Skip to main content

Lämpöpumppu ja lämmönvaihdin ovat eräitä ihmisten suurimmista keksinnöistä


Kun ajatellaan sellaista tilannetta, että ihmisen sivistys olisi Aku Ankassa, niin kuitenkin tuo sarjakuva esittelee joukon kojeita, joista voi todellisessa elämässä seurata todella vakavia asioita, kuten vammautumisia. Yksi niistä on eräässä sarjakuvassa ollut “talviunikone”, joka on oikeastaan pelkkä lämmönvaihdin. Lämmönvaihdin ei muuten tarkalleen ottaen ole sama asia kuin lämpöpumppu. Lämmönvaihdin on on oikeastaan lämpöpumpussa oleva osa, mikä siirtää lämmön toiseen elementtiin, ja kuten varmaan tiedätte, niin esimerkiksi ydinreaktorin lauhdutusjärjestelmä on oikeastaan valtavan suuri lämpöpumppu.

Tai oikeastaan voidaan kuitenkin sanoa, että kaikissa muissakin kuin ydinvoimaloissa on lauhdutin.  Lämpöpumppu on maailman yksinkertaisin väline. Siinä ilmavirta ohjataan esineen pinnassa olevan piikin ohi, jolloin lämpö siirtyy tuon neulan kautta ohi virtaavaan ilmaan. Temppu toimii muuten tavallisessa autossa niin, että esimerkiksi auton peiliin asetettuun juomatölkkiin kiinnitetään pieni rautalanka tai naula, joka sitten tehostaa lämmön siirtymistä pois tuosta esineestä.

Tämä muuten on asia, mikä saattaa aiheuttaa ihmiselle ruumiinvamman, koska tuolloin lämpö pumppautuu pois esineestä paljon nopeammin, ja se muuttuu erittäin kylmäksi, jolloin seurauksena saattaa olla erittäin pahoja paleltumia. Lämpöpumput sekä lämmönvaihtimet ovat sellaisia kojeita, että niiden kanssa pitää oikeasti olla vähän varovainen, ja esimerkiksi ydinreaktoreiden yhteydessä tavattava lauhdutuspumppu on väline, jossa ydinreaktorin jäähdytämiseen käytettävää vettä pumpataan kahden putkiston kautta niin, että ensisijainen “primäärinen kierto” on putkisto, jossa kiertävä jäähdytysneste on suoraan kosketuksissa reaktorin polttoaineen kanssa, ja siinä kierrossa käytetään usein kemiallisesti puhdistettua vettä, joka paineistetaan erittäin kovaan paineeseen.

Ja sitten tuo primäärisen kierron putkisto kohtaa lämmönvaihtimessa esimerkiksi vesistöstä pumpattavaa vettä sisältävän putkiston, jonne se siirtää sitten tuota reaktorin lämpöä. Jos tuo polttoaine-elementin kanssa  kosketuksissa oleva vesi pääsee luontoon, niin seurauksena on radioaktiivinen päästö. Nopeissa hyötyreaktoreissa, joissa Uraani 238:aa pommitetaan neutroneilla on kokeiltu esimerkiksi lyijyä sekä tinaa noissa jäähdytys-putkissa, mutta tuon nestemäisen metallin ongelmana on se, että jos lämpötila tuossa putkistossa laskee, niin silloin putkistoon tulee tukos lähes välittömästi.

Nestemäistä metallia käytetään erittäin tehokkaissa, mutta kompakteissa ydinreaktoreissa, joiden polttoaine on hyvin korkeasti rikastettua plutoniumia, koska noissa reaktoreissa on vaarana se, että niiden läpi johdettu vesi höyrystyy, jos paine tuossa astiassa laskee, jolloin seurauksena on ydinräjähdys tai vähintään reaktorin sulaminen. Tuollaista nestemäisellä metallilla jäähdytettyä reaktoria on kokeiltu mm. Neuvostoliiton ALFA-luokan sukellusveneissä, jotka olivat aikansa nopeimpia vedenalaisia taisteluvälineitä.

Kyseisten reaktorien polttoaineena voidaan käyttää esimerkiksi juuri ydinase-plutoniumia, jonka ansiosta reaktorista voidaan tehdä hyvin pieni sekä kevyt, mutta tuon järjestelmän ongelma on tietenkin nestemäisen metallin käyttö jäähdyttimessä . Nopeasta hyötyreaktorista saadaan tietenkin paljon tehoa irti, ja sen etuja ovat esimerkiksi kyky valmistaa itse osa polttoaineestaan. Noita reaktoreita pidetään kuitenkin monissa piireissä pelkkinä ydinase-plutoniumin valmistus-yksikköinä, joten niitä ei maailmassa monia ole. Kun tuossa äsken kirjoitin, niin kaikissa muissakin voimaloissa on lauhdutin, niin esimerkiksi maalämpö-voimaloissa tuo järjestelmä toimii nurin päin.  Siinä maaperän lämpöä siirretään lauhduttimeen, jossa oleva vesi sitten alkaa kiehua, ja antaa tälle järjestelmälle painetta, eli siinä sitten paineistettu vesi johdetaan turbiiniin.   

Toki maalämpö-voimaloista saadaan enemmän tehoa irti, jos siinä väliaineena käytetään ammoniakkia tai muita helposti höyrystyviä hiilivety-pohjaisia kaasuja, joiden avulla kyseisestä voimalasta saadaan enemmän tehoa irti, mutta kuitenkin ongelma on sitten noiden kaasujen myrkyllisyys sekä suuri räjähdysvaara. Tuon takia vedellä on erittäin suuri kapasiteetti tuollaisessa voimalassa, koska se on halpaa sekä myrkytöntä. Ja jos veden täyttämään putkistoon tulee halkeama, niin silloin veden voi päästää luontoon ilman sen suurempaa ympäristökuormitusta.



http://marxjatalous.blogspot.fi/

Comments

Popular posts from this blog

Schrödinger's cat: and the limits of that idea.

"In quantum mechanics, Schrödinger's cat is a thought experiment concerning quantum superposition". (Wikipedia, Schrödinger's cat). But the same thing can use as model for many other thought experiments.  Sooner or later, or at least in the ultimate end of the universe, the Schrödinger's cat will turn into wave movement. The information that this cat involved exists but the cat does not exist in its material form. The information doesn't ever vanish. It just turns its shape.  We are all trapped in the universe and time. The universe is the space that is entirety to us. There are no confirmed other universities. But the multiverse is a logical continuum for the expanding galactic megastructures.  The problem with natural things is this. They are black and white. They exist or do not exist. Could there be something, that exists and not exists at the same time?  Scrödinger's cat is thinking experiment about case their cat is not dead or not alive. But in this...

The string theory offers a new way to calculate Pi.

"Scientists discovered a new series for pi through string theory research, echoing a 15th-century formula by Madhava. By combining Euler-Beta Functions and Feynman Diagrams, they modeled particle interactions efficiently. Credit: SciTechDaily.com" (ScitechDaily, String Theory Unravels New Pi Formula: A Quantum Leap in Mathematics) People normally think that. The pi is the ratio of the circumference circle's circumference to the circle's diameter. The Pi is a mathematical constant 3.14159..., the endless decimal number. The Pi is interesting because developers can use that decimal number to make the encryption algorithms stronger.  The idea is that the encryptions program hides the message's original ASCII numbers by multiplicating those numbers with some decimal number. Or the system can add some numbers to those ASCII numbers.  "Aninda Sinha (left) and Arnab Saha (right). Credit: Manu Y" (ScitechDaily, String Theory Unravels New Pi Formula: A Quantum Le...

There are always more than three actors in the real world.

"An international research team is advancing precision timekeeping by developing a nuclear clock using thorium isotopes and innovative laser methods, potentially transforming our understanding of physical constants and dark matter. (Artist’s concept.) Credit: SciTechDaily.com" (ScitechDaily, Unveiling the Thorium Nuclear Clock and Its Time-Twisting Secrets) From Three-body problem... There are no pure three-body systems in nature. There are always more than three components in the system. For making real three-body systems we must separate those three bodies from the environment. Otherwise, there are stable effects. But nobody can predict some effects like distant supernova explosions or sun eruptions.  And one of those things that affect all bodies is time. When radioactive materials decay. That affects the stability and symmetry of the object.  Energy levels affect the existence of things like neutrons. The thorium atom clocks are next-generation tools for time measurement....