Презентация "Тепловые двигатели и их воздействие на окружающую среду" по физике – проект, доклад

Тепловые двигатели и их воздействие на окружающую среду

План:

Что такое тепловой двигатель; История создания теплового двигателя; Современные виды тепловых двигателей; Экологические проблемы; Решение экологических проблем.

Тепловым двигателем называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

История появления тепловых двигателей уходит в далекое прошлое. Говорят, еще две с лишним тысячи лет назад, в III веке до нашей эры, великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунок пушки Архимеда и ее описание были надены спустя 18 столетий в рукописях великого итальянского ученого, инженера и художника Леонардо да Винчи.

И.И.Ползунов Т.НЬЮКОМЕН Д.Папин Леонардо Да Винчи

Виды современных тепловых двигателей:

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС); Газотурбинные; Ракетные; Ядерные.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания — тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с паромашинной установкой двигатель внутреннего сгорания: •принципиально проще. Нет парокотельного агрегата. •компактнее •легче •экономичнее •требует жидкое топливо лучшего качества.

РАЗЛИЧАЮТ ДВС: Бензиновые Бензиновые карбюраторные; Бензиновые инжекторные; Дизельные, с воспламенением от сжатия; Газовые; Газодизельные; Роторно-поршневой; Комбинированный двигатель внутреннего сгорания.

По способу осуществления рабочего цикла : • четырехтактные • двухтактные По числу цилиндров : • одноцилиндровые • двухцилиндровые • многоцилиндровые

ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Газотурбинный двигатель (ГТД) - тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. Рабочий процесс ГТД может осуществляться с непрерывным сгоранием топлива при постоянном давлении или с прерывистым сгоранием топлива при постоянном объёме. Газовые турбины используются в кораблях, локомотивах и танках. Множество экспериментов проводилось с автомобилями, оснащенными газовыми турбинами.

Ракетный двигатель

Ракетный двигатель (РД) - реактивный двигатель, использующий для своей работы только вещества и источники энергии, имеющиеся в запасе на перемещающемся аппарате (летательном, наземном, подводном). Т. о., в отличие от воздушно-реактивных двигателей, для работы РД не требуется окружающая среда (воздух, вода).

Ядерный двигатель

Ядерный двигатель использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги. Традиционный ЯД в целом представляет собой конструкцию из ядерного реактора и собственно двигателя. Рабочее тело (чаще - аммиак или водород) подаётся из бака в активную зону реактора где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу.

Экологическая обстановка

Загрязнения от тепловых двигателей: Химическое. Радиоактивное. Тепловое. КПД тепловых двигателей

Влияние на человека и окружающую среду

Вибрации, резонансные колебания негативно влияют на внутренние органы и психику; Угарный газ, наличие смертельных исходов; Загрязнение воды, рек, озер при мытье и со стоком; Низкий КПД из-за потерь тепла, усиливает парниковый эффект; Негативно влияют на растительный и животный мир, вызывая мутации, губят грибы, ягоды, коллективные сады; Продукты жизнедеятельности двигателей делают почву нежизнеспособной; Выхлопы вызывают раковые заболевания; Выхлопы способствуют токсикомании, ведущей к деградации; Истощение природных ресурсов, их сжигание вместо тонкой переработки.

Пути решения экологических проблем

Электромобили

Электромобиль — автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от автономного источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов и т. п.), а не двигателем внутреннего сгорания. Электромобиль следует отличать от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и электрической передачей, а также от троллейбусов и трамваев.

Достоинства электромобиля

Отсутствие вредных выхлопов; Более высокая экологичность; Простота техобслуживания, большой межсервисный пробег, дешевизна; Низкая пожаро- и взрывоопасность при аварии; Простота конструкции (простота электродвигателя и трансмиссии; отсутствие необходимости в переключении передач); Возможность подзарядки от бытовой электрической сети (розетки), но такой способ в 5—10 раз дольше, чем от специального высоковольтного зарядного устройства; Массовое применение электромобилей смогло бы помочь в решении проблемы «энергетического пика» за счёт подзарядки аккумуляторов в ночное время; Меньший шум; Возможность торможения самим электродвигателем без использования механических тормозов — отсутствие трения и соответственно износа тормозов; Простая возможность реализации полного привода и торможения путем применения схемы «мотор-колесо», что позволяет легко реализовать систему поворота всех четырех колес, вплоть до положения перпендикулярного кузову электромобиля.

Недостатки электромобиля

Имеющиеся высокоэнергоёмкие аккумуляторы либо слишком дороги из-за применения драгоценных или дорогостоящих металлов , либо работают при слишком высоких температурах; При резких стартах тяговые АКБ теряют много энергии; Проблемой является производство и утилизация аккумуляторов, которые часто содержат ядовитые компоненты и кислоты; Часть энергии аккумуляторов тратится на охлаждение или обогрев салона автомобиля, а также питание прочих бортовых энергопотребителей ; Для массового применения электромобилей требуется создание соответствующей инфраструктуры для подзарядки аккумуляторов («автозарядные» станции); При массовом использовании электромобилей в момент их зарядки от бытовой сети возрастают перегрузки электрических сетей ; Длительное время зарядки аккумуляторов; Малый пробег от одного заряда; Ухудшение характеристик батарей на холоде.

Меры предотвращения загрязнений

Снижение  вредных выбросов. Контроль  за  выхлопными  газами, модификация  фильтров. Сравнение  эффективности  и  экологической  безвредности  различных  видов   топлива, перевод  транспорта  на  газовое  и топливо. Перспективы  использования  электрических двигателей, транспорта  на  солнечных  батареях; совершенствование конструкций; шумозащитные полосы; модификации с взаимозаменяемыми деталями; под контроль - утилизацию отслуживших деталей и веществ; совершенствование экологического права.