电,与常规热力发电类似,只不过是其热能不是来自燃料,而是来自太阳能。今天我们主要来看一下太阳能热能发电的第二种情况——通过热机发电。
太阳能热机发电原理
能热机发电系统
太阳能蒸发器太阳能真空管、联集箱、导管、控制阀、安全阀、保温箱体、冷却器;
热机(活塞式发动),主要包括发动机箱体、活塞、连杆、曲轴、进排气阀、控制凸轮、发电机等。
原理
太阳能集热器内装有介质,集热管吸收太阳辐射使介质蒸发,产生高温高压蒸汽,这种高温高压蒸汽经管路进入热机,
热机曲轴连接着活塞,高压蒸汽的膨胀使活塞通过连杆对曲轴做功,曲轴的一端连接发电机,发电机随曲轴同步旋转,产生电流。热机在进气阀和排气阀的作用下使高温蒸汽变为低温低压蒸汽,并通过排气阀排出,排出的蒸汽的温度仍然很高,需要进入冷却箱冷却成液体,液体进入注射阀,补压进蒸发器回用。
所以说,其实太阳能热机发电其实就是简单的将太阳能转化为热能之后利用热机将热能转化为机械能最终转化
为电能。
所以说我们要想更加高效率的利用太阳能最好的方法意一是:在根本上增加光能的吸收效率,但这与热力学知识无关我们不做探讨。二是提高热能的利用效率。
热力学分析
就最原始的动力的循环可知
所以,如果我们想要提高热能的利用率,我们就要增加净功量——即增加热能的吸收,即降低q1。
T1 失去Q1– Q2
T2 无得失
= Q1– Q2
有最原始的热力学分析我们可以简单地得出,如果要提高热机效率,原则上必须增加热量的输出,降低热量的流失,(即火用的升高,火无的降低。)所以我们在进行太阳能利用时可以寻找新的材料,提高热能的吸收。而另一个途径就是降低热量的流失,就此我们不妨看一下卡诺循环,以此来了解一下理想气体提高热效率的途径有哪些。
第二类永动机不可能实现
讨论:
由卡诺循环我们可以很明显的看出提高热机效率的方法:提高吸热环境的温度,降低放热环境的温度。但是在实际应用中还用很多因素影响热机效率:
但是在实际应用中提高吸热环境的温度和降低放热环境的温度几乎无法实现,或者在实现过程中热损