Wärmetransport im Supertube Quantum Technology Group

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1 Wärmetransport im Supertube Version 2 1

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 2. Beschreibung des Wärmetransportes 2.1 Einleitung der Wärme durch einen Wärmetauscher 2.2 Transport der Wärme innerhalb des Supertubes 2.3 Abführung der Wärme durch einen Kühler 3. Beispiele 4. Zusammenfassung Version 2 2

3 1. Einleitung Quantum Technology (QT) ist eine weltweit neue Technologie, mit der Wärme praktisch verlustfrei übertragen werden kann. Im folgenden werden jetzt die einzelnen Schritte des Wärmetransportes beschrieben: Wärmeübergang von der Wärmequelle zum Supertube Axialer Wärmetransport innerhalb des Supertubes durch eine akustische Welle Wärmeübergang vom Supertube zur Wärmesenke Alle Daten sind auf den Entwicklungsstand Supertube 4th Generation bezogen Version 2 3

4 2. Beschreibung des Wärmetransportes Supertube mit Isolierung Wärmetransport Q A l E Q RE Q RA l A Wärmequelle Z.B. Wasserbad mit Heizung Bild 1: Darstellung des Wärmetransportes von der Quelle zur Senke Wärmesenke Z.B. Wasserkühler Version 2 4

5 2. Beschreibung des Wärmetransportes Q RE Q Is Isolierung Isolierung Q Is Q RA Q A Q RE Isolierung Q Is Isolierung Q Is Q RA Bild 2: Darstellung der einzelnen Schritte des Wärmetransportes Version 2 5

6 2. Beschreibung des Wärmetransportes 2.1 Einleitung der Wärme durch einen Wärmetauscher Luftwärmetauscher Supertubes Bild 3: Darstellung des Luftwärmetauschers Allgemeine Gleichungen: Konvektion Wärmeleitung Q Q RE RE = = Q Q L Kon = A L = A λ Über einen Luftwärmetauscher wird die abzuführende Wärme in die Supertubes eingeleitet. Hier gelten die physikalischen Gesetze der Konvektion und der Wärmeleitung durch die Wand des Supertubes Kon α ( T T ) W ( T T ) I A W Version 2 6

7 2. Beschreibung des Wärmetransportes 2.2 Transport der Wärme innerhalb der Supertube Durch eine vorgegebene Temperaturdifferenz von T 30 K werden akustische Wellen angeregt. Stehende Wellee Laufende Welle Bild 4: Transport der Wärme innerhalb der Supertube Die stehende Welle hat eine Phasenverschiebung von 90 und liefert keinen Betrag zum Transport der Wärme Durch eine laufende akustische Welle erfolgt der Transport der Wärme innerhalb der Supertubes Version 2 7

8 2. Beschreibung des Wärmetransportes Supertubes 2.3 Abführung der Wärme durch einen Kühler Kühler Über einen Kühler wird die ankommende Wärme von den Supertubes abgeführt. Auch hier gelten die gleichen physikalischen Gesetze der Wärmeleitung durch die Wand des Supertubes und der Konvektion Wärmeleitung Q = Q = RA Kon A Kon α ( T T ) W A Konvektion Q RA = Q L = A L λ ( T T ) I W Bild 5: Transport der Wärme aus den Supertubes in den Kühler Version 2 8

9 3. Beispiele Bild 6: Verschiedene Ausführungen der Supertubes Version 2 9

10 4. Beispiele Bild 7: vertikale Luft/ Kohle Gas Vorwärmeanlage Version 2 10

11 5. Beispiele Bild 8: Wärmetauscher Anlage für den Kraftwerk Version 2 11

12 6. Beispiele Bild 9: Verschiedene Ausführungen von Systemen Version 2 12

13 7. Beispiele Bild 10: Die Airport Landebahn Enteisungsanlage Version 2 13

14 8. Beispiele Bild 11: Das Thermal Siphon Projekt beim Qinghai - Tibet Eisenbahn Version 2 14

15 9. Beispiele Bild 12: Das Thermal Siphon Projekt beim Qinghai - Tibet Autobahn Version 2 15

16 4. Zusammenfassung Folgende Bedingungen sind beim Einsatz der Supertubes zu beachten: 1. Welche Wärme soll abgeführt werden 2. Danach Auslegung des Wärmetauscher für die Einleitung der Wärme in die Supertubes 3. Berechnung der Abmessungen der Supertubes 4. Berechnung der Isolierung der Supertubes 5. Auslegung des Kühlers zur Aufnahme der abzuführender Wärme 6. D.h. das Gesamtsystem mit ihren Komponenten müssen aufeinander abgestimmt werden Version 2 16

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