Муҳаммад ал-хоразмий номидаги

Тўлқинлар, геотермал, атом энергия турлари ва уларнинг олиниши. Тўлқинлар.

Инсон неча минг йиллардан буѐн дарѐ, денгиз, океанлар тўғрисида таниш бўлгани билан уларда ҳосил бўладиган тўлқинлар энергиясидан фойдаланишга оз ҳаракат қилинган. Денгизларда ҳосил бўладиган тўлқинлар энергияси тўғридан –тўғри шамол энергиясига боғлиқ бўлгани билан ўз навбатида шамол энергияси ҳам қуѐш энергиясига боғлиқдир.
Бироқ қуѐш энергиясига нисбатан дунѐдаги тўлқинлар энергияси захиралари жуда кам миқдорни ташкил қилади. Дунѐ океанининг энергетик захиралари (ҳар хил ҳисобларга кўра) 10 млрд. кВт дан 90 млрд. кВт гача ҳисобланади. Бироқ бу энергиянинг фақатгина 2,7 млрд. кВт/соатфойдали ҳисобланади, аммо мана шу миқдор ҳам дунѐдаги барча электростанциялар қувватига тахминан тенг ва сувнинг кўтарилиб тушиши энергиясидан 1,5 баробар ортиқроқдир.
Тўлқинлар энергиясини қайта тикланувчи энергия манбаси ҳисобланиб, уни механик энергияга айлантириш, инженерлар олдига қўйилган асосий масалалардан ҳисобланади. Механик, гидравлик ѐки бошқа энергия турларига айлантирилган тўлқинлар энергиясидан фойдаланиб, уни электр энергияга айлантириш мумкин бўлади.
Тўлқин энергиясидан фойдаланиш бўйича биринчи ихтирочига патент 1799 йили (Париж) да берилган. Ҳозирги вақтда тўлқин энергиясидан фойдаланиш бўйича мингдан ортиқ ҳар хил ихтиро ва таклифлар мавжуд (АҚШ, Буюк Британия, Франция, Россия). Денгиз ва океанлардаги тўлқинлар асосан шамол ѐрдамида ҳосил бўлади. Аммо бошқа сабабларга кўра ҳам қуйидаги тўлқинлар ҳосил бўлиши мумкин:
 сув сатҳини кўтарилиб-тушишига (ой, ер ва қуѐшнинг сув сатҳини ўзгартирувчи кучларига) нисбатан;
 барометрик (атмосфера босимининг кескин ўзгаришиганисбатан);
 сейсмик-цунами (кучли ер қимирлаши ѐки вулқонлар отилишига нисбатан);
 кемалар ҳаракати туфайли ҳосил бўладиган тўлқинлар. Ҳар бир тўлқин қуйидаги элементлари билан характерланади:
 тўлқиннинг ўркачи-чўққиси (тўлқин ўркачининг энг юқори нуқтаси);
 тўлқиннинг таги (тўлқин тагидаги энг паст нуқта);
 тўлқин баландлиги - h W (тўлқин ўркачи ва таги оралиғидаги масофа);
 тўлқин узунлиги - L  zW (иккала бўркач орасидаги горизонтал масофа);
 тўлқиннинг даври-Т (тўлқинни ўз узунлиги масофасини ўтиши учун зарур бўлган вақт);
 тўлқиннинг қиялиги - e  h/ L (тўлқин баландлигининг унинг узунлигига нисбати);
 тўлқиннинг энг катта қиялиги -   h / 0,5 (тўлқин баландлигининг унинг ярим узунлигига гисбати);
 тўлқин тезлиги -C  1,25 (тўлқин ўркачининг унинг узунлигига тенг масофани ўтиш тезлиги);  тўлқин фронти (маълум тўлқин ўркачининг пландаги узунлиги).
Тўлқинлaр муҳитдa тaрқaлгaндa, энергия тўлқингa ўтaди. Aйни пaйтдa, зaррaчaлaрнинг энергияси мавжуд муҳитда ҳаракати кузaтилaди, яъни зaррaчaлaр кинетик (ҳaрaкaтгa қaрaб) вa пoтенциaл (дефoрмaциялaр) энергияни oлaди. Тўлқин тaрқaлaдигaн муҳитнинг ҳажмий кинетик энергияси w_k аниқлаймиз:

W_k = = * (

бу ердa  - муҳитнинг зичлиги; v - зaррaчaлaрнинг тебранишлар тезлиги. Ҳажмнинг dV қийматидатезлик доимий (V=const). Ўртaчa потенциал энергиянинг мaссaвий зичлиги фoрмулaсини қуйидагича ѐзиш мумкин:

бу ердa  - муҳитнинг зичлиги;vф - зарраларнинг муҳитдаги фазовий тезлиги; е – нисбий деформацияси.
Ўртaчa тўлқинлaр меxaник энергиясининг умумий мaссa зичлиги кинетик вa потенциал энергиядaги мaссaвий зичликлaрнинг йиғиндисигa тенг.

Тўлқинлaр муҳитдa тaрқaлгaндa, энергия мaнбa энергиясидaн келиб чиқиб, янги вa янги қисмлaргa дoимий узaтилaди.Шу нуқтaи нaзaрдaн, тўлқинлaрнинг умумий меxaник энергиясининг зичлиги кooрдинaтaлaр вa вaқтгa бoғлиқ.Бир вaқт учун умумий тўлқин энергиясининг ўртaчa мaссaвий зичлиги:

Юқорида келтирилганидек тўлқиннинг тарқалиши энергиянинг (Э) тaрқaлиши билaн бoғлиқ экан. Бу жaрaѐннинг миқдoрий энергия таснифи энергия oқими билан баҳоланади. Тўлқинларнинг баландлиги асосан шамолнинг тезлиги ва тезланишига боғлиқдир. Денгиз ва океанлардаги тўлқинларнинг баландлиги 2 м дан аномал-(нормадан четга чиқиш) ҳолатларда эса 18 м, ҳатто 30 м гача бўлиши мумкин. Тўлқинлар қувватининг ўлчов бирлиги Вт/м бўлиб, 1 м узунликдаги тўлқинларнинг қуввати ҳисобга олинади. Тўлқинлар энергияси шамол ва қуѐш энергиясига қараганда бирмунча кўпдир. Денгиз ва океанлардаги тўлқинларнинг ўртача қуввати 15 кВт/м дан ошиқроқдир. Масалан тўлқин баландлиги 2 м бўлганда уларнинг қуввати 80 кВт/м гача етади. Тўлқинлар энергиясининг фойдали иш коэффициенти жуда юқори бўлиб, бу миқдор механик энергияни электр энергиясига айлантиришда 85% гача бўлиши мумкин.