ورود به حساب ثبت نام جدید فراموشی کلمه عبور
برای ورود به حساب کاربری خود، نام کاربری و کلمه عبورتان را در زیر وارد کرده و روی «ورود به سایت» کلیک کنید.





اگر فرم ثبت نام برای شما نمایش داده نمی‌شود، اینجا را کلیک کنید.









اگر فرم بازیابی کلمه عبور برای شما نمایش داده نمی‌شود، اینجا را کلیک کنید.





کاربران برچسب زده شده

نمایش نتایج: از 1 به 2 از 2
  1. #1
    2011/10/12
    تهران
    56
    7

    ترموالکتريک در صنعت خوردو و کاهش مصرف سوخت

    ترموالکتريک (المان هاي خنک کننده)
    دانشمندي به نام «سي بک» در سال 1823 دريافت اگر محل اتصال دو فلز ناهمانند داراي اختلاف دمايي باشد، افت ولتاژ ايجاد مي شود. بعدها اين پديده به نام «پديده سي بک» شناخته شد. حالت معکوس اين پديده آن است که اگر افت ولتاژي در محل اتصال اين دو فلز حفظ شود، يکي از آنها گرم و ديگري سرد مي شود که به آن «پديده Peltier» مي گويند. در سال هاي بعد دانشمندان ديگري نشان دادند وقتي قطره آبي در محل اتصال سيم هاي فلزي ساخته شده از آنتيموان و بيسموت ريخته و جريان الکتريسيته اعمال شود، اين قطره آب يخ خواهد زد و زماني که جريان معکوس مي شود، يخ ذوب مي شود. اين موضوع از اصول سرمايش ترموالکتريکي به شمار مي رود. علت اين پديده آن است که الکترون ها حامل انرژي گرمايي هستند و مي توانند توسط اعمال ولتاژ از باتري، از انتهاي سرد به انتهاي گرم حرکت کنند. بر اين اساس حدود دو دهه بعد موضوع ساخت يخچال هاي ترموالکتريکي براي خانه ها مطرح شد که در آنها از نيمه هادي ها بهره گرفته شد. بعدها اين موضوع به علت محدوديت در سرمايش توسعه چنداني نيافت ولي مثلاً در خودرو براي خنک کردن نوشابه مورد استفاده قرار گرفت. امروزه با توجه به افزايش قيمت حامل هاي انرژي در سطح جهان، دانشمندان در پي آن هستند که با بهره گيري از مواد ترموالکتريک بتوانند حرارت هاي ناخواسته را به اين مواد اعمال کرده و الکتريسيته توليد کنند. يکي از مشهورترين اين حرارت هاي ناخواسته همانا حرارت خروجي از اگزوز خودرو است که گروه هاي زيادي از محققان سعي در بهره برداري از اين حرارت دارند.(علاقه مندان به ديگر روش هاي جديد براي توليد برق مي توانند به مقاله «منابع تازه انرژي در راه است» روزنامه اعتماد، مورخ 28/3/87 مراجعه کنند.)
    خودروي شما بين 70- 60 درصد از انرژي ورودي را به صورت گرما هدر مي دهد. اين در حالي است که با افزايش کارايي مواد ترموالکتريک مي توان اين شرايط را تغيير داده و اين حرارت را به الکتريسيته تبديل کرد.
    همان طور که مي دانيد در موتورهاي بخار از حرارت براي توليد بخار جهت به حرکت درآوردن تجهيزات استفاده مي شود. همان طور که بيان شد، در تجهيزات ترموالکتريکي نيز به طريق مشابه مي توان از حرارت براي حرکت الکترون ها در مسير مورد نياز بهره جست. از آنجايي که در اکثر تجهيزات مکانيکي و الکتريکي حرارت غيرمفيد توليد مي شود، مي توان با بهره گيري از مواد ترموالکتريک از اين حرارت مقادير زيادي انرژي مفيد به دست آورد.
    مطالب فوق بدان معني است که با قرار دادن قطعات کوچکي از مواد ترموالکتريک در سطوح گرم يا داغ(مثل اگزوز خودروها يا پروسسور کامپيوترها)، مي توان انرژي توليد کرد.
    البته مشکل اينجا است که مواد ترموالکتريک کنوني داراي راندمان پاييني هستند. اين راندمان توسط عدد ZT (ZT figure) تعريف مي شود. بايد گفت به رغم چندين دهه پژوهش هنوز بهترين مواد ترموالکتريک داراي عدد ZT نزديک به يک هستند و فقط زماني که بتوان اين عدد را به حدود 3 تا 4 رساند، مي توان اين روش را با ديگر روش هاي توليد برق مقايسه کرد.
    ● بهبود راندمان
    يکي از متغيرهاي عدد ZT، مقدار حرارتي است که يک قطعه مشخص از مواد ترموالکتريک مي تواند در يک لحظه به برق تبديل کند. امروز به اثبات رسيده است که مي توان اين خاصيت را بهبود بخشيد. جوزف هرمانس و ولاديمير يوويچ از دانشگاه ايالتي اهايو روشي را براي تغيير اين خاصيت در ماده تلوريد سرب(مرسوم ترين ماده ترموالکتريک) يافته اند.
    اساساً درون ماده تلوريد سرب تعداد معدودي الکترون با امکان دارا بودن انرژي کافي براي تبديل حرارت به الکتريسيته وجود دارد. اصطلاحاً به اين انرژي، انرژي يا سطح فرمي گفته مي شود.
    افراد فوق الذکر در آزمايش هاي خود دريافتند با افزودن مقادير کمي تاليم به ترکيب تلوريد سرب مي توان الکترون هاي بيشتري را به اين سطح از انرژي رساند. اين موضوع به دليل رزونانس(تشديد) مناسب بين الکترون هاي موجود در تاليم با ماده تلوريد سرب است.
    آزمايش ها نشان مي دهد بهترين کارايي معجون تاليم با تلوريد سرب، در دماي 510-230 درجه سانتيگراد حاصل شده است که اين معادل دماي موتور خودروها است. ضمناً در دماي 510 درجه سانتيگراد عدد ZT به 5/1 مي رسد.
    ● تلفيق دو راهکار
    هرمانس مي گويد؛«در سال 2006 پروفسور ماهانتي از دانشگاه ايالتي ميشيگان موفق به محاسبه رزونانس خاص بين الکترون هاي تاليم و الکترون هاي اتم تلوريم شد.»
    البته اوايل اين سال ژيفنگ رن و گروه همکارش از کالج بوستون در ماساچوست توانسته بودند ماده ترموالکتريکي با عدد ZT معادل 4/1 را از روش ديگري توليد کنند. آنها به روش فيزيکي ساختمان کريستالي تلوريد بيسموت، آنتيموان را به نحوي تغيير دادند تا حرارت عبوري از اين ماده کاهش يابد و بدين طريق نسبت حرارت تبديل شده به الکتريسيته افزايش يابد که اين به معني افزايش راندمان است.
    در اين باره رن متذکر شده است؛«پس از دستاوردهاي ما در زمينه بهبود عدد ZT اکنون زمان مناسبي براي مشاهده نتايج به دست آمده توسط هرمانس ويوويچ است.» يوويچ نيز مي گويد؛«نکته جالب آن است که حالا ما مي توانيم ديدگاه جديد خود را با ديدگاه جديد گروه رن در هم بياميزيم. هر چند تخمين محدوده ZT حاصل از اين تلفيق کار سختي است ولي واضح است که به عدد ZT بالاتر از 5/1 خواهيم رسيد.»
    ● تئوري در مرحله اجرا
    همان طور که ذکر شد، با استفاده از گازهاي بدبوي خروجي از اگزوز خودروها مي توان مصرف سوخت خودرو را کاهش داد. اخيراً وزارت انرژي امريکا از خودروسازان خواسته است با به خدمت گرفتن انرژي اتلافي در اگزوز خودروها، مصرف سوخت را به ميزان 10 درصد کاهش دهند و محققان نيز درتلاشند به اين هدف تعيين شده، دست يابند. شرکت جنرال موتورز در حال رسيدن به اين هدف است ولي بايد اذعان کرد اين شرکت در اين مسير تنها نيست و يکي از زيرمجموعه هاي خودروسازي BMW به همراه دانشگاه ايالتي اهايو توجه خود را روي اين موضوع معطوف کرده اند. نهايتاً اين موضوع به بحث «مواد ترموالکتريک» مربوط شد. نبايد فراموش کرد اين بحث دربرگيرنده دانشي است که طي آن سعي مي شود از اختلاف دما براي توليد الکتريسيته و برق استفاده کرد و براي رشد اين دانش نيز هيچ زماني بهتر از دوره کنوني نيست که قيمت سوخت افزايش يافته است و همه از راهکارهاي صرفه جويي در مصرف سوخت حمايت مي کنند.
    يانگ که يکي از محققان شرکت جنرال موتورز است، اظهار مي دارد با قرار دادن صفحات فلزي خاص در اطراف اگزوز خودروي شورولت مدل Suburban توانسته اند 5 درصد از مصرف سوخت اين خودرو بکاهند که اين به معني افزايش مسافت يک مايل به ازاي هر گالن سوخت است که در خودروهاي کوچک تر، کاهش مصرف سوخت بيش از اين ارقام خواهد بود. بايد توجه داشت شرکت جنرال موتورز اعلام کرده است رسيدن به کاهش 10 درصدي در مصرف سوخت، فقط در خودروهاي ساخت اين شرکت باعث صرفه جويي معادل 100 ميليون گالن سوخت در سال براي امريکا خواهد شد. از نظر يانگ «اين موضوع بسيار جذابي است.»
    در همين ارتباط وزارت انرژي امريکا با پرداخت قسمتي از هزينه اين تحقيقات به خودروسازان توانسته است آنها را در ساخت يک ژنراتور ترموالکتريک براي کاميون هاي سنگين ياري کند. 12 سال پيش، اين مولد تست هايي معادل 550 هزار مايل را از سر گذراند. فير بانکز مدير توسعه تکنولوژي ترموالکتريک اين وزارتخانه است. او متذکر شده است موفقيت دستگاه فوق به راه اندازي يک رقابت در سال 2004 منجر شد تا دستگاهي ساخته شود که بتواند يا جايگزين دينام شود يا به عملکرد آن کمک کند.
    براي اين رقابت سه گروه انتخاب شدند که شرکت جنرال موتورز و شرکت BSST که از سازندگان مواد ترموالکتريک به شمار مي رفت، روي خودروهاي سواري متمرکز شدند و دانشگاه ايالتي ميشيگان توجه خود را به کاميون هاي سنگين معطوف کرد. او مي افزايد ساخت ژنراتورهاي ترموالکتريک طي سه سال آينده به توليد انبوه خواهد رسيد. او مي گويد؛«اين فناوري احتمالاً در کوتاه ترين زمان بيشترين تاثير را خواهد گذاشت.»
    اساساً اين فناوري شبيه چيزي است که سازمان ناسا براي توليد الکتريسيته در کاوشگر هاي فضايي به خدمت مي گيرد، چون در آنجا نيز تجهيزات مستعد سايش وجود دارند. امروزه حدود 30 سال است که از فناوري ترموالکتريک در کاوشگرهاي فضايي استفاده مي شود.
    همان طور که بيان شد دستگاه هاي ترموالکتريک به دو صورت کار مي کنند، يعني اگر به آنها برق داده شود، مي توان از آنها براي سرمايش يا گرمايش استفاده کرد ولي اگر بر آنها اختلاف درجه حرارت اعمال شود، مي توان از آنها الکتريسيته گرفت.
    البته خودروسازان بر کارکرد دوم آن متمرکز شده اند. اين بدان خاطر است که در يک موتور احتراق داخلي فقط حدود يک چهارم از انرژي بنزين صرف چرخاندن چرخ ها مي شود و حدود 40 درصد از اين انرژي از اگزوز خارج مي شود و حدود 30 درصد باقيمانده نيز از طريق خنک کردن موتور از بين مي رود. اين بدان معني است که حدود 70 درصد از انرژي سوخت هدر مي رود. حال اگر بتوان قسمتي از اين انرژي را بازيابي و به الکتريسيته تبديل کرد، مي توان بهره وري از سوخت را افزايش داد.
    قابل ذکر است که يک خودروي شورولت مدل Suburban طي يک سيکل ترافيک شهري حدود 15 کيلووات توان حرارتي را از اگزوز خارج مي کند که با اين توان قادر خواهيم بود سه يا چهار کولر گازي را به طور همزمان به کار بگيريم.
    البته از آنجايي که نمي توان تمامي حرارت خروجي از اگزوز خودرو را تحت کنترل درآورد، بنابراين طبق اطلاعات موجود هنگامي که سرعت اين خودرو حدود 60 - 50 مايل در ساعت است، اين مولد مي تواند 800 وات توان توليد کند. با اين ميزان الکتريسيته مي توان تجهيزاتي از قبيل دستگاه GPS، دستگاه دي وي دي، راديو و احتمالاً پمپ آب خودرو را به کار انداخت.
    قرار است دستگاه ساخته شده توسط گروه يانگ سال آينده در اين خودروي شورولت به خدمت گرفته و آزمايش شود. البته قرار است دستگاه ساخته شده توسط محققان دانشگاه ايالتي اهايو و شرکت BSST نيز در سال 2009 روي يک خودروي BMW نصب شود.
    همان طور که قبلاً نيز بيان شد، ژنراتورهاي ترموالکتريک با گرم شدن يک قطعه فلزي شروع به کار مي کنند. چون الکترون هاي برانگيخته شده به سمت قسمت فلزي سرد حرکت مي کنند که اين حرکت باعث ايجاد جريان الکتريسيته مي شود.
    هنوز مشخص نيست قيمت اين ژنراتور به چه ميزان قيمت خودرو را افزايش مي دهد و بر اين اساس دانشمندان به دنبال آن هستند که اين دستگاه را اقتصادي تر کنند. بل رياست شرکت BSST را بر عهده دارد که يکي از زيرمجموعه هاي شرکت Amerigon Inc است. او در مورد اين ژنراتور مي گويد؛ «تا تجاري سازي اين مواد ترموالکتريک در خودروها چند مرحله ديگر وجود دارد، ولي ما خوشبين هستيم مي توانيم با موفقيت از پس آنها برآييم.»
    البته شرکت BSST هم اکنون در پروژه ديگري ضمن همکاري با شرکت Ford Motor Co، قرار است بر پايه مواد ترموالکتريک سيستم هايي را براي کنترل شرايط آب و هوايي توسعه دهد.
    در اين پروژه شرکت فورد سيستمي را خواهان است که به جاي آنکه هميشه مقدار زيادي هوا را به درون تمامي فضاي خودرو بدمد تا دماي اتاق خودرو را تغيير دهد، به گونه يي عمل کند که فرد احساس خنکي کند.
    مارانويل يکي از محققان شرکت فورد است. او در مورد اين پروژه مي گويد؛ «ما فکر مي کنيم مي توانيم سريع تر احساس خنک شدن را به افراد منتقل کنيم تا سريع تر احساس آرامش کنند و اين در حالي است که توان کمتري نيز صرف سيستم تهويه مطبوع خودرو خواهد شد.»
    البته شرکت هوندا نيز از تحقيق هاي دانشگاهي در زمينه سيستم هاي ترموالکتريک حمايت مي کند ولي يکي از سخنگويان آنها اعلام کرده است شرکت آنها داراي برنامه تحقيقاتي در اين زمينه نيست.
    (همان طور که در مقاله «شيوه هاي تامين انرژي در خودروهاي جديد» روزنامه اعتماد، مورخ
    30/4/87 ذکر شد، قرار است در نسل جديد خودروهاي هيبريدي پريوس مجموعه يي از سلول هاي خورشيدي روي سقف آنها تعبيه شود که در صورت تحقق اين موضوع و به کارگيري مواد ترموالکتريک در خودروهاي جديد مي توان تصور کرد وضعيت توليد الکتريسيته در خودروها به چه ميزان تغيير کرده و بهبود خواهد يافت.)
    با توسعه مواد ترموالکتريک مي توان اميدوار بود در آينده بتوان از انرژي هاي حرارتي اتلافي در نيروگاه هاي برق و به خصوص دود خروجي از توربين هاي گازي، مجدداً الکتريسيته توليد کرد.

    استفاده ترمو الکتريک در 1830_1870
    ايران کشوري ست که مردم اش بجاي حل مشکلاتشان سعي مي کنند به بهترين شکل خود را با آن تطبيق دهند ...!
  2. #2
    2008/04/05
    تهران
    1,095
    20

    پاسخ : ترموالکتريک در صنعت خوردو و کاهش مصرف سوخت

    با این عکسه حال کردم
    پس رادیو نفتی به اینا میگن
    بت در بغل و به سجده پیشانی ما کافر زده خنده بر مسلمانی ما
    اسلام به ذات خود ندارد عیبی هر عیب که هست در این مسلمانی ماست
نمایش نتایج: از 1 به 2 از 2

موضوعات مشابه

  1. طراحی یک مدار ابداعی جهت کاهش مصرف باتری
    توسط mehran901 در انجمن مدارهای آنالوگ و مدارهای مجتمع
    پاسخ: 17
    آخرين نوشته: 2015/06/28, 00:49
  2. نرم افزار کاهش مصرف رم مرورگرها
    توسط zipik در انجمن كامپيوتر ، اينترنت و علوم مرتبط
    پاسخ: 0
    آخرين نوشته: 2014/08/31, 07:58
  3. کاهش مصرف برق کولرهاي آبي
    توسط sadeqkiller در انجمن ترانسفورماتورها و ماشين هاي الکتريکي
    پاسخ: 2
    آخرين نوشته: 2013/08/26, 07:45
  4. کاهش مصرف رله 5 ولت
    توسط sina1359 در انجمن مدارهای آنالوگ و مدارهای مجتمع
    پاسخ: 94
    آخرين نوشته: 2012/05/16, 19:57
  5. کاهش مصرف برق توسط دیمر
    توسط starter150 در انجمن مفاهیم پایه برق و الکترونیک
    پاسخ: 7
    آخرين نوشته: 2012/04/15, 23:35

کلمات کلیدی این موضوع

علاقه مندي ها (Bookmarks)

علاقه مندي ها (Bookmarks)

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •