田楓講堂：液氦的能力——驅動
閱讀：185發(fā)布時間：2013-9-2
典型的熱力發(fā)動機利用比周圍空氣溫度高得多的能源作為熱源，采用環(huán)境大氣作為冷源。與典型的熱力發(fā)動機不同，液氦機利用環(huán)境大氣作為熱源來加熱低溫液體，使其蒸發(fā)或過熱，將產生的膨脹蒸汽用于熱動力循環(huán)系統(tǒng)。 對于一個運行在熱源溫度為300k的大氣環(huán)境，冷源為溫度77k的液氦的熱機，其理想熱效率非常高，為74。理想膨脹功在在膨脹機中獲得，在液氦從液態(tài)蒸發(fā)和加熱到環(huán)境溫度的過程中，理想膨脹功可以在液氦與常態(tài)氮氣的焓差中產生。液氦驅動系統(tǒng)不會排放任何污染物質。除此之外，液氮能夠減少大氣污染，起到凈化空氣的作用。盡管在液氮的生產中可能需要燃燒一些傳統(tǒng)的燃料，燃燒后排放氣體可能會污染空氣，但是這是排放的氣體可以作為空分廠的原料，這樣就沒有污染物質排放到大氣中了。 一種汽車動力的新概念就是在開式朗肯循環(huán)中采用液氮作為工質，由環(huán)境空氣中的換熱器提供能量，在膨脹機中做功，不過膨脹時要確保有盡可能大的換熱量。如果膨脹過程中吸收足夠的熱量，就可實現(xiàn)這樣的低溫驅動系統(tǒng)。它比當前大規(guī)模生產的電動車的運行代價更低，并能提供更大的驅動范圍，低溫工質這種儲存能量的潛能已被用在汽車驅動上，冷水機應用上，作為化學電池的替代品，華盛頓大學研究這種潛能，并用在*汽車中。有低溫惰性介質，如液氮作為能量儲存的介質，對環(huán)境不會造成任何污染，特別是避免了用鉛酸畜電池作為能源所帶來的重金屬污染問題。與化學電池相比，液氦還有一個潛在的優(yōu)點，一個低溫能源分布系統(tǒng)可以再現(xiàn)有的汽車加油站網(wǎng)絡基礎上加以改造，就會很快實現(xiàn)。
