Топлинни двигатели и околната среда, платформа съдържание

Допълнителен материал за урока

Топлинни двигатели и околната среда.

Непрекъснато развитие на енергетиката, пътищата и други видове транспорт, нарастването на потреблението на въглища, нефт и газ индустрията и за домашна употреба увеличава шансовете за човешките потребности. В момента, обаче, количеството на изгарят всяка година е толкова голяма в най-различни термични машини химически горива, които все по-сложен проблем е опазването на природата от вредното въздействие на продуктите на горенето. Отрицателното въздействие на топлинните машини върху околната среда "се дължи на действието на различни фактори.

На второ място, изгаряне на горивото, придружено от отделянето на въглероден диоксид. Атмосферата на Земята в момента съдържа около 2600 млрд. Тона въглероден диоксид (около 0.033%). Преди периода на бързо развитие на енергетиката и транспорта, количеството на въглероден диоксид се абсорбира от атмосферата по време на фотосинтезата от растенията и се разтваря в океана, това е равно на количеството въглероден диоксид, освободен по време на дишане и гниене. През последните десетилетия, този баланс се превръща във все по прекъснато. В момента, в резултат на изгарянето на въглища, нефт и газ в земната атмосфера предоставят ежегодно допълнително около 20 млрд. Тона въглероден диоксид. Това води до увеличаване на концентрацията на въглероден двуокис в атмосферата. Молекули на въглероден окис, са способни да абсорбират инфрачервеното излъчване. Следователно, увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата се променя прозрачността. Друго значително увеличение на концентрацията на въглероден двуокис в атмосферата може да доведе до повишаване на температурата ( "парников ефект"). Производство на електрическа и механична енергия може да не е възможно без разтоварване на улова в околната среда количеството топлина, което води до по-високи температури на Земята и да застраши топенето на ледниците и катастрофално покачване на морското равнище.

На трето място, с въглища и нефт изгаряне атмосфера е замърсена с серни и азотни съединения са вредни за човешкото здраве. Особено значимо е замърсяването в градовете и промишлените центрове. Повече от половината от всички атмосферното замърсяване създава транспорт. Също въглероден оксид и азотни съединения, автомобилни двигатели годишно отделят 3,2 млн. Тона олово.

Автомобилни двигатели играят решаваща роля в замърсяването на въздуха в градските райони, проблемът за тяхното подобряване е един от най-належащите научни - технически проблеми. Един от начините за намаляване на замърсяването на околната среда - употреба в превозни средства, вместо на бензин дизел бензинови двигатели, в които горивото не е добавил оловни съединения. Обещаващи разработване и изпитване на превозното средство. в която вместо бензин двигатели, използвани електрически двигатели, захранвани от батерии или двигатели, използващи водород като гориво. В последния вида на водороден двигател с вътрешно горене вода се формира, но тук има много технически проблеми. Проблемите на околната среда стават все по-важни за по-нататъшното развитие на електроенергийната система. Организация на опазване на околната среда изисква усилия по целия свят.

Все по-често се използва в съвременните транспортни произведени газотурбинни двигатели. Устройството за газова турбина включва въздушен компресор 1, горивна камера 2 и газовата турбина 3 (фиг. 119). Компресорът включва ротор, армиран на една и съща ос с турбината и неподвижни направляващи лопатки.

При работа на ротора се върти компресор турбини. роторните лопатки имат форма, така че по време на въртене на налягането нагоре от намалява компресор и го увеличава. Се вкарва въздух от компресора, няколко етапа на остриета компресорни осигуряват по-голяма въздушното налягане 5-7 пъти.

Процесът на компресия протича адиабатно, така че температурата се повишава до температура от 200 ° С или повече.

Сгъстеният въздух навлиза в горивната камера. Едновременно, през дюзата се разпръсква под високо налягане гориво - керосин, мазут.

При изгаряне на гориво въздух служи като работна среда получава определено количество топлина и се нагрява до температура от ° С нагряване на въздуха се осъществява при постоянно налягане, така че въздухът се разширява и увеличава скоростта му.

Преместването с висока скорост на въздуха и продуктите на горенето са насочени в турбината. Отивате от ниво на ниво, те се откажат от кинетичната енергия на перките на ветрогенераторите. Част от тази енергия се изразходва въртене турбинен компресор, а останалата част се използва, за да завъртите самолет витла морски кораб или превозни средства, колела.

Вместо винтова въртене равнина, кораб или генератор ротор газовата турбина може да се използва като реактивен двигател. Въздушни и продуктите от горенето се отделят от газовата турбина на по-висока скорост. Реактивна тяга, което е настъпило в този случай, може да се използва за самолет, кораб или влак.

Основната разлика е в реактивен двигател, който използва газова турбина за задвижване на компресора и въздух заема малка част от струята, излизащ от горивната камера. В резултат на струята газ има на изхода на скоростта на турбината и създава реакционна сила на натиск.

Турбореактивни двигатели, оборудвани със световноизвестния IL-62, Ту-154.

Историята на парната машина е от голям интерес. Тази машина е, от една страна, направила истинска революция в развитието на производството, от друга страна в работата на това велико изобретение за първи път демонстрира единството на теорията и практиката на науката и промишлеността. Така че, през 1769 университетската лаборатория в Глазгоу Джордж. Watt () е изобретил парната машина. Продължавайки да работят по нейното усъвършенстване, през 1784 той създава парен двигател на двойно действие, в която се разширява парата, оказване на натиск върху първия и след това от другата страна на буталото. Това беше един наистина универсален машина се използва в различни области на производството, а по-късно с някои подобрения и транспорт.

Въвеждането на парни котли и машини в производството не е било Тола несъмнени предимства, но и недостатъци. Проблеми в котли довели до техните чести атентати и жертви. Разбира се, това попречили на развитието на индустрията, но процеса на развитие продължава.

Крайъгълен камък в развитието на парни двигатели е 1770 г., когато френският инженер J. Cugnot построява първата самоходни превоз (превоз) за превоз на тежки оръжия. Тя е създадена в движение за сметка на силата на парата. Разбира се, че е несъвършен и тромава, w, ефективността е много ниска.

На следващо място, парни котли са били инсталирани в Stagecoach за превоз на товари и пътници. Трагедиите, които са настъпили в работата на stagecoaches и парни автомобили, въвеждането на пара изостаналост вълна * но да спират развитието на парната машина е невъзможно. Steam вълна "не може да превишава скорост от 10 км / ч.

Най-логичното продължение на развитието на парни котли бе създаването през 1803 на първия локомотив пара. Тя е построена от англичанина Ричард Тревитик. Първият модел е бил неуспешен, тъй като конят счупи желязо път локомотив релси.

Вторият модел има скорост до 30 км / ч. Но този модел се използва само за доказване на трафика. Широкото използване на тези модели не са извлечени основно от неразбиране по-голямата част от индустриалци се възползват от тези устройства. Доминиран от убеждението, че | локомотив не може да дръпнете нагоре, чието тегло е по-голямо от теглото на локомотива. Повратният момент в развитието на железопътния транспорт дойде през 1823 г., когато един английски инженер Dzhordzh Stefenson построен първият локомотив растението. Топ модел Стивънсън локомотиви разработени скорост до 50 км / ч. В България първият парен локомотив е изобретен и построен през 1834 година магьосник Черепанова.

Efim Alekseevich Cherepanov () Мирон Ефимович Cherepanov ()

Ефим Алексеевич и Мирон Ефимович Cherepanovy баща и син - zamochatelnye български изобретатели самоук. Те са били роби на Урал gornozavodchikov Демидов. Само 60-годишен живот на баща и син са били в '33 свободен стил за дейност изобретателни. Талантливи инженери техните собственици gornozavodchikov Демидов, изпратени да се запознаят с постиженията на изкуството в Санкт Петербург и в чужбина - в Швеция, Англия.

Български самоук успешно приета там напреднали техническа експертиза, ние проучени техническите нововъведения. Полученият опит и природен талант позволено Черепанова произвеждат повече от 20 оригинални парни лампи с различна мощност, за създаване на уникални машини - струговане, рязане и др.

Но най-забележителното нещо Ефим Алексеевич и Майрън Сближава Черепанова е изграждането на първата национална железница и първата в света парен локомотив.

Скоростта на първия "земя кораба" - локомотив пара, строителството на 1834 е 15 км / ч. Но от тази на двигателя и пътят започва историята на железопътния транспорт в нашата страна.

Само към средата на ХХ век, за да замени локомотивите започна да дойде в дизеловото гориво и електрически локомотиви.

Вместо парни локомотиви машини започват да използват двигатели с вътрешно горене, както и за локомотиви - двигатели.

Кой създаде и по-съвременни и ефективни модели на дизелови и електрически локомотиви.

"Топлинни двигатели и опазването на околната среда."

"Енергийната криза", се разбира като липса на енергия за развитието на производството, сега се счита за един от най-острите проблеми на цивилизацията. Но как да се съвмести енергийната криза на закона за запазване на енергията: ако енергията се съхранява, тъй като е не можете да пропуснете?

Отговорът е, че проблемът не е само липса на енергия, както и липса на енергия, подходящ за преустройство в механична енергия.

Кризата с околната среда. ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

Вторият, също толкова сериозен проблем пред човечеството - е "екологична криза". Огромният мащаб на преобразуването на енергия вече е започнала да "планетарна" влияние върху климата на Земята и състав на атмосферата.

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.

Как топлинния двигател 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.

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.