Термоэмиссионный преобразователь энергии это:

Термоэмиссионный преобразователь энергии
(ТЭП)
        термоэлектронный преобразователь энергии, термоионный преобразователь энергии, устройство для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую на основе явления термоэлектронной эмиссии (См. Термоэлектронная эмиссия). Простейший ТЭП состоит из двух электродов (катода, или эмиттера, и анода, или коллектора, изготовляемых из тугоплавких металлов, обычно Mo, Re, W), разделённых вакуумным промежутком (рис. 1). К эмиттеру от источника тепла подводится тепловая энергия, достаточная для возникновения заметной термоэлектронной эмиссии с поверхности металла. Электроны, преодолевая межэлектродное пространство (несколько десятых долей мм), попадают на поверхность коллектора, создавая на нём избыток отрицательных зарядов и увеличивая его отрицательный потенциал. Если непрерывно обеспечивать подвод тепла к эмиттеру и соответствующее охлаждение коллектора (который получает тепло от достигающих его электронов), то во внешней цепи будет поддерживаться электрический ток и таким образом совершаться работа. Так как ТЭП представляет собой по существу тепловую машину, рабочим телом которой служит «электронный газ» (электроны «испаряются» с эмиттера — нагревателя и «конденсируются» на коллекторе — холодильнике), то кпд ТЭП не может превосходить кпд Карно цикла.
         Напряжение, развиваемое ТЭП (0,5— 1 в), — порядка контактной разности потенциалов (См. Контактная разность потенциалов), но меньше её на величину падения напряжения на межэлектродном зазоре и потерь напряжения на коммутационных проводах (рис. 2). Максимальная плотность тока, генерируемого ТЭП, ограничена эмиссионной способностью эмиттера и может достигать нескольких десятков а 1 см2 поверхности. Для получения оптимальных величин работы выхода (См. Работа выхода) эмиттера (2,5—2,8 эв) и коллектора (1,0—1,7 эв) и для компенсации объёмного заряда электронов, образующегося вблизи электродов, в зазор между ними обычно вводят легко ионизируемые пары Cs. Положительные ионы цезия образуются при столкновении атомов Cs с быстрыми и тепловыми электронами как на горячем катоде (Поверхностная ионизация), так и в межэлектродном объёме (вследствие либо однократного соударения атомов Cs с быстрыми и тепловыми электронами, либо ступенчатой ионизации, при которой в результате 1-го соударения с электроном атом Cs переходит в возбуждённое состояние, а при последующих — ионизируется). В последнем случае ТЭП работает в так называемое дуговом режиме — наиболее употребительном. При используемых в современных ТЭП температурах электродов (1700—2000 К на катоде и 800—1100 К на аноде) их удельная мощность (в расчёте на 1 см2 поверхности катода) достигает десятков вт, а кпд может превышать 20%.
         По роду источника тепла различают ядерные (реакторные и радиоизотопные), солнечные и газопламенные ТЭП. В ядерных ТЭП используется тепло, выделяющееся в результате реакции ядерного деления (в реакторных ТЭП) или распада радиоактивного изотопа (в радиоизотопных). В 1970 в СССР создан первый в мире термоэмиссионный преобразователь-реактор «Топаз» электрической мощностью около 10 квт. В солнечных ТЭП нагрев эмиттера осуществляется за счёт тепловой энергии солнечного излучения (с применением Гелиоконцентраторов). Газопламенные ТЭП работают на тепле, выделяющемся при сжигании органического топлива.
         Важные преимущества ТЭП по сравнению с традиционными электромашинными преобразователями — отсутствие в них движущихся частей, компактность, высокая надёжность, возможность эксплуатации без систематического обслуживания. В настоящее время (середина 70-х гг.) достигнут ресурс непрерывной работы одиночного ТЭП свыше 40000 ч. Перспективно использование ТЭП в качестве высокотемпературного звена многоступенчатых преобразователей энергии, например, в сочетании с термоэлектрическими преобразователями, работающими при более низких температурах. В СССР, США, Франции и ряде др. стран ведутся интенсивные работы по созданию ТЭП, пригодных для массового промышленного использования.
         Лит.: Елисеев В. Б., Пятницкий А. П., Сергеев Д. И., Термоэмиссионные преобразователи энергии, М., 1970; Термоэмиссионные преобразователи и низкотемпературная плазма, М., 1973; Технология термоэмиссионных преобразователей. Справочник, под ред. С. В. Рябикова, М., 1974.
         Н. С. Лидоренко.
        
        Рис. 1. Схема термоэмиссионного преобразователя: К — катод, или эмиттер; А — анод, или коллектор; R — внешняя нагрузка; QК — тепло, подводимое к катоду; QА — тепло, отводимое от анода; 1 — атомы цезия; 2 — ионы цезия; 3 — электроны.
        
        Рис. 2. Распределение потенциальной энергии электронов в межэлектродном зазоре при недостаточной концентрации ионов цезия (1), в условиях компенсации объёмного заряда (2) и в дуговом режиме (3): УФК и УФА — уровни Ферми катода (эмиттера) и анода (коллектора); E — энергия; EК и EА — работа выхода катода и анода; ΔV3, ΔVпр и V — падение напряжения соответственно на межэлектродном зазоре, на коммутационных приводах и во внешней цепи; е — заряд электрона; d — межэлектродное расстояние.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Термоэмиссионный преобразователь энергии" в других словарях:

  • термоэмиссионный преобразователь энергии — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN thermionic heat exchangerTHX …   Справочник технического переводчика

  • термоэмиссионный преобразователь энергии — termoelektroninis energijos keitiklis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Plazminis elektros energijos generatorius, keičiantis šiluminę energiją elektros energija. atitikmenys: angl. thermoionic energy converter vok.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • термоэмиссионный преобразователь энергии — termoelektroninis energijos keitiklis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Įtaisas, tiesiogiai keičiantis šilumą elektros energija; jo veikimas pagrįstas termoelektronine emisija. atitikmenys: angl. thermoemission heat exchanger; thermoionic… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • ТЕРМОЭМИССИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ — термоэлектронный преобразователь энергии (ТЭП), устройство для непосредств. преобразования тепловой энергии в электрическую, действие к рого осн. на явлении испускания электронов нагретыми металлами (см. Термоэлектронная эмиссия). Простейший ТЭП… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • внутризонный термоэмиссионный преобразователь энергии — внутриреакторный термоэмиссионный преобразователь энергии — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы внутриреакторный термоэмиссионный преобразователь энергии EN in core thermionic… …   Справочник технического переводчика

  • ТЕРМОЭМИССИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — (ТЭП) устройство для прямого преобразования тепловой энергии плазмы в электрическую. ТЭП обычно представляет собой диод, тепловая энергия подводится к катоду, а электрическая выделяется на нагрузочном сопротивлении R0. Принцип действия ТЭП… …   Физическая энциклопедия

  • ТЕРМОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — (термоэмиссионный преобразователь) энергии, устройство для непосредств. преобразования тепловой энергии в электрическую на основе явления термоэлектронной эмиссии. Действие Т. п. как плазменного источника электрич. энергии основано на след.… …   Физическая энциклопедия

  • Термоэлектронный преобразователь — (генератор)         энергии, то же, что Термоэмиссионный преобразователь энергии. Действие Т. п. как плазменного источника электрической энергии основано на следующем процессе: с катода (поверхность горячего металла с большой работой выхода (См.… …   Большая советская энциклопедия

  • Радиоизотопные источники энергии — Один из радиоизотопных генераторов зонда Кассини …   Википедия

  • Теплоэнергетика — I Теплоэнергетика         отрасль теплотехники (См. Теплотехника), занимающаяся преобразованием теплоты в др. виды энергии, главным образом в механическую и электрическую. Для генерирования механической энергии за счёт теплоты служат теплосиловые …   Большая советская энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»