Реферат: Тепловые двигатели

Средняя общеобразовательная

школа

Доклад по физике

на тему:

/> 

Подготовил ученик Проверила

2005 год.

Тепловой двигатель.

Ещё в давние временалюди старались использовать энер­гию топлива для превращения её в механическую.В XVII в.был изобретён тепловой двигатель, который в последующие годы былусовершенствован, но идея осталась той же. Во всех двига­телях энергия топливапереходит сначала в энергию газа или пара, а газ (пар) расширяясь, совершаетработу и охлаждается, а часть его внутренней энергии при этом превращается вмеханическую энергию. К сожалению, коэффициент полезного действия не высок.К тепловым двигателямотносятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газоваятурбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо,солнечная и атомная энергии.                           Двигатель внутреннего сгорания. В наше время чащевстречается автомобильный транспорт, который работает на тепловом двигателевнутреннего сгорания, работающем на жидком топливе. Рабочий цикл в двигателепроисходит за четыре хода поршня, за четыре такта. Поэтому такой двигатель иназывается четырёхтактным. Цикл двигателя состоит из следующих четырёх тактов:1.впуск, 2.сжатие, 3.рабочий ход, 4.выпуск. Для усиления мощностии лучшей системы обеспеченности равномерности вращения вала, используют 4,8 иболее цилиндровых двигателей. Особенно мощные двигатели на теплоходах, тепловозахи др.                                     Паровая турбина.В современной техникетак же широко применяют и другой тип теплового двигателя. В нём пар илинагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня,шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.В современных турбинах, для увеличения мощности применяютне один, а несколько дисков, насажанных на общий вал. Турбины применяют натепловых электростанциях и на кораблях.

          Наибольшее значениеимеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где ониприводят в движение роторы генераторов электрического тока.

       Тепловые двигатели — паровые турбины — устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокойтемпературы. На всех основных видах современного транспорта преимущественноиспользуются тепловые двигатели: на автомобильном — поршневые двигателивнутреннего сгорания; на водном — ДВС и паровые турбины; на ж/д. тепловозы сдизельными установками; в авиации — поршневые, турбореактивные и реактивныедвигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима.  Мы неимели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателейскоростного транспорта.

Отрицательноевлияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различныхфакторов.

Во-первых,при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чегосодержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.

      Во-вторых, сжиганиетоплива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

      В третьих, при сжиганииугля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вреднымидля здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают ватмосферу две-три тонны — свинца.

      Один из путей уменьшениязагрязнения окружающей среды — использованием в автомобилях вместокарбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляютсоединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которыхвместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели,использующие в качестве топлива водород.

      Выбросы вредных веществв атмосферу — не единственная сторона воздействия энергетики на природу.Согласно законам термодинамики производство электрической и механическойэнергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую средузначительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенномуповышению средней температуры на земле. Одно из направлений, связанное сохраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии,борьба за её экономию.

          Во владимирской области в 2001 году суммарныевыбросы загрязняющих веществ в атмосферу, определённые на основании информацииприродопользователей об охране атмосферного воздуха по стационарным ипередвижным источникам составили 115.295 тыс. т. в год, в том числе твёрдые7.1% (8.192 тыс. т.) газообразные  и жидкие 92.9%(107.103 тыс. т.)

          Валовые выбросы отавтотранспорта за 1996 – 2001 года представлена в таблице 1.

Таблица 1

Загрязняющие вещества.

1996

1997

1998

1999

2000

2001

Всего  тыс./год 47.07 500.08 500.777 54.038 59.21 61.977 В том числе Оксид углерода 35.63 37.56 38.063 40.744 44.791 46.954 Оксиды азота 5.05 5.644 5.687 6.002 6.5 6.72 Углевода 5.85 6.26 6.451 6.625 7.196 7.567 Сажа 0.051 0.06 0.051 0.062 0.067 0.065 Диоксида серы 0.46 0.53 0.498 0.528 0.63 0.644 Соединения свинца 0.029 0.026 0.027 0.023 0.026 0.027

          Рост 20001 годучисла автомобилей, находящихся в личной собственности населения, составляет7.5% (13715 единиц) по отношению к 2001 году, причём количество грузовыхавтомобилей увеличилось на 17.1%, автобусов на 8.5%специальных на 25.5% илегковых автомобилей на 6.8% что послужило причиной увеличения выбросов отпередвижных источников.

          В 2001 годупроизошло увеличение выбросов свинца от передвижных источников примерно на0.002 тыс. т. (7.4%) что объясняется общим увеличением количества единицавтотранспорта. Причём при расчёте выбросов принято так – же как и в предыдущемгоду, что применение этиленового бензина составило 20%.