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地球上的新能源「你知道有哪些新能源」

时间:2022-12-27 18:05:38来源:搜狐

今天带来地球上的新能源「你知道有哪些新能源」,关于地球上的新能源「你知道有哪些新能源」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

长期以来我们一直忽视了一种能量的存在,这就是大气压能。在能源日趋紧张的今天,当我们在探讨各种清洁能源技术的同时,为什么没有想到这种地球赐予我们的天然宝贵能源呢?

1. 什么是大气压能水力循环发电站

大气压能水力循环发电站是以地球环境大气压力能量为基础,以固体燃料乙醇为工作燃料,将水提升到一定高度后释放冲击水轮机机组发电的一种创新型发电技术。目前,在国内和国际科学界以及电力工程领域都没有这种概念和装置出现,在这一应用领域还属空白。

2. 地球大气压简介

地球表面的被大气层所包裹。其大气会对处于其中的物体产生压强,我们称它为大气压强,简称为大气压。大气压产生的原因:由于大气受到重力作用;而且大气有流动性。证实大气压存在的实验:马德堡半球实验(1654年,德国马德堡市长-奥托.格里克设计)大气压的方向:向各个方向总是垂直物体表面.大气压是变化的:在不考虑大气温度变化这因素的影响时,大气压值随地理高度h的增加按指数规律减小,其函数图像如图所示。在2km以内,大气压值可近似认为随地理海拔高度的增加而线性减小,

由赤道向两极,随地理纬度增加,大气压总的变化规律是逐渐增大(因气候等因素影响,局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规律)。其次,晴天的大气压比阴天高。

3. 大气压能水力循环发电站物理学基础——托里拆利实验

1655年由伽利略的学生托里拆利完成

PA=PB PB=P大气压= ρ水银gh

1标准大气压:把相当于76厘米水银柱所产生的压强值称为1标准大气压。托里拆利实验的结论:

水银柱的竖直高度不变,说明大气压强与玻璃管的粗细、长短无关。

做托里拆利实验时,若玻璃管内混有少量空气,则测量的结果比实际大气压小

4. 地球的大气压强是一种能量

长期以来我们一直忽视了一种能量的存在,这就是大气压能。在能源日趋紧张的今天,当我们在探讨各种清洁能源技术的同时,为什么没有想到这种地球赐予我们的天然宝贵能源呢?来看一下大气压能的例子:把托里拆利实验的水银换成水,那么一个标准大气压能够支撑多高的水柱?

一个标准大气压能够支撑10.336米水柱,而且与管的粗细无关。也就是说,1个标准大气压能把直径10cm的水柱顶到10.336米的高度,同时也能够把直径1m的水柱顶到10.336米的高度。当然,在同等高度情况下,制造直径10cm和制造直径1m的真空所需要的能量是不同的。对于实际工程应用来说,这就由技术问题延伸出了一个经济可行性的问题。如果制造直径1m的真空或者接近真空的能耗低于行业标准煤耗(火电厂每生产1千瓦·小时的电能所消耗标准煤的数量就是标准煤耗,单位是克/(千瓦·小时)),那么,大气压能将成为一种可以利用的无处不在无时不有的免费清洁能源。

5. 大气压能——水往高处流的实验

水往低处流是自然现象。水力发电就是利用水流的自然落差来发电的。落差与流量决定了电力的输出功率。在自然条件下要让水往高处流,必须通过其它能量来完成势能的转换。能不能利用大气压力把水送到高处,以人工制造落差的方式来发电呢?当然可以,只要改变两个容器水面上的气压就可以改变容器水面的高度。实验如下:

在实验皿里注入水,用一只800mL的烧杯倒扣在皿中使水面高度到达0mL刻度,找一个塑料小盒倒入1mL工业酒精使之漂浮在水面上并点燃,接着用烧杯罩住燃烧着的酒精。在几秒以后,烧杯中燃烧着的酒精会因为缺氧而逐渐熄灭,在熄灭的瞬间,实验皿中的水会被快速吸入烧杯而使烧杯里面的水面上升高于实验皿的水面,在2秒时间内达到400mL高度。换种思路:如果以50mL刻度为单位同比例放大作为1m计算,那么,在2秒之内水被抬升了8m。这个实验原理很简单:由于酒精的燃烧消耗了烧杯中的氧气,导致杯内外大气压强的不同。杯外大气压高于杯内大气压,所以水被大气压压高了。其实并不是1mL酒精蕴藏这么大的能量,而是大气压力本身具有能量,只是这1mL酒精起到了"四两拨千斤"的作用。所以,大气压本身就是一种能量载体,关键是通过什么方式去激活这种能量。那么火源的高度和面积会对水面抬升高度有什么影响呢?由实验得出:水面抬升的高度与火源燃烧面积成正比。与火源燃烧的高度成反比。扩大燃烧面积同时降低火源高度可以获得高水位的提升。所以用燃烧的方式制造大气压的压力差从而抬升水面从技术上是可行的,关键是燃料本身的经济性。

6. 抽水蓄能罐

1. 抽水蓄能罐的结构

抽水蓄能罐是吸水排水装置,即水力动力输出罐。由钢筋混凝土建成。见下图。

抽水蓄能罐由内外两层构成外层蓝色为密封层,内层红色为燃烧层,用于隔离水和固体燃料乙醇。固体燃料乙醇放置于燃烧层底部,并装有程序控制自动点火装置。抽水蓄能罐顶部小孔是程控空气电磁阀小孔。用于在点火前关闭,在排水时打开。抽水蓄能罐底部大孔是排水口,是抽水蓄能罐吸水和排水的通道。抽水蓄能罐立于水池中,水池深度盖过排水孔不宜过多。

2. 抽水蓄能罐的布局

3. 抽水蓄能罐的出水压力分析

液体在内部任意一点产生的压强P=ρgh,深度h是该点到液面的距离。该压强与液面上方的压强之和等于液体内部该点的实际压强。液体压强具有以下性质:

①液体内部的压强随液体密度的不同而变化。

②液体压强与容器的大小及形状无关。

③液体内部压强随液体深度增加而增加。

④相同静止液体中同一高度的压强各向相同。

分析计算:假如抽水蓄能罐高7m,直径3m装满水,距底部高度1m有一直径1m的排水口,当打开排水口水流出,求抽水蓄能罐以1m为间隔各阶段的排水口出水压力变化值。

根据压强公式

进行有关计算时,关键是压力F与受力面积S的确定。由

得F=p*S∵P=ρgh

∴F(7m)= P*S=1.0*10³kg/m³*9.8N*6m*0.78m²=45864N

F(6m)= P*S=1.0*10³kg/m³*9.8N*5m*0.78m²=38220N

F(5m)= P*S=1.0*10³kg/m³*9.8N*4m*0.78m²=30576N

F(4m)= P*S=1.0*10³kg/m³*9.8N*3m*0.78m²=22932N

F(3m)= P*S=1.0*10³kg/m³*9.8N*2m*0.78m²=15288N

F(2m)= P*S=1.0*10³kg/m³*9.8N*1m*0.78m²=7644N

大气压能能否成为明日的能源之星?或许我们忽视的正是我们需要的,让我们拭目以待吧。

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