Efectul motoarelor termice asupra mediului
Student, Departamentul de aptitudini pedagogice
Yuzhno-Sakhalinsk, Sahalin Universitatea de Stat Colegiul Profesorilor, Yuzhno-Sakhalinsk
Yuzhno-Sakhalinsk, Sahalin Universitatea de Stat Colegiul Profesorilor, Yuzhno-Sakhalinsk
mașină eliberat termice oameni din muncă fizică grea, ei fac munca a sute și mii de ori mai mare decât cea care ar îndeplini oamenii fără mașini. Cele mai multe dintre motoarele din lume - un motor termic.
motor termic Dvigatel- în care energia termică este transformată în lucru mecanic [2, p. 477]. Apoi, energia mecanică poate fi transformată în alte tipuri de energiy- termice, electrice, radiații. Funcționarea motorului termic este supus legilor termodinamicii.
Se poate imagina următoarea clasificare a tipurilor de motoare termice: motoare termice sunt împărțite în motoarele cu ardere internă (ICE), care la rândul lor sunt împărțite în motorină (amestec combustibil format în interiorul cilindrilor motorului) și carburator (amestec combustibil produs în carburator unde se amesteca combustibil cu aerul și apoi acest amestec este introdus în cilindrul motorului); motoare ceas (motoare cu aburi); turbine divizibil cu gaz și abur [1, p. 120].
Motoarele termice sunt utilizate în centralele termice, în cazul în care acestea conduc rotoare de un generatoare de curent electric precum și la toate centralele nucleare pentru a produce abur de temperatură ridicată. La toate tipurile majore de vehicule moderne sunt utilizate în mod predominant motoare termice: motoare cu ardere internă cu piston, auto-vodnom- pe motoare cu combustie internă și turbine cu abur, pe locomotive zheleznodorozhnom- cu unități diesel, în aviație - piston, turbopropulsor și motoare cu reacție.
Trebuie remarcat faptul că o varietate de motoare termice indică o diferență în structura și principiile de conversie a energiei; dar comune pentru toate mașinile termice este că acestea sporesc energia internă din cauza arderii combustibilului, urmată de transformarea internă a energiei în energie mecanică.
Orice gaz care este extins, își desfășoară activitatea:
-DU -Reducerea energia internă a gazului, ca urmare a expansiunii sale
Deoarece procesele din natură sunt ireversibile (așa cum este evidențiat IIzakon TD), care nu se poate întâmpla transformarea echivalentă de energie internă a combustibilului în lucru: o parte din energia internă merge în încălzirea pieselor mașinii, pentru a depăși frecarea în nodurile în dispersia în mediu. În acest sens, se poate imagina principiul general de funcționare a tuturor motoarelor termice: combustibilul este ars în sistemul de încălzire și transmite corpul de lucru numărul teplaQ1. Gazul este încălzit, se extinde și efectuează util de lucru A „= Q1-Q2.
Fluidul de lucru nu poate da toată energia mea internă pentru a efectua munca, ca parte a acestei energii este transferată Q2 în mod inevitabil, mai rece, cu gaze de eșapament de abur sau de evacuare. Fluidul de lucru (gaz), se răcește și se micșorează. Un ciclu al motorului se repetă: fluidul de lucru primeste arderea combustibilului cantitatea de căldură Q1. își desfășoară activitatea A „și transmite un frigider căldură cantitate Q2 Astfel, un motor termic care funcționează cicluri. Ca rezultat al unui ciclu de lucru fluidul de lucru este returnat la starea inițială, primește energia internă din valoarea inițială. În consecință, modificarea per ciclu în energia internă a fluidului de lucru timpuriu la zero: DU = 0 Caracteristica principală a motorului termic este eficienta (COP). Prin eficiență termică este de funcționare a motorului raportul sa angajat fluidul de lucru la energia care a fost alocată prin arderea completă a combustibilului [2, p. 69]. Eficiența indică ceea ce se consumă porțiunea Q1 de energie de combustibil pentru a efectua o muncă utilă a motorului A“. Din moment ce un " Mașini termice moderne au următoarele sensuri eficiența [2, p. 69]: Motorul termic este mai eficient cu cât temperatura încălzitorului și sub temperatura frigiderului. Se ridică temperatura încălzitorului poate fi, dar este necesar să se ia în considerare rezistența la căldură, rezistența la căldură, proprietățile elastice ale solidelor, care alcătuiesc sistemul de încălzire. Temperatura frigiderului nu poate fi mult sub temperatura mediului ambiant. Prin urmare, se poate crește eficiența prin reducerea pieselor de frecare ale pierderii motorului, combustibil datorită eficienței sale de combustie incompletă etc. Creșterea -. O problemă tehnică și ecologică importantă. ICE-cel mai comun tip de motoare termice. Motorul cu ardere internă montate pe majoritatea vehiculelor. Combustibilul este ars în acesta într-un cilindru din motor (de unde și numele). ICE rula pe combustibil combustibil (benzină, petrol, kerosen) sau la un gaz combustibil (gaz petrolier lichefiat, gaz natural, hidrogen, biogaz). În 1860, inginerul francez Lenoir a construit primul motor cu ardere internă, dar era departe de a fi perfectă. Eficiența sa nu depășește 3% [2, p. 131]. În 1862, inventatorul francez Beau de Rochas propus motor în patru timpi cu ardere internă, în ciclul de încercare: admisie, compresie, accident vascular cerebral de putere, eliberați gazul procesat. Este această modificare a motorului cu ardere internă este cel mai popular [2, p. 69]. In 1878 inventatorul german construit primul motor cu gaz in patru timpi Otto, ardere internă [4. 121]. In 1886, inginerul german Daimler a construit un motor cu ardere internă pe benzină, în cazul în care amestecul de combustibil este testat: vapori de benzină și aer [4, p. 112]. În ciuda faptului că motorul cu ardere internă proiectează o mulțime de acțiune, dar principiul este același. Combustia internă cilindru al motorului cu ardere apare intermitent un amestec combustibil (de vapori de aer și benzină). În timpul arderii gazelor amestec combustibil format, temperatura și presiunea sunt foarte ridicate. gazele expandabile împingând pistonul și un arbore cotit al motorului, îndeplinind astfel, lucru mecanic. Atunci când gazele sunt răcite, astfel ca o parte din energia lor internă este transformată în energie mecanică transmisă pistonului biela și arborele cotit și vehiculul prin acesta. Un ciclu de lucru al motorului are loc în 4 timpi sau ciclu de 4. Prin urmare, astfel de motoare sunt numite în patru timpi. Vehiculele utilizate cel mai frecvent cilindru motor în patru timpi. Datorită sistemului de aprindere în ceasul motor cu patru cilindri în fiecare ciclu de un accident vascular cerebral pune în aplicare cilindru. Acest lucru permite energiei de alimentare a arborelui cotit de multe ori și în mod uniform. La mașinile moderne, arborele cotit poate face 3000 la 8000 rpm. Există, de asemenea, opt cilindri motor cu combustie internă [3, p. 512]. Astfel de motoare au mai multă putere. În timpul funcționării, se poate observa avantaje și dezavantaje ale motorului cu ardere internă. Avantajele unui motor cu ardere internă cu piston, care asigură aplicarea sa largă, sunt: versatilitatea (combinarea cu diverși consumatori), costuri reduse, compactitatea, greutate redusă, un start rapid, policarburant, toate acestea contribuie la dezvoltarea economică, creează condiții favorabile pentru uman [3, . 412]. Cu toate acestea, motoarele cu ardere internă au o serie de dezavantaje semnificative care includ: un nivel ridicat de zgomot în timpul funcționării sale, toxicitatea gazelor de eșapament, o eficiență scăzută, ceea ce contribuie la poluarea aerului, a mediului ambiant temperatura crește, epuizarea resurselor naturale [3, p. 312]. Cantitatea de substanțe nocive eliberate în atmosferă ca o parte din gazele de evacuare depinde de starea generală mecanică a mașinilor, și în special a motorului - cea mai mare sursă de poluare [5, p. 269]. Gazele de automobile sunt un amestec format din 1 000-1 200 de componente individuale, printre care sunt non-toxic: N, O, vapori de apă, CO; Toxic: Monoxid C, hidrocarburi, oksidyN, aldehide, negru de fum, benzopyrene, compus de plumb, formaldehidă, benzen, și multe alte componente [6, p. 270]. Componenta principală a evacuari motoarelor cu combustie internă (cu excepția zgomotului) - oxid de carbon (monoxid de carbon) - dăunătoare pentru oameni, animale, provoacă intoxicații de grade diferite în funcție de concentrație. Sa dovedit că transportul rutier în lume este unul dintre principalii poluanți atmosferici. Masina medie emite pe an [7, p. 259]: Toate aerul atmosferic substanțe poluante într-o măsură mai mare sau mai mică, au un impact negativ asupra sănătății umane. Aceste substanțe intră în organism în primul rând prin sistemul respirator. Respiratory direct afectate de poluare, din moment ce aproximativ 50% din raza particulei de 0,01-0,1 microni, care pătrunde în plămâni, sunt depozitate în acesta. În unele cazuri, impactul uneia dintre ele zagryaznyayuschihveschestv în combinație cu alte tulburări duce la o mai grave de sănătate, decât cea a fiecăreia dintre ele în mod individual. Acesta joacă un rol important durata expunerii. Oferiți exemple de substanțe nocive asupra organismului uman. Monoxidul de carbon (CO) Dioxid de sulf și dioxid de sulf (SO2 și SO3) duce la dificultăți de respirație și bolile pulmonare care afectează sistemul respirator uman, cauzand tuse, dureri în piept [9, p. 185]. Oxizii de azot (NO, NO2). Oxizii de azot sunt extrem de iritant și poate cauza inflamarea ochilor, și în combinație cu ozon irită căile nazale duce la spasm al pieptului, și la concentrații ridicate (mai mult de 4,3 mg / m3) provoca tuse, iritarea cailor respiratorii. Atunci când este inhalat de oxid nitric la nivelul tractului respirator sunt combinate cu apă pentru a forma acidul azotic și acidul azotos. De 10 ori mai periculoase decât CO pentru organism. Activitatea motoarelor termice au un impact negativ asupra mediului, ceea ce conduce la o serie de probleme de mediu: Pentru a reduce emisiile și pentru a reduce impactul negativ al acestora asupra biosferei ar trebui să ia măsuri cuprinzătoare pentru a ajuta la evitarea negotivno impactului asupra mediului [10, p. 195]. Una dintre principalele surse de poluare devin din ce în ce mai vehicule. Din păcate, omenirea nu se poate renunța la utilizarea motoarelor termice. Unde este ieșirea? Pentru a petrece un ordin de mărime mai puțin combustibil, adică, pentru a reduce consumul de energie, este necesar să se mărească eficiența motorului. Lupta împotriva efectelor negative ale utilizării motoarelor termice este de a crește eficiența utilizării energiei și trecerea la tehnologiile de economisire a energiei. Este greșit să spunem că problema globală asupra mediului al utilizării motoarelor termice nu pot fi rezolvate. Un număr tot mai mare de stramuta electric tren convențional; devenind mașini populare pe baterii; Industria în tehnologii eficiente din punct de vedere energetic sunt introduse. Se speră că va exista motoare de avioane și rachete ecologice. Guvernele din multe țări sunt puse în aplicare prin programul internațional de protecție a mediului împotriva poluării biosferei. Problema ecologică a utilizării motoarelor termice este că emisiile de energie termică va duce inevitabil la încălzirea obiectelor din jur, inclusiv atmosfera. Oamenii de știință au fost lupta cu problema topirii ghețarilor și creșterea nivelului mării, presupunând un factor major în impactul activităților umane. Modificări în natură va duce la o schimbare în condițiile vieții noastre, dar, în ciuda că în fiecare an, consumul de energie crește.