Сообщение экологические проблемы использования тепловых машин


На сегодняшний день каждый житель нашей планеты должен задуматься о ее будущем, ведь технологии не стоят на месте. С каждым годом экология становится все хуже и хуже. Конечно, ученые разрабатывают новые виды автомобилей, не наносящих столь опасного вреда планете, но процесс такого развития происходит не так быстро, как того хотелось бы. Именно поэтому мы должны задуматься об экологических проблемах использования тепловых машин. В данной статье об этом и поговорим.

Чем являются теплодвигатели

Вы можете об этом даже не догадываться, но с теплодвигателями встречается ежедневно каждый из нас, поэтому экологическая проблема использования тепловых машин должна быть выдвинута на первый план. К теплодвигателям можно отнести механизмы, которые отвечают за движение кораблей, самолетов, автомобилей, и другую автотранспортную технику. Столь широкое применение двигателей такого типа и стало причиной того, что тепловая промышленность стала столь востребованной.

В чем экологическая проблема использования тепловых машин


Самой первой и глобальной проблемой является то, что тепловые механизмы с помощью своих выбросов способны нагревать окружающие предметы и атмосферу в целом. А это становится причиной глобального потепления и резкого таяния ледников. По словам специалистов, именно рука человека привела к тому, что уровень Мирового океана начал значительно повышаться.

Каждый из нас должен быть готовым к тому, что изменение условий окружающей среды повлияет и на образ жизнедеятельности человека. Несмотря на столь серьезную угрозу, человечество мало задумывается о том, какой будет жизнь на планете Земля через пару десятков лет.

Где можно встретить тепловые двигатели

На сегодняшний день экологическая проблема использования тепловых машин очень актуальна, ведь использование теплодвигетелей ведется в глобальном масштабе. Оглянитесь вокруг, по всему миру миллионы автомобилей перевозят пассажиров, а также различные грузы. Также не стоит забывать и про авиа- и ракетостроение, а также про загрязнение водных ресурсов судами. Все эти средства оказывают крайне отрицательное влияние на экологию. Под угрозой находится не только атмосфера, но литосфера и гидросфера.

Как происходит загрязнение

Не стоит забывать, что загрязнение воздуха и водных ресурсов происходит за счет того, что во время работы тепловой двигатель сжигает нефть и уголь, и выделяет в окружающее пространство серные и азотные соединения. Все это опасно не только для здоровья человека, но также и способствует вымиранию флоры и фауны всей планеты.


В процессе переработки топлива в атмосферу не только выделяется огромное количество плохих веществ, но также происходит и процесс сжигания кислорода. Идеальная тепловая машина расходует минимальное количество электрической и механической энергии. Однако такой расход будет существовать в любом случае. А это говорит о том, что происходит постоянный процесс отдачи в атмосферу теплоты. Такой процесс приводит к тому, что средние температурные показатели на планете ежегодно увеличиваются. Тепловое загрязнение воздуха опасно также тем, что во время сгорания топливных материалов концентрация углекислого газа в атмосфере значительно повышается, а это станет причиной возникновения на планете «парникового эффекта». По словам ученых, средние температурные показатели на планете с каждым годом увеличиваются, а это несет в себе реальную угрозу тотальной смены климатических условий.

Неполное сгорание топлива

Трудно представить себе отрасль человеческой деятельности, в которой не будут задействованы тепловые двигатели. Поэтому несложно разобраться, где используют тепловые машины.

Еще одной экологической проблемой данного вида двигателя является то, что используемое топливо сгорать полностью не может. А это приводит к тому, что воздух заполняется большим количеством выбросов, которые мы постоянно вдыхаем вместе с кислородом. Согласно статистическим данным, тепловые установки выбрасывают в атмосферу ежегодно около двухсот миллионов тонн сажи и золы, около семидесяти тонн оксида серы. К сожалению, эти цифры ежегодно растут. Хотя все цивилизованные страны мира пытаются решить эту проблему, и перейти на более безопасные типы двигателей.

Максимальный КПД тепловой машины


Рассматривая процесс работы тепловых двигателей, стоит обратить внимание на такое понятие, как коэффициент полезного действия. При построении рабочего кругового процесса, очень важно определить, какой из обратимых процессов будет самым экономичным. В физике такое явление рассматривается под названием «цикл Карно». Чтобы найти работу данного цикла, нужно найти сумму всех работ, которые совершает машина, при проведении всех процессов, входящих в строение цикла.

Коэффициент полезного действия зависит от температур охлаждения и нагревания, и в то же время не зависит от природы происхождения рабочего тела. КПД будет всегда меньше единицы, и если есть необходимость его повысить, то нужно уменьшить температуру охлаждения, и в то же время увеличить температуру нагревания.

Сфера применения

Тепловые машины и их применение, экологические проблемы – это информация, с которой должен ознакомиться каждый житель нашей планеты. Тепловой двигатель – это очень важный механизм, способный преобразовывать внутреннюю энергию топлива в механическую. К тепловым машинам можно отнести такие агрегаты, как двигатель внутреннего сгорания, паровые машины, реактивные двигатели, а также газовые турбины. В качестве топлива такие агрегаты могут использовать атомную и солнечную энергии, а также жидкое и твердое топливо.


На сегодняшний день тепловые двигатели устанавливают на атомных и тепловых электростанциях, а также на всех видах транспорта. На самом деле, тяжело представить современную жизнь без деятельности тепловых машин. Современная цивилизация просто не смогла бы существовать без достаточного количества дешевой электроэнергии, а также без всех видов скоростного транспорта. Однако в это же время люди должны задумываться и о возможности сохранить экологию нашей планеты.

Методы решения проблемы

Какой бы не была проблема, при желании всегда можно найти методы ее решения. Выброс загрязняющих веществ является глобальной проблемой, однако если приложить усилия, с ней можно справиться. Конечно, на сегодняшний день человечество не сможет полностью отказаться от использования тепловых двигателей, ведь это сравнительно дешевый и доступный метод получения энергии. Однако важным шагом в решении такой проблемы является подход в повышении коэффициента полезного действия.

Ведь есть возможность использовать гораздо меньше топлива, но при этом получать большее количество энергии. Выполняя менее энергозатратно определенный вид работы, можно сэкономить не только природные ресурсы, но и оказать меньший вред нашей планете.

На сегодняшний день единственным эффективным методом борьбы с загрязнением окружающей среды является возможность увеличить эффективность применения энергии, а также переход на инновационные энергосберегающие методики.

Выводы


Ни для кого не секрет, что на сегодняшний день экологическое состояние нашей планеты плачевное. Но неправильно будет и говорить, что технологии стоят на месте. Нет, этого утверждать нельзя. С каждым годом все больше внимания уделяется решению проблемы загрязнения окружающей среды. Обратите внимание на то, что все большее количество поездов заменяют обычные электровозы. Также большую популярность набирают электроавтомобили. В современную промышленность внедряется все большее количество современных технологий. Существует огромная вероятность, что уже очень скоро мир увидит экологические безопасные ракетные и авиадвигатели. Правительство многих стран занимается вопросами очищения и озеленения планеты.

Хочется сказать о том, что каждый житель нашей планеты отвечает за ее состояние. Конечно, может лично вы и не внедряете новые технологии, и может у вас недостаточно средств для приобретения автомобиля с экологическим двигателем. Но ведь никто не отменял велосипед. Такой транспорт не только с легкостью домчит вас до пункта назначения, но также и положительно повлияет на состояние вашего здоровья. Задумайтесь, возможно, у вас есть возможность добраться до работы на велосипеде, вместо того, чтобы выезжать из гаража на автомобиле.

Также вы можете посадить дерево или кустарник, и уже эта планета станет немного лучше. Не забывайте о том, что вы точно так же, как и все другие жители нашей планеты, отвечаете за ее сохранность.

Источник: www.syl.ru

Что для нас теплодвигатели


Ежедневно мы имеем дело с двигателями, приводящими в движение автомобили, корабли, производственную технику, железнодорожные локомотивы и самолеты. Именно появление и широкое использование тепловых машин быстро продвинуло вперед промышленность.

Экологическая проблема использования тепловых машин состоит в том, что выбросы тепловой энергии неизбежно ведут к нагреванию окружающих предметов, в том числе атмосферы. Ученые давно бьются над проблемой таяния ледников и повышения уровня Мирового океана, считая основным фактором влияния деятельность человека. Изменения в природе приведут к перемене условий нашей жизни, но несмотря на это с каждым годом потребление энергии увеличивается.

Где применяются тепловые двигатели

Миллионы автомобилей на двигателях внутреннего сгорания занимаются перевозом пассажиров и грузов. По железным дорогам ходят мощные тепловозы, по водным траекториям – теплоходы. Самолеты и вертолеты снабжены поршневыми, турбореактивными и турбовинтовыми двигателями. Ракетные двигатели «толкают» в космическое пространство станции, корабли и спутники Земли. Двигатели внутреннего сгорания в сельском хозяйстве устанавливают на комбайнах, насосных станциях, тракторах и прочих объектах.

Экологическая проблема использования тепловых машин


Используемые человеком машины, теплодвигатели, производство автомобилей, применение газотурбинных двигательных установок, авиация и ракетоносители, загрязнение водной среды судами – все это катастрофически разрушающе действует на окружающую среду.

Во-первых, при сжигании угля и нефти в атмосферу выделяются азотные и серные соединения, губительные для человека. Во-вторых, в процессах используется атмосферный кислород, содержание которого в воздухе из-за этого падает.

Выбросы вредных веществ в атмосферу – не единственный фактор влияния тепловых двигателей на природу. Производство механической и электрической энергии не может осуществляться без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты, что не может не приводить к увеличению средней температуры на планете.

Тепловое загрязнение отягощается тем, что сжигаемые вещества увеличивают концентрацию углекислого газа в атмосфере. Это, в свою очередь, ведет к возникновению «парникового эффекта». Всемирное потепление становится реальной опасностью.

Экологическая проблема использования тепловых машин заключается и в том, что сгорание топлива не может быть полным, и это ведет к выбросу в воздух, которым мы дышим, золы и хлопьев сажи. По статистике, во всем мире энергоустановки ежегодно сбрасывают в воздух более 200 млн. тонн золы и более 60 млн. тонн оксида серы.


Проблемы экологии, связанные с использованием тепловых машин, пытаются решать все цивилизованные страны. Вводятся новейшие энергосберегающие технологии по усовершенствованию тепловых двигателей. В результате энергопотребление на производство одной и той же продукции значительно снижается, уменьшая вредное действие на экологию.

Тепловые электростанции, двигатели внутреннего сгорания автомобилей и других машин в большом количестве сбрасывают в атмосферу, а затем в почву вредные для всего живого отходы, к примеру, хлор, сернистые соединения (при сгорании каменного угля), угарный газ СО, оксиды азота и др. Автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу около трех тонн свинца.

На атомных электростанциях иная экологическая проблема использования тепловых машин — безопасность и захоронение радиоактивных отходов.

Из-за невероятно большого потребления энергии некоторые регионы утратили способность самоочищения собственного воздушного пространства. Эксплуатация атомных электростанций помогла значительно снизить вредные выбросы, однако для работы паровых турбин требуется огромное количество воды и большое пространство под пруды для охлаждения отработанного пара.

Пути решения

К сожалению, человечество не в силах отказаться от использования тепловых двигателей. Где же выход? Чтобы расходовать на порядок меньше топлива, то есть снизить энергопотребление, следует повысить КПД двигателя для проведения одной и той же работы. Борьба с негативными последствиями использования тепловых машин заключается только в том, чтобы увеличить эффективность применения энергии и переходить на энергосберегающие технологии.


В общем, будет неправильным утверждать, что мировая экологическая проблема использования тепловых машин не решается. Все большее количество электровозов вытесняют обычные поезда; становятся популярными автомобили на аккумуляторных батареях; в промышленность внедряются энергосберегающие технологии. Есть надежда, что появятся экологически чистые авиа- и ракетные двигатели. Правительствами многих стран реализуются международные программы по защите окружающей среды, направленные против загрязнения Земли.

Источник: FB.ru

Что такое тепловая машина?

Экологические проблемы, провоцируемые тепловыми машинами, появляются за счет физических особенностей данных механизмов. Им для выполнения работы необходима тепловая энергия. Термин «тепловая машина» – объемен, включает разнообразные устройства, окружающие нас ежедневно. Котел парового отопления, самолет, тепловоз – все они относятся к тепловым машинам.

Даже холодильник можно отнести к разряду тепловых машин. Он перемещает тепло из холодильной камеры на радиатор, расположенный на задней стенке. При роботе отмечается минимальный нагрев воздуха вокруг холодильника. Но изменения показателей температуры незначительны, а также отсутствует выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

Где можно встретить тепловые двигатели?

Теплодвигатели встречаются повсеместно. Их распространенность настолько велика, что подчас мы их просто не замечаем. Приведем несколько примеров:


  • двигатели внутреннего сгорания в автомобилях;
  • паровые турбины водного транспорта;
  • турбореактивные двигатели самолетов.

Массовое распространение теплодвигателей стало причиной быстрого развития тепловой промышленности, а соответственно привело к усиленному негативному воздействию на окружающую среду.

Как работает тепловая машина?

В основе работе тепловой машины – преобразование тепла в энергию движения. При горении образуется дым, состоящий из частиц топлива. При этом полного сгорания не возникает, что способствует попаданию токсических элементов в атмосферу.

На примере паровоза предлагаем рассмотреть особенности работы тепловой машины. Сегодня локомотивы редко встречаются, их заменили поездами или электровозами.

Топливом для паровоза служит уголь. Он, сгорая, нагревает воду с образованием пара, который за счет давления воздействует на систему поршней, заставляя их двигаться. Поршни соединены с колесами, что приводит их в движение. Поэтому без основного компонента – угля, паровоз не смог бы сдвинуться с места.

Дополнительно горение сопровождается дымом, который выбрасывается через трубу в атмосферу. Стоит вспомнить ретро-кадры старинных тепловозов, приближающиеся к станции в облаке дыма. Урбанизация – польза для человечества и вред для экологии.

Максимальный КПД тепловой машины

Для тепловой машины определяющим фактором эффективности работы считается коэффициент полезного действия (КПД). В основе расчета КПД – формула Карно, основанная на температуре нагревателя и холодильника. Формула позволяет определить идеальный и реальный теплодвигатель.

Рассмотрим в разрезе реальных тепловых машин. Для них существует предел КПД, который определяется следующим:

  • температура охлаждения не может упасть ниже температуры окружающего воздуха;
  • нагревание ограничено физическими свойствами материала – теплостойкость (жаропрочность).

Поэтому инженеры сегодня занимаются поиском способов безопасного нагрева в сочетании с уменьшением трения элементов двигателя, сокращением потери топлива при неполном сгорании.

Как происходит загрязнение?

Загрязнение окружающей среды под влиянием тепловых двигателей происходит в двух направлениях:

  1. Непосредственный выброс токсических соединений.
  2. Тепловое загрязнение совместно с уменьшением кислорода.

При сжигании топлива в окружающую атмосферу выбрасываются соединения серы и азота. Взаимодействуя с элементами воздуха, формируются кислотные осадки. Они повреждают растения, вызывая некротические изменения листьев. Дополнительно токсические дожди снижают качества почвы и подземных вод, что приводит уменьшению сельскохозяйственных угодий.

Параллельно отмечается сгорание кислорода за счет высокой температуры в выбрасываемом дыме. Уровень углекислого газа, соответственно, растет. Подобный дисбаланс кислорода и углекислого газа провоцирует «парниковый эффект». Климатические изменения, связанные с повышением температуры на планете, отличаются глобальностью и повышенной значимостью для человека, флоры и фауны.

Неполное сгорание топлива

Тепловые двигатели характеризуются неполным сгоранием топлива. В результате в атмосферу попадают горючие газы:

  • H2 – свободный водород;
  • CH4 – метан;
  • CO – окись углерода.

При образовании окиси углерода (за счет выпадения аморфного углерода, не сгораемого при температуре менее 700 градусов) появляется сажа. Она включает смолистые соединения, что провоцирует образование смога над потоком машин.

С увеличением количества автотранспорта на дорогах концентрация продуктов неполного сгорания в атмосферном воздухе неукоснительно растет.

Автомобильная промышленность сегодня развивается в направлении экологически чистых машин, работающих не на бензине. Массово перевести населения на безопасные варианты двигателей – оптимальное, но трудновыполнимое решение.

Негативное влияние на экологию

Вред тепловых двигателей на окружающую среду бесспорный. Безусловно, единичный тепловоз, передвигающийся между населенными пунктами, не представлял опасность. Но человечество развивается, что требует увеличения парка паровозов. Они загрязняли атмосферу с образованием дымных смогов. При этом дополнительный негативный эффект определялся составов дыма. Она содержала мелкодисперсную угольную пыль, которая оседала в легких человек.

Химический коктейль современного транспорта гораздо сложнее. За счет сгорания дизельного топлива, бензина, керосина, мазута появляются соединения, действующие на экологию и человека губительно. При этом если воздействие отдельных компонентов изучено, то комплексное влияние сильнее, сложнее устраняется. Загрязненный воздух поражает легкие, вызывая аллергические и обструктивные изменения. Канцерогенный эффект проявляется ростом онкологических заболеваний.

Экологические проблемы использования тепловых машин – кислотные дожди, разрушение озонового слоя, парниковый эффект. И это далеко не весь перечень.

Источник: bezotxodov.ru

Что такое тепловая машина

Речь идет о двигателях и упрощенных механизмах, которые используют тепловую энергию для приведения в действие автомобилей, железнодорожных составов, морского судна, самолетов, технику на производстве. Когда-то открытие такого механизма дало мощный толчок для развития промышленности.

С тепловыми машинами человек сталкивается ежедневно. По сути даже холодильник является тепловой установкой. Но в отличие от более мощных механизмов, работающих на использовании тепла, холодильник не выбрасывает в атмосферу опасные вещества.

применение тепловых двигателей

Большое количество транспорта, работающего за счет двигателей внутреннего сгорания, принадлежит к категории тепловых машин. Турбореактивные моторы двигают самолеты и вертолеты. С помощью ракетных двигателей работают космические корабли и спутники планеты. Сельскохозяйственная техника также оснащена тепловыми машинами.

Негативное действие тепловых механизмов

Тепловые машины наносят непоправимый вред экологии. Результатом сжигания нефти, угля становится выделение опасных для человечества, флоры, фауны азотных и серных соединений. Также тепловые процессы связаны с использованием атмосферного кислорода, что ведет к снижению его уровня в воздухе.

К тому же топливо для производства тепла не способно полностью сгорать, из-за чего выбрасываются частицы сажи, золы, которой дышат люди. Отходы ТЭС, двигателей внутреннего сгорания в виде хлора, угарного газа, сернистых соединений после выхлопа в атмосферу могут осаждаться в почву. Моторы авто выбрасывают в большом количестве свинец.

Загрязнение атмосферы тепловыми выбросами

Атомные электростанции имеют свои проблемы, влияющие на экологию. Здесь важно в результате деятельности тепловых машин правильно утилизировать радиоактивные отходы.

Экологическая проблема, связанная с применением тепловых машин, связана не только с выбросами выхлопов и загрязнением среды. Результатом использования тепла становится нагревание воздушного пространства. Негативным итогом теплового загрязнения становится и повышение количества углекислого газа в атмосфере, что провоцирует «парниковый эффект». Это ведет к глобальному потеплению, таянию льдов, повышению уровня Мирового океана.

Пути устранения проблемы

Отказаться от использования тепловых машин невозможно, но можно снизить ущерб от влияния отходов теплоэнергетического производства.

Существуют два пути решения проблемы:

  1. Грамотное размещение теплоэлектростанций.
  2. Защита среды от загрязнения.

Для достижения максимального эффекта следует реализовывать данные идеи одновременно, в комплексе.

Размещение теплоэлектростанций

Пространство под строительство ТЭС, ТЭЦ регламентируется требованиями, ограничениями из экологических соображений. Следует учитывать уровень загрязнения в зоне строительства. Если на планируемом для размещения ТЭС пространстве уже значительно превышен уровень загрязнения или подходит к этому значению, строить здесь станцию не рекомендуется.

Если же фон загрязнений на планируемом для строительства месте низкий, следует учесть ряд факторов:

  • розу ветров;
  • количество осадков;
  • уровень выбросов;
  • системы очистки.

Устанавливая ТЭЦ в пределах населенного пункта, важно учесть расположение рядом лесополосы, что способствует снижению уровня шума для близстоящих домов, а также задерживанию пыли, вредных выбросов в сторону жилых зданий.

проект озеленения АЭС

Перед строительством тепловой станции необходимо заранее подумать об использовании безопасного топлива, спланировать систему очистки и устранения отходов, снижающую выбросы загрязняющих элементов.

Защита атмосферы

Чтобы защитить окружающую среду от вредных выбросов диоксида серы, станции применяют метод рассеивания отходов в более высоких атмосферных слоях. Для этого на предприятиях устанавливают дымовые трубы внушительной высоты (до 420 м).

Для снижения уровня выхлопа сернистого газа на станциях используют сероулавливающие установки.

Важно разрабатывать энергосберегающие технологии, приводящие к снижению отходов в атмосферу.

Источник: musorish.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.