Температуре конденсации

Так как при нормальной температуре концентрация основных носителей заряда намного превышает концентрацию неосновных, то прямой ток через переход на несколько порядков больше обратного. Следовательно, р—^переход обладает выпрямляющими (вентильными) свойствами.

Из (2.12) видно, что при Т -»- оо ст, -*-о„. На 2.4 зависимость о"; (1/Т) представлена в логарифмических координатах, tg a = si . При заданной температуре концентрация носителей заряда и электрическая проводимость собственного полупроводника определяются шириной его запрещенной зоны <§g.

Для частично компенсированного электронного полупроводника при любой температуре концентрация ионизированных примесей

В металлических проводниках электропроводность обусловлена свободными электронами (коллективизированными электронами). Такую электропроводность называют электронной, а сами проводники проводниками первого рода. Например, при нормальной температуре концентрация свободных электронов N, [м°], составляет в различных материалах:

При заданной температуре концентрация носителей заряда и электрическая проводимость собственного полупроводника определяются шириной его запрещенной зоны Ws.

6.58. При какой температуре концентрация собственных носителей щ в кремнии будет равна концентрации собственных носителей в германии при Г=300 К?

При неизменной температуре концентрация электронов п и время свободного пробега т неизменны, следовательно, будет неизменной и величина

ность кристалла. Так, у германия уже при комнатной температуре концентрация электронного газа достигает величины tii л* «3- 1019 м~3 и удельное сопротивление р « 0,48 Ом • м. При тех же условиях у арсенида галлия, имеющего Ея — 1,39 эВ, щ = 5 - 1014 м-3 и р » 1,5 • 103 Ом • м. Но уже при Т = 600 К Пг у арсенида галлия становится та кого же порядка, как у германия при комнатной температуре, и р мало отличается от р германия. Из изложенного вытекают следующие два важных вывода.

ция носителей весьма резко зависит от температуры и температурная зависимость их проводимости практически полностью определяется температурной зависимостью концентрации носителей. При данной температуре концентрация носителей заряда и проводимость собственных полупроводников определяется шириной их запрещенной зоны. Это наглядно видно и^ данных табл. 7Л, в которой приведена ширина запрещенной зоны и удельное сопротивление элементов IV группы таблицы Д. И. Менделеева, имеющих решетку типа алмаза. С уменьшением ширины запрещенной зоны с 1,12 (кремний) до 0,08 эВ (серое олово) удельное сопротивление при комнатной температуре уменьшается на 9 порядков.

При комнатной температуре концентрация собственных носителей заряда составляет ~ 1 • 1010 см"3 ( 40).

Присутствие оптически активных атомов кислорода в кремнии приводит к появлению полосы поглощения в области длин волн ~ 9,1 мкм, а углерода в области 16,5 мкм. Измерения проводят при комнатной температуре. Концентрация оптически активного кислорода (углеро-

Задача 6.33. Аммиачная холодильная установка холодильной мощностью Q0 — 205 кВт работает при температуре испарения ^ = —10 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем 4 = 20 °С. Определить стандартную холодильную мощность при температуре испарения f — —15 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем t\ = 25 °С, если коэффициент подачи компрессора для рабочих параметров цу = 0,7 и коэффициент подачи компрессора для стандартных параметров T)vc = 0,63. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Задача 6.34. Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью Q0 = 100 кВт работает на фреоне-12 при температуре испарения ^ = —5 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем tt — 25 °С. Определить холодильный коэффициент и стандартную холодильную мощность установки при температуре испарения t'\ = —15 °С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем t\ =30 °С, если теоретическая мощность компрессора установки NT = 26 кВт и коэффициент подачи компрессора для рабочих параметров t]v = r\Vc — 0,69. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

где AGV — изменение термодинамического потенциала лр'И «оаден'сации, практически равное энергии яопаре-<ния; а — поверхностная энергия; г —радиус сферического зародыша; V — молекулярный объем; РПер — давление пересыщенного пара; Рравн— равновесное давление пара, соответствующее температуре конденсации Т; N^ и JVf —- числа молекул, падающих на поверхность конденсации и испаряющихся с нее соответственно; i — число атомов в агрегате.

Полученные формулы (3.9) — (3.16) позволяют в зависимости от режимов загрузки, а также тех или иных эксплуатационных факторов определять минимальный температурный напор и температуры теплоносителей на выходе из теплообменного оборудования. Рассмотрим для примера особенности учета режимных факторов при определении б/ и температуры конденсации пара в конденсаторе турбины. Создающиеся при различных режимах работы энергоблока температурные напоры в конденсаторе паровой турбины определяют величину эксплуатационного вакуума в нем, соответствующего температуре конденсации отрабатавшего пара. Эта температура находится по формуле (3.15) через поверхность теплообмена конденсатора F, расход пара /)к, а также рассчитываемые величины fit и k.

Это не означает, что становятся ненужными мероприятия, направленные на повышение рабочих температур пара. Любой успех здесь крайне важен, однако в современных паровых турбинах достигнуты практически предельные параметры. Использование насыщенного пара с температурой свыше 260СС сопровождается большими трудностями, так как для этого требуется создать слишком высокое давление. Вода — вещество с не самыми лучшими термодинамическими свойствами. Вода имеет низкую критическую температуру (647,4 К), и необходим перегрев, чтобы можно было обеспечить высокие рабочие температуры пара, позволяющие добиться хорошего КПД. Для воды характерно высокое критическое давление (21,83 МПа), поэтому при работе с насыщенным паром необходимо сооружать очень дорогие трубопроводы, а при работе оборудования на перегретом паре система трубопроводов становится более протяженной, хотя массу самих труб можно уменьшить. При температуре конденсации упругость водяного пара очень мала (0,00174 МПа при 16°С), из-за чего необходимо устанавливать на конденсаторах дорогостоящие вакуум-насосы. Наконец, жидкая вода имеет высокую теплоемкость, поэтому требуется затрачивать большое количество дополнительной теплоты при более низких температурах воды, чтобы поднять ее температуру до приемлемого рабочего значения.

несколько более высокое, чем у воды, давление при температуре конденсации, низкая теплоемкость в жидкой фазе. Пары ртути, однако, чрезвычайно ядовиты. Ртуть не «смачивает» стальные поверхности, поэтому затруднена теплопередача; она действует как растворитель на железо, вследствие чего пришлось бы изготовлять трубопроводы и турбину из специальных сталей. Наконец, ртуть в требуемых количествах стоит довольно дорого.

Параметры газожидкостного цикла на N2O4 после турбины составляют 1,8 — 2,5 бар, а удельный объем N2O4 в 30 — 40 раз меньше, чем водяного пара при той же температуре конденсации (Р = 0,04 — 0,05 бар). Это позволяет увеличить мощность одного выхлопа газовой турбины на N2O4 и довести ее до 500—800 МВт (на Н2О—120—140 МВт). Кроме того, на рабочем теле N2O4 проточная часть газовой турбины может быть выполнена с малым числом ступеней, так как теплоперепа-ды в турбине на N2O4 в 2,2 — 2,5 раза меньше, чем на водяном паре [1.40]. Ниже представлены характеристики турбины на N2O4 в сравнении с турбиной на Н2О.

Поверочный расчет конденсатора производится для определения давления в конденсаторе рк при заданных значениях расхода пара в конденсатор DK температуры охлаждающей воды гв1 и ее расхода W0 B при имеющихся геометрических характеристиках конденсатора. Давление рк находится по таблицам водяного пара для состояния насыщения по температуре конденсации

На современных ТЭС и АЭС давление отработавшего пара находится в интервале от 3 до 6 кПа, что соответствует температуре конденсации водяного пара 24—36 °С. Недогрев охлаждающей воды до температуры конденсации не превышает 3— 5 °С. С учетом этого оптимальный режим работы турбоустановок в летнем режиме будет при температуре охлажденной воды 27—30 °С.

Поверочный расчет конденсатора производится для определения давления в конденсаторе рк при заданных значениях расхода пара в конденсатор DK температуры охлаждающей воды /в] и ее расхода W0 B при имеющихся геометрических характеристиках конденсатора. Давление рк находится по таблицам водяного пара для состояния насыщения по температуре конденсации

На современных ТЭС и АЭС давление отработавшего пара находится в интервале от 3 до 6 кПа, что соответствует температуре конденсации водяного пара 24—36 °С. Недогрев охлаждающей воды до температуры конденсации не превышает 3— 5 °С. С учетом этого оптимальный режим работы турбоустановок в летнем режиме будет при температуре охлажденной воды 27—30 °С.

Конденсационные термоэлектрические гигрометры позволяют определить влажность газовых сред по точке росы. Ее* значение находится по температуре конденсации влаги на охлажденную термохолодильником поверхность. В простейших вариантах гигрометров выпадение влаги определяется визуально. В таком приборе использован термоэлемент, снижающий температуру поверхности конденсации на 30 К при токе 20 А и мощности 2 Вт,