Тепловий двигун.
Ще в давні лохь часи
люди намагалися використовувати енергію палива для
перетворення її в механічну. У XVII ст. був винайдений тепловий двигун, який в наступні роки був вдосконалений, але ідея залишилася тією ж. У всіх двигунах
енергія палива переходить спочатку в енергію газу або пари, а газ (пара) розширюючись, здійснює роботу і охолоджується, а частина його внутрішньої енергії при цьому перетворюється в механічну енергію. На жаль, коефіцієнт корисної дії не високий.
До теплових двигунів відносяться: парова машина,
двигун внутрішнього згоряння, парова і газова турбіни,
реактивний двигун. Їх
паливом є тверде та рідке
паливо, сонячна і атомна енергії.
Двигун внутрішнього згоряння.
У наш час найчастіше зустрічається автомобільний
транспорт, який
працює на
тепловому двигуні внутрішнього згоряння, що працює на рідкому паливі. Робочий цикл в двигуні відбувається за чотири ходи поршня, за чотири такту. Тому
такий двигун і називається чотиритактним. Цикл двигуна складається з наступних чотирьох тактів: 1.Впуск, 2.Стиснення, 3.Робочий хід, 4.Випуск.
Для посилення потужності і кращої системи забезпеченості рівномірності обертання валу, використовують 4,8 і більше циліндрових двигунів. Особливо потужні двигуни на теплоходах,
тепловозах та ін
Парова турбіна.
У сучасній техніці так само широко застосовують і інший тип
теплового двигуна. У ньому пар або нагрітий до високої температури газ обертає вал двигуна без допомоги поршня, шатуна й колінчатого вала. Такі двигуни називають турбінами.
У сучасних турбінах, для збільшення потужності застосовують не один, а декілька дисків, насажанних на загальний вал. Турбіни застосовують на теплових електростанціях і на кораблях.
Найбільше значення має використання теплових двигунів на теплових електростанціях, де вони приводять у рух ротори генераторів електричного струму.
Теплові двигуни - парові турбіни - встановлюють також на всіх АЕС для отримання пари високої температури. На всіх основних видах сучасного
транспорту переважно використовуються теплові двигуни: на автомобільному - поршневі
двигуни внутрішнього згоряння; на водному - ДВС і парові турбіни; на ж / д.
тепловози з дизельними установками; в авіації - поршневі, турбореактивні і реактивні двигуни. Без теплових двигунів сучасна цивілізація немислима. Ми не мали б в достатку дешеву електроенергію і були б позбавлені всіх двигунів швидкісного транспорту.
Негативний вплив теплових машин на
навколишнє середовище пов'язане з дією різних факторів.
По-перше, при спалюванні палива використовується кисень з атмосфери, внаслідок чого вміст кисню в повітрі поступово зменшується.
По-друге, спалювання палива супроводжується виділенням в атмосферу вуглекислого газу.
По-третє, при спалюванні вугілля і нафти
атмосфера забруднюється азотними і сірчаними сполуками, шкідливими для здоров'я людини. А
автомобільні двигуни щорічно викидають в атмосферу дві-три тонни - свинцю.
Один із шляхів зменшення
забруднення навколишнього середовища - використанням у автомобілях замість
карбюраторних бензинових двигунів дизелів, в паливо яких не додають сполуки свинцю. Перспективними є розробки автомобілів, в яких замість бензинових двигунів застосовуються
електродвигуни або двигуни, що використовують як паливо водень.
Викиди шкідливих речовин в атмосферу - не єдина сторона впливу енергетики на природу.
Відповідно до законів термодинаміки
виробництво електричної і механічної енергії в принципі не може бути здійснено без відведення в навколишнє середовище значних кількостей теплоти. Це не може не призводити до поступового підвищення середньої температури на землі. Один з напрямків, пов'язане з охороною навколишнього середовища, це збільшення ефективності використання енергії, боротьба за її економію.
У володимирській області у 2001 році сумарні викиди забруднюючих речовин в атмосферу, визначені на підставі інформації природокористувачів про охорону
атмосферного повітря по стаціонарних і пересувних джерел склали 115.295 тис. т. у рік, у тому числі тверді 7.1% (8.192 тис. т.) газоподібні і рідкі 92.9% (107.103 тис. т.)