Просмотр сведений о научной статье
Обложка номера
![№3 2017](journal/archive/21/cover.jpg)
Заголовок
Гидродинамические термоэмиссионные преобразователи энергетических установок космических аппаратов со сверхдлительным сроком активного существованияАвторы
А.В. Колычев, В.А. КерножицкийОрганизация
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устиноваг. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Аннотация
Описано устройство гидродинамического термоэмиссионного преобразователя тепловой энергии в электрическую. Данное устройство заключается в том, что в его активной зоне организуется течение потоков слабоионизированной плазмы с высокими скоростями (0,5–7,0 км/с и выше). Это позволяет располагать рабочие поверхности катода и анода гидродинамического термоэмиссионного преобразователя на расстояниях, много больше характерных для классических термоэлектрических преобразователей величин в 0,3–0,5 мм. Таким образом, повышается надежность гидродинамического термоэмиссионного преобразователя за счет отсутствия необходимости поддержания малого зазора и сведения к минимуму негативных последствий изменения формы активной поверхности катода. Наличие слабоионизированной плазмы обуславливает перенос электронов за счет её движения, что приводит к ликвидации пространственного заряда над поверхностью эмиссии, что также позволяет поддерживать достаточно большой зазор (до 5 см и выше) между катодом и анодом при тех же и лучших теплоэлектрофизических характеристиках преобразования по сравнению с классическими термоэлектрическими преобразователями. При этом функционирование гидродинамического термоэмиссионного преобразователя не зависит от формы электродов, которая может меняться в течение всего срока существования, и отсутствует потребность в дистанциаторах. Это приводит к существенному повышению надежности и долговечности системы преобразования при применении любого источника тепловой энергии, обеспечивая ресурс в 15–20 лет и более непрерывной работы. При движении слабоионизированной плазмы над поверхностью катода происходит снос пространственного заряда по направлению её движения, что снижает потери напряжения между катодом и анодом и обуславливает рост КПД преобразования. По предварительным оценкам суммарный КПД преобразования может составлять 30–35 %. Вклад в данное значение вносит передача кинетической энергии движения слабоионизированной плазмы электронам эмиссии.Ключевые слова
термоэлектронная эмиссия, гидродинамический термоэмиссионный преобразователь, высокоскоростные потоки слабоионизированной плазмыСписок литературы
[1] Квасников Л. А., Кайбышев В. З., Каландаришвили А. Г. Рабочие процессы в термоэмиссионных преобразователях ядерных энергетических установок. М. : МАИ, 2001. 240 с.
[2] Цанев С. В., Буров В. Д., Ремезов А. Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций : учеб. пособие для вузов / под ред. С. В. Цанева. 3-е изд., стереотип. М. : Издательский дом МЭИ, 2009. 584 с.: ил.
[3] Бреев В. В., Губарев А. В. Панченко В. П. Сверхзвуковые МГД-генераторы. М. : Энергоатомиздат, 1988. 240 с.
[4] Патент РФ № 2538768 МПК G21C 3/40. Термоэмиссионный электрогенерирующий канал. Заявка № 2013143069/07 от 20.09.2013 / Керножицкий В. А., Колычев А. В., Атамасов В. Д., Романов А. В., Шаталов И. В., Бюл., 2015. № 1.
[5] Патент РФ № 139811 МПК G21C 3/40. Термоэмиссионный электрогенерирующий канал. Заявка № 2013145364/07 от 09.10.2013 / Керножицкий В. А., Колычев А. В., Ипатов О. С., Бюл., 2014. № 12.
Цитирование данной статьи
Колычев А.В., Керножицкий В.А. Гидродинамические термоэмиссионные преобразователи энергетических установок космических аппаратов со сверхдлительным сроком активного существования // Исследования наукограда. 2017. Т. 1. № 3. С. 126-129. doi: 10.26732/2225-9449-2017-3-126-129
Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.