Изследвания в областта на физиката, озаглавен "топлинни двигатели и опазване на околната среда"

Изследвания в областта на физиката на тема:

опазване на околната среда "

Ръководител: Голикова NA

Работа, извършвана: Salogub Анастасия (9kl.), Yevtushenko Анастасия (9kl.)

Основание: С оглед на факта, че топлината на двигателя, ние сме длъжни да знаем принцип на работа на устройството и ролята на топлинните машини, използвани във всяка кола. Помислете за начини за защита на атмосферата от замърсители. Осигуряване на метод за намаляване на вредните емисии.

Проблем: Възможно ли е да се намали количеството на вредни вещества, изпускани в атмосферата? Как да го направя?

Значение. Населението на света се увеличава много бързо. . Преди около 200 000 години. - 1 милион души сега -. Повече от 6 милиарда души в градовете. - 4 милиарда хора рязко се увеличават разхода на гориво и енергия (производство на електроенергия в последните 100 години, на глава от населението са се увеличили с 20 пъти). В резултат на това има екологични проблеми. Областта на правата на проникване се разшири на науката и технологиите. Важна роля в екологични дисбаланс вземане на топлинните машини. Защо все още не го решава много проблеми на околната среда, по-специално, на проблемите, свързани с използването на автомобили.

Разпределение и ролята на топлинните машини в промишлеността, селското стопанство, транспорта са изключително високи, а в енергийния сектор, те са основният тип двигатели. Достатъчно е да се каже, че в нашата страна повече от 80% от цялата енергия, генерирана сметка за електроцентрали, оборудвани с двигател с вътрешно горене - предимно парни турбини.

Ползите от пара централи са:
Използването на ниска стойност обикновените горива.
Възможност да се съсредоточи върху сравнително малки инсталации огромна власт.

Комбинацията с топлинни електроцентрали, които произвеждат топлина за отопление и за други цели, позволява да се постигне много висока ефективност на използване на гориво.

Първите опити да се прилагат на силата на налягането на водната пара, за да си намеря работа - изпомпване на вода от мините принадлежат към началото на XVII век. Въпреки това, изградена за тази цел машината работи с много малко налягане на парите и са били неефективни.

През 1690 изобретателя на парния котел Дени Папен построена първата машина бутало, което, макар и да не получи практическо приложение, е прототип на следващите парни двигатели. В двигателя на цилиндър пара, потенциалната енергия на парата се превръща в кинетична енергия на движение на буталото.

парна турбина се основава на различен принцип. Основната част на вала на турбината е фиксиран към колелото с остриета. Парата от котела се доставя се подава към фиксирана канал (дюза), в която тя се разширява, потенциалната енергия на парата се преобразува в кинетична енергия на парна струя трафик излизане от дюзата. Този поток навлиза роторни перки и ги предава енергията си, така че колелото се върти.

Двигатели с вътрешно горене се наричат ​​топлинни двигатели, в които работата на разширение се използва газообразни продукти на горенето на течни и газообразни горива.

първият двигател с вътрешно горене, за да получите някои индустриално приложение двигател е патентован през 1860 от французин Льоноар. През 1878 г., немски изобретател и инженер Ото Ланген построен по-добър двигател с вътрешно горене, който има 22% ефективност. В съвременната технология, двигателят с вътрешно горене стана широко разпространена: в енергийния сектор (в малка мощност централи), транспорт - земя, вода, въздух, селското стопанство, военното дело.

Проучване: Дори и в древни времена, хората са се опитвали да се използва енергията на изразходваното гориво, за да го превърне в механична енергия. В XVII век. Той е изобретен двигател с вътрешно горене, който в по-късните години е подобрена, но идеята остава същата. При всички двигатели, енергия гориво се преобразува в енергия на първия газ или пара и газ (пара) се разширява, не работи и се охлажда, и част от вътрешната си енергия по този начин се превръща в механична енергия. За съжаление, ефективността не е висока.

Чрез топлина двигатели включват парната машина, двигателя с вътрешно горене, парата и газова турбина реактивния двигател. Тяхното гориво е твърдо или течно гориво, слънчева и ядрена енергия.

Двигателят с вътрешно горене.

В днешно време по-често автомобилния транспорт, който работи на двигател с вътрешно горене термален работи на течно гориво. работния цикъл на среща в двигателя в четиритактов, четири такта. Ето защо, това се нарича четиритактов двигател и. двигател с цикъл се състои от следните четири цикъла: 1.vpusk, 2.szhatie, 3.rabochy ход 4.vypusk.

За да се засили капацитетът на системата и по-добра еднородност вал сигурност, използвайте 4.8 или повече цилиндрови двигатели. Особено мощни двигатели на кораби, локомотиви и други. В съвременната технология е също широко използвани друг вид топлинен двигател. В него пара или се нагрява до висока температура газ върти вала на двигателя, без помощта на буталото, съединителен прът и колянови валове. Тези двигатели са посочени като турбини.

В съвременните турбини за увеличаване на мощността не се използва самостоятелно, но няколко дискове nasazhannyh на общ вал. Турбините използвани в топлоелектрически централи и кораби.

Най-важното е, че използването на топлинни двигатели в топлоелектрическите централи, в които те карат роторите на генератор за електрически ток.

Топлинни двигатели - парна турбина - също, монтирани на всички ядрена енергия за производство на пара с висока температура. На всички основни видове съвременни автомобили се използват предимно топлинните машини: автомобила - Бутални двигатели с вътрешно горене; във воден - и ICE парна турбина; на т / д. локомотиви с дизелови агрегати; Aviation - бутало, турбовитлов и реактивни двигатели. Без топлинни двигатели, съвременната цивилизация е немислимо. Ние няма да имаме най-евтината енергия в изобилие и ще бъде лишен от всички обороти на двигателя влияние на топлинната transporta.Otritsatelnoe

автомобили върху околната среда се дължи на различни фактори.

На второ място, изгаряне на горивото, придружено от отделянето на въглероден диоксид.

Трето, въглища и нефт изгаряне атмосфера е замърсена с серни и азотни съединения са вредни за човешкото здраве. автомобилни двигатели А ежегодно излъчват два или три тона - олово.

Един от начините за намаляване на замърсяването на околната среда среда - употреба в превозни средства, вместо на бензин дизел бензинови двигатели, в които горивото не е добавил оловни съединения. Обещаваща развитие на автомобили, в които вместо бензинови двигатели или електродвигатели се използват, като се използва водород като гориво.

Емисии на вредни вещества в атмосферата - не е единствената страна на въздействието на енергия върху околната среда. Според законите на термодинамиката производство на електрическа и механична енергия по принцип не може да се извършва без отстраняване на околната среда на значителни количества топлина. Това не може да не доведе до постепенно увеличаване на средната температура на Земята. Една от областите, свързани с опазването на околната среда, увеличаване на енергийната ефективност, борбата за икономиката си

Двигателят на топлина и неговата ефективност. Ефект на топлинните машини върху околната среда и начините за намаляване на вредното им въздействие.

Повечето от двигателите, използвани от хората - това топлинните машини. Устройствата, които преобразуват енергията на горивото в механична енергия, наречени топлинни двигатели. Топлината на двигателя (парни и газови турбини, двигатели с вътрешно горене) се състои от три основни елемента: работен флуид (газ), който изпълнява работа на двигателя; нагревателя, от която работният флуид получава енергия, част от които след това отива за извършване на работа; хладилника, който е атмосферата или специално устройство (фиг. 28).

Нито топлинен двигател не може да работи при същата температура на тялото и неговата работна среда. Задължително температура отопление надвишава температурата на хладилника. При извършване на топлинен двигател операция се случва пренос на топлина от по-горещо към студено тяло. тяло инструменти двигател получава топлина количество Q Н от нагревателя, и изпълнява работа хладилник предава топлина количество Qx. В съответствие със закона за запазване на енергията. В случай на равенство, ние говорим за идеален двигател, в който няма загуба на енергия.

Отношение към работата на енергия, което получава на работния флуид от нагревателя се нарича коефициент на преобразуване (COP):

Steam или газова турбина, двигател с вътрешно горене, реактивен двигател работи на базата на изкопаеми горива. При работа на топлинни двигатели с множество топлинни загуби, които в крайна сметка водят до повишаване на вътрешната енергия на атмосферата, т.е.. Е. За да се увеличи неговата температура. Това може да доведе до топенето на ледниците и катастрофално повишаване на морското равнище, а с него и с глобалните промени в естествените условия. При работа, термични инсталации и двигатели се отделят в атмосферата вредни за човека, животните и растенията азотни оксиди, въглерод и сяра. На вредното въздействие на термични машини могат да бъдат контролирани чрез увеличаване на ефективността на регулиране и създаването на нови двигатели, не разполагат с вредни вещества в отпадъчни газове.

Как да направя топлинни двигатели върху околната среда?
Когато двигателят топлина се използва като охладител среда (въздух и вода отворени резервоари), което води до повишаване на температурата на околната среда, наречена "термично замърсяване".

Този ефект се засилва от факта, че изгарянето на огромното количество гориво увеличава концентрацията на въглероден двуокис в атмосферата. И най-висока концентрация на въглероден диоксид атмосфера лошо предава топлинно излъчване на слънцето нагрява повърхността на Земята, което води до "парников ефект". В резултат на описания процес на средната температура на Земята се увеличава постоянно през последните десетилетия. Това застрашава глобалното затопляне, с неблагоприятни последици, които включват ледниците се топят и покачването на морското равнище.

Освен това, при изгарянето на горива в термичен двигател атмосферен кислород се консумира (в най-развитите страни топлинните машини днес консумират повече кислород, отколкото се произвежда от всички растения, растящи в тези страни) и произвежда много вредни замърсители на въздуха.

Термично машина не само изгаря кислород, но също излъчват еквивалентни количества от въглероден монооксид (въглероден диоксид). Гориво горене в пещи на промишлени предприятия и топлоцентрали почти никога не пълни, така че има замърсяване на въздуха, пепел, сажди люспи. В света на конвенционални електроцентрали отделят в атмосферата всяка година повече от 200 Mill. T пепел и сяра оксид 60 Mill. Т.

Освен промишленост, замърсяват въздуха и различните видове транспорт, особено в автомобилния транспорт. Жителите на големите градове задушаване на отработените газове на автомобилни двигатели.

Топлинни двигатели са широко използвани на работното място и у дома. На жп линии водят съединения мощни локомотиви по водните пътища - кораби. Милиони автомобили с двигатели с вътрешно горене, превозване на товари и пътници. Бутала. турбовитлови и турбореактивни двигатели, оборудвани самолети и вертолети. С ракета двигатели са изстреляни изкуствените спътници, космически станции и кораби. Двигателите с вътрешно горене са в основата механизацията на производствените процеси в селското стопанство. Те са инсталирани на трактори, комбайни, самоходни шасита, помпени станции.

ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

Във всички страни с развита индустрия работи за намаляване и премахване на последиците от замърсяването на въздуха. Основният акцент е върху предотвратяването на вредните емисии в атмосферата. На всички съществуващи и нови топлоелектрически централи и топлоцентрали инсталирате газопречистващо и прахоулавящо оборудване. Стъпки са взети от рационално разпределение на топлоелектрически централи.

Интензивно се работи за намаляване на замърсяването на въздуха от изгорелите газове на автомобилните двигатели. Най-обещаващите са електрически превозни средства и превозни средства с двигатели, работещи на водород. Продуктът от изгарянето на водород двигателя е обикновена вода.

За да се намалят негативните последици от топлинни двигатели работят с по два начина: от една страна, да се подобри двигателите, увеличаване на тяхната ефективност и намаляване на емисиите на вредни вещества, а от друга страна - на използваните енергоспестяващи технологии.

В страни, където се разработват и прилагат тези технологии, консумацията на енергия за производство на няколко пъти, за един и същ продукт ниски, отколкото в страни, които едва сега започват да се обърне внимание на енергоспестяващи технологии.

Заключения на теоретично и практическо изследвания

Изследвания по физика на тема: "Топлинни двигатели и опазване на околната среда"