Физика кафедрасы
Теңіз және мұхит толқындарының энергиясы
жүктеу/скачать 6,09 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тартылыс құбылысынан туатын ығысу энергиясы
- Толқын энергияларын түрлендіру негіздері
| Теңіз және мұхит толқындарының энергиясы
Дүниежүзілік мұхиттың энергия қорының зор екені белгілі, өйткені жер бетінің үштен екі бөлігін (361 млн. шаршы км) мұхиттар мен теңіздер алып жатыр. Тынық мұхитының экваториясы 180 млн. шаршы. км-ді, Атлант мұхитынікі – 93 млн. шаршы км, Үнді мұхиты –75 млн. шаршы км. экваторияны алып жатыр. Мұхит ағыстарының кинетикалық энергиясы 1018Дж мөлшермен бағаланады. Бірақ адамзат бұл энергияның өте аз бөлігін ғана пайдаланып келеді [1,6,11,14,25]. Дүниежүзілік мұхит энергиясының негізі – оның күн сәулесін жұту нәтижесінен туады, мұхитқа энергия тағы да космостық денелердің өзара әсерлесуінің және планетаның су маңыздары жасайтын тасқындарының нәтижесінен және де алыс планета тереңінен түседі. Су және ауа массаларының қозғалысы арқасында мұхиттың энергия қоры бүкіл планетаға тасымалданады, сонымен қатар экватор мен 700 с. е. арасындағы орташа есеппен алғанда 40% жылу мұхит ағыстарымен, ал 200 с. е-те 74% энергия тасымалданады [6,14,33,41]. Күн сәулесінің энергиясы шамамен 2/3 бөлігі мұхитқа және құрлыққа түсіп оның бетінде көптеген өзгерістерге ұшырайды: 43% жылуға түрленеді, булануға және жауын-шашын құрауға 22%, өзендерге, желге, толқындарға, мұхиттағы әртүрлі ағыстарға энергия беруге 0,2% /14,15/. Тартылыс құбылысынан туатын ығысу энергиясы Бүгінгі таңда біз білеміз, теңіз суларының ретті қозғалысы сияқты табиғаттың зор құбылысы Ай мен Күннің тартылыс күшін тудырады. Тасқындық толқындардың энергетикалық потенциалы – 3 млрд. кВт-ты құрайды. Мұхит энергиясын пайдаланудың ең дұрыс әдісі бұл – тасқындық электр стансаларды салу болып есептеледі. Мұхит ағыстарының энергиясыМұхит зерттеушілер тобы Флорида жағалары жанындағы Гольфстрим ағысы 5 миля/сағ екенін байқады. Бұл жылы су ағынын пайдалану идеясы өте қызықтырарлық болды. Толқын энергияларын түрлендіру негіздері Теңіз толқындарынан үлкен мөлшерде энергия алуға болады. Терең судағы толқындармен тасымалданатын қуат, олардың амплитудасы мен периодының квадратына пропорционалды. Сондықтан үлкен қызығушылықты толқын бетінің бірлігінен орташа есеппен 50-ден 70 кВт/м бере алатын үлкен амплитудасы бар ұзын периодтты толқындар тудырады. Толқындық энергетикалық құрылғылардың көп мөлшері терең судағы толқындардан энергия алу үшін жасалынады. Ол теңіздің орташа тереңдігі D, толқын ұзындығының жартысынан көп болатын шартында болатын толқынның ең жалпы түрі [1,11,25,48]. Терең судағы толқындарда сұйықтықтың ілгерлемелі қозғалысы жоқ. Сұйықтықтың жоғарғы беткі қабатында оның бөлшектері аорбитасымен радиусы толқын амплитудасына (16.1-сурет) тең айналмалы қозғалыс жасайды. 29- сурет. Толқынның кейпі Терең судағы беттік толқын үшін жиілік пен ұзындық арасында тәуелдік орнататын қатынас (16.1) Толқын қозғалысының периоды: (16.2) Толқын шебіндегі сұйықтық бөлшегінің жылдамдығы: . (16.3) Толқын бетінің х бағытымен орын ауыстыру жылдамдығы: . (16.4) с-жылдамдығын сұйық бетінде пайда болатын толқын таралуының фазалық жылдамдығы деп атайды. Бұл шама толқын амплитудаларына тәуелді емес және белгісіз себептермен толқындағы сұйықтық бөлшектерінің қозғалыс жылдамдығымен байланысты. Толқын таралу бағытындағы ұзындық бірлігіне сәйкес келетін толық кинетикалық энергия . (16.5) Толқынның нормалдық потенциалдық энергиясы дәл сондай шамаға тең . (16.6) Толық аудандық бет бірлігінің толық энергиясы кинетикалық және әлеуетік энергиялардың қосындысына тең . (16.7) жүктеу/скачать 6,09 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|