Термоэлектрогенератор

Эта страница должна быть пересмотрена/обновлена

Эта статья содержит устаревшие данные, необходимо сверить и обновить информацию.
Причина: Эта страница должна быть обновлена тем, у кого есть опыт работы с ТЭГ. К тому же, он теперь доступен только на синдибазе!

Внимание! Для постройки данного типа двигателя необходимо знание работы труб и газов. (см. подробнее руководство по атмосферным технологиям).

Что это такое?

Термоэлектрогенератор в рабочем режиме

Термоэлектрогенератор (ТЭГ) - это альтернативный источник энергии для станции, который изначально расположен только на исследовательской базе Синдиката. Для получения такого генератора на основную станцию направьте официальный запрос Центральному Командованию с помощью факса. Для его установки вам понадобится лишь знание основных принципов атмосии и немного времени. Простая конфигурация, использующая исключительно охладитель (freezer) и нагреватель (heater) может в среднем достигать 2 мегаватт выработки, что сопоставимо с выработкой теслы или сингулярности в стандартной конфигурации, но при этом не может никак навредить станции, кроме утечки газов из контуров.

Установка и запуск ТЭГа

ТЭГ состоит из трех частей: собственно термоэлектрогенератор (Thermoelectric Generator) , циркулятор (circulator) и теплообменник (heat exchanger) которые стоят слева и справа соответственно. Для работы вам понадобится мультитул (Multitool) , так как настройки по умолчанию не всегда соответствуют требуемому и нет нужды в макаронах из труб.

Стандартная настройка ТЭГ: Левый циркуляционный насос - холодным контур, правый - горячий контур; оба циркуляционных насоса забирают газ с южной стороны и выпускают газ с северной стороны. Используя мультитул, вы можете изменить, как направления входа газа (используя по насосу), так и поменять местами холодный и горячий контуры (используя по центральному блоку).

Также необходимо знать, что насосы ТЭГ не перекачивают газы самостоятельно и им требуется, как минимум, газовый насос (Gas Pump) для циркуляции газа по системе труб.

Для вывода энергии под основным блоком требуется «узел» кабеля. Следует ограничивать выходящую энергию при помощи SMES или подключать напрямую к объекту, что требует большие объемы энергии, так как вырабатываемая мощность явно будет превышать 1 мегаватт, что приведет к разрядам ЛКП (APC)об экипаж, что нанесет им вред.

После сборки ТЭГа необходимо закачать газ в оба его контура с помощью канистр или напрямую из хранилища газов. Для первого запуска рекомендуется подать минимальное количество газа в оба контура для проверки, доработки и избежания протечки. В ином случае вам придется откачивать весь газ из контуров или комнаты ТЭГа вручную.

В качестве теплоносителя рекомендуется выбирать чистый газ, так как при работе со смесями под высоким давлением возможны перебои в работе

Принцип работы и увеличение выработки ТЭГа

«Неважно, насколько красива твоя теория, неважно, насколько ты умен. Если это не согласуется с экспериментом, это неправильно». — Ричард П. Фейнман.

ТЭГ использует разницу температур под высоким давлением для выработки энергии с совершением теплообмена, принцип основан на эффекте Зеебека. Это означает, что основа конструкции для работы двигателя состоит именно в настройке данного потока таким образом, чтобы оба контура работали и поддерживали максимальное давление при максимальном минимуме температур на холодном контуре и максимуме на горячем.

А теперь перейдем к механике работы двигателя более подробно. Нужно понимать, что генерация энергии напрямую зависит от теплоемкости газа, который мы используем и для горячего и для холодного контура. Из этого следует, что самым производительным для ТЭГа газом является плазма, т. к. имеет наибольшую теплоемкость.

(Эксперимент. Построим два идентичных термоэлектрогенератора, но один будет использовать азот, а второй плазму. Количество молей вещества в обоих ТЭГах будет одинаково. Сравнивая их конечную выработку, мы можем увидеть, что ТЭГ на азоте будет выдавать около 100 Мв, а ТЭГ на плазме около 550 Мв энергии)

Когда газы проходят через циркулятор, берется дельта их температуры, т. е. от температуры горячего контура отнимается температура холодного и перемножается с теплоемкостью обоих контуров. (упрощенная формулировка). Из этого следует то, что на выходе обоих циркуляторов температура будет холоднее/горячее, чем на входе в зависимость от контуров. Если принять во внимание вышесказанное, мы понимаем, что нам нужно создать как можно большую температуру в горячем контуре и как можно меньшую - в холодном.

Но не все так просто...

Газы, проходя через циркулятор, используют формулу идеального газа, т. е. чем больше дельта между входом и выходом циркулятора, тем большая концентрация вещества будет использована для проверки теплоемкости, потому что теплоемкость рассчитывается на каждый моль вещества. Опираясь на формулу идеального газа, мы понимаем, что повысить дельту между входом и выходом циркулятора можно путем повышения температуры, но такая опция недоступна для холодного цикла. Зато мы можем повлиять на давление путем увеличения общей концентрации газа в обоих контурах. Из этого следует то, что чем выше давление в любом из контуров, тем выше будет и дельта между входом и выходом циркуляторов. Значит, больше газа поступит для вычисления теплоемкости. Не забывайте, что теплоемкость напрямую задействуется для вычисления энергии.

Из всего вышесказанного физического непотребства следует то, что мы не только должны охлаждать или нагревать температуру газа в соответствующих контурах, но и увеличивать его концентрацию. Так же не стоит забывать про зависимость увеличения объема газа от температуры, а именно: чем выше температура газа, тем больше давления и объема он будет создавать, а значит, в холодный контур всегда должно поступать больше газа, чем в горячий, так как горячий газ будет занимать больший объем. ( Старайтесь заливать примерно 4 к 1 газа в пользу холодного контура).

Закон идеального газа

PV = nRT

P - Давление в килопаскалях (кПа)

V - Объём в литрах

n - Концентрация вещества (или число молей)

R - Газовая постоянная, равная 8,31

T -Температура в градусах Кельвина

Перевод между величинами температур

Формула: °K = °C + 273,15

Где °C — градусы по Цельсию, а °K — по Кельвину соответственно.

Значение температуры абсолютного нуля — 0 °К, или −273,15 °C.

Холодный контур

Функция холодного контура – охлаждение газа, поступающего в теплообменник (heat exchanger) холодного контура. Существует три основных метода охлаждения для холодного цикла, выбор которых зависит от объема газов и температуры горячего контура:

• Охладители (freezers) – используются в установках малого количества газа, так как хоть и способен обеспечивать температуру, стремящуюся при максимальном улучшении компонентов к 0 К (-273 ℃), имеет ограничение в количестве обрабатываемого газа, что можно компенсировать улучшением компонентов или использованием нескольких холодильных установок, способен "забивать" трубы.
• Трубы теплообмена (Heat Exchange Pipe) – вариация для значительно больших объемов газа. В отличие от морозильников способен охлаждать лишь до температуры 20-22 К (-252-250 ℃), однако пропускная способность в разы выше, что позволяет без проблем создать систему для гигапаскалей (ГПа) обрабатываемого газа. Для экономии пространства вы можете накладывать друг на друга. Для повышения эффективности просто увеличьте проходимый путь газа через космос.
• Комбинация систем выше – потенциально компенсируют недостатки друг друга путем доведения охлажденного газа из космоса, имеющего меньший объем, охладителями до более низкого значения температур.

Горячий контур

Функция горячего контура– нагревание газа, поступающего в циркулятор горячего контура. Имеет 3 вариации использования:

• Нагреватели (heaters) – имеет недостатки, схожие с использованием охладителей. Малый объем прогреваемого газа, максимальная возможная температура нагрева 1413 К (1139℃).
• Камера сжигания – является относительно простой системой на сжигании плазмы в атмосфере кислорода. Главным преимуществом является получаемая температура – свыше 30-40 тысяч К, но, как и турбина, использует огромные количества кислорода и плазмы для достижения подобных температур. Рекомендуемое соотношение от 13% плазмы к 87% кислорода до 33% плазмы к 66% кислорода. Чем меньше размеры камеры – тем больше получаемая температура и меньше расход топлива. Перед использованием рекомендуется провести несколько опытов по достижению необходимого соотношения и температуры на турбине. Крайне нерекомендуемый автором метод нагрева ввиду действительно высокого потребления топлива.
• Комбинация кристалла суперматерии (supermatter crystal) и камеры сжигания. В данном случае камера сжигания является вторым этапом прогрева газа за счет задерживания в камере кислорода, выделенного кристаллом. В таком случае, нагретый газ, проходя первый циркулятор, охлаждается за счет теплообмена и в следующей камере, из-за реакции горения плазмы и кислорода, повышает температуру до еще больших значений. Зачастую за этим следует или в самой камере сгорания также присутствует вытяжка(Air Scrubber) для фильтрации углекислого газа, что повышает качество реакции горения, как в камере кристалла, так и в камере сжигания. Именно тот метод, где камера сгорания уместна за счет того, что она использует кислород и плазму, вырабатываемую кристаллом и способна автономно подпитывать огонь без вливания гигапаскалей воздуха. Не стоит забывать, что стабильная работа кристалла суперматерии осуществляется при 310 К. Следует не превышать этот порог, если не хотите взорвать половину инженерного отдела.

При использовании камер сгорания и/или кристалла суперматерии, во избежание несчастных случаев, укрепляйте пол и используйте плазменное укрепленное стекло, установленное во вне камеры, перед запуском перепроверьте закрепленность стёкол и переперепроверьте путем продува - подачи в систему малого количества газа. Утечки, в случае использования плазмы, будут визуально заметны, другие газы - по показаниям анализатора (Analyzer), газоанализатора (gas scanner) на ПДА или буквально выдавленному давлением стеклу.

Примеры конструкций ТЭГ

Структура двигателя может видоизменяться и значительно отличатся от примеров из данного руководства: занимать значительно меньше или больше пространства, иметь другие модули и камеры, параметры эксплуатации. Примеры не являются самыми эффективными методиками, а лишь раскрывают некоторые способы постройки, экспериментируйте!

Двухконтурный ТЭГ с использованием охладителей и нагревателей. Разработки синдиката. Исполнение - Furukai

Одноконтурный ТЭГ с использованием охладителей и нагревателей. Автор - MrCarrot

Адская машина пожирания плазмы и кислорода

Почему мой ТЭГ не работает?

• Проверьте соединение труб, подключение охладителей (freezers) / нагревателей (heaters) и циркулятора (circulator) / теплообменника (heat exchanger), давление до и после оных. Возможно, вы просто их не подключили.
• Проверьте мультитулом (Multitool) полярность холодного и горячего контура, а также насосов, возможно один из них неправильно настроен.
• Помните, что Газовый насос (Gas Pump) и Объемный насос (Volume Pump) имеют лимиты давления: 4500 кПа и 9000 кПа соответственно, а значит при большем давлении в системе они просто не будут перекачивать газ, в то время как вытяжка (Air Scrubber) и вентиляция (Vent)' подобного ограничения не имеют.
• Проверьте соотношение давления в термоэлектрогенераторе (Thermoelectric Generator), при большой разнице давлений в контурах он может, как снизить выработку, так и прекратить её вовсе.
• При использовании охладителей (freezers) / нагревателей (heaters) может произойти ситуация, когда при резком повышении давления в системе пропускная способность трубы резко и значительно сокращается - труба «забивается». В такой ситуации откачайте газ из системы и переустановите участок трубы, присоединённой к теплообменнику.

См. также

• Руководство по двигателю на сингулярности
• Руководство по двигателю на суперматерии
• Руководство по двигателе на тесле
• Руководство по солнечной энергии
• Руководство по турбине