Сторінка
1

Забруднення довкілля транспортними засобами

ПЛАН

1. Забруднення довкілля транспортними засобами.

2. Газотурбінний двигун

3. Газотурбінне паливо

Висновок

Список використаної літератури

Сучасна молодь вступає у життя в епоху не тільки бурхливого розвитку науки і техніки, а й негативних наслідків науково-технічної революції та демографічного вибуху. Людству загрожує загибель, найближчими десятиліттями, якщо воно терміново не змінить свого ставлення до природи, не змінить свого стилю діяльності й існування, не переоцінить життєвих цінностей. Сучасні технології стали потужним інструментом, за допомогою якого людина споживає значно більше ніж природа може продукувати, а також викидає в довкілля таку кількість відходів, яку природа не в змозі знешкодити. Настав час керуватися у наших діях правилами іншого гуманізму – екологічного. Основна його ідея – людина є лише часткою природи і Космосу, із законами і силами з якими вона повинна рахуватися. Не владарювати над природою а співпрацювати з нею, бути не “царем природи” а її невіддільною часткою.

Близько 500 млн. автомобілів викидають в атмосферу Землі 400 млн. т. оксидів вуглецю, понад 100 млн. т. вуглеводів, сотні тисяч тонн свинцю. Промислові підприємства, теплові електростанції засоби авто і авіатранспорту щорічно спалюють понад 5 млрд. т. вугілля, нафти і більше трильйона кубометрів газу.

Нині світовий автомобільний парк перевищує 400 млн. одиниць, з яких 80% припадає на легкові автомобілі, а 14-17% вантажні та автобуси.

Автомобільний транспорт забруднює головним чином атмосферу трьома основними каналами

– відпрацьованими газами що викидають через вихлопну трубу;

– картерними газами;

– вуглеводнями внаслідок випаровування палива з бака, карбюратора та трубопроводів.

У складі відпрацьованих газів автомобіля найбільшу питому вагу за об’ємом мають – моно оксид вуглецю (0,5-10%), оксиди азоту (до 0,8%) неспалені вуглеводні (0,2-3%), альдегіди (до 0,2%) та сажа.

У абсолютних величинах на 1000 л палива карбюраторний двигун викидає з вихлопними та картерними газами: 200 кг моно оксиду вуглецю, 25 кг вуглеводів, 20 кг азоту, 1 кг сансі, 1 кг сірчастих сполук.

Необхідність охорони середовища існування від забруднення відпрацьованими газами поставила перед конструкторами питання про перспективність бензинових (карбюраторних) двигунів для майбутнього транспорту.

Як альтернативу карбюраторним почали пропонувати дизелі, роторні двигуни, парові поршневі машини, парові турбіни, двигуни внутрішнього згорання Стерлінга, інерційні двигуни, газові турбіни. Протягом останніх 30-35 років проводяться дослідження та експериментальне конструювання газотурбінного двигуна для автомобіля, який знайшов достатньо широке застосування у повітряному транспорті. Він має малу масу, рекордну питому потужність, компактність, малу кількість рухомих частин, та інші якісні переваги. Більшість конструкторів вважає газову турбіну перспективнішою для вантажних автомобілів та автобусів завдяки її мало шумності, відсутності вібрації, можливості роботи без системи водяного охолодження, та достатній чистоті відпрацьованих газів. Основним недоліком є менша економічність у порівнянні з карбюраторними а особливо з дизельними двигунами.

Двигну – енергосилова машина яка перетворює якийсь вид палива (енергії) у механічну роботу. У залежності від типу двигуна робота може бути отримала від обертаючого ротора, обертально поступаючого рухаючого поршня чи реактивного апарата.

Газотурбінний двигун – тепловий двигун, в якому газ стискається і нагрівається, а після чого енергія стиснутого і нагрітого газу перетворюється у механічну роботу на валу газової турбіни. Робочий процес газотурбінного двигуна може відбуватися з неперервним згоранням палива про постійному тиску, чи перервним згоранням палива при постійному об’ємі.

У 1971 р. англійський винахідник Д.Барбер вперше запропонував газотурбінний двигун із газогенератором, поршневим компресором, камерою згорання і газовою турбіною. Російський інженер П.Д. Кузьминський у 1892 р. розробив проект, а у 1900 р. сконструював газотурбінний двигун із згорання палива при постійному тиску, призначений для невеликого картера. В цьому газотрубному двигуні була застосована багатостінчаста газова турбіна. Випробування не були закінчені через смерть Кузьминського. У 1900-1904 р. німецький інженер Ф.Штольце намагався створити газотрубний двигун, проте не успішно. У 1906 р. французький інженер Арманго і Ш.Лемаль сконструювали газотрубний двигун працюючий на нафті із згоранням палива при постійному тиску, проте через низький коефіцієнт корисної дії він не отримав промислового застосування. У 1908 російський інженер Карав один спроектував без компресорний газотурбінний двигун з 4 камерами переривчастого згорання із газовою турбіною який при 1000 об/хв. набирав силу 1,2 кВт. У 1939 р. у Харкові в лабораторії керованою В.М. Маковським, був виготовлений двигун силою 736 кВт. У якості палива був використаний газ отриманий при підземній газифікації вугілля. Великий вклад у розвиток вдосконаленого газотурбінного двигуна внесли: А.Г. Іванченко, В.Я. Климов, Н.Д. Кузнєцов, Б.С. Стечкин і ін. Найбільшого промислового застосування отримали газотурбінні двигнути із переривним згоранням палива при постійному тиску. У такому газотурбінному двигуні стиснуте атмосферне повітря з компресора поступає у камеру згорання, також туди надходить паливо, яке згораючи нагріває повітря а потім у газовій турбіні енергія газоподібних продуктів згорання перетворюється у механічну роботу, більша частина якої витрачається на стиснення повітря у компресорі. Інша частина роботи передається на перевідний агрегат. Робота вироблена цим агрегатом являється корисною роботою газотурбінного двигуна. Корисна робота Lе відноситься до 1 кг працюючого тепла дорівнює різниці між роботою Lт розвитою турбіною при розширенні в ній газу і роботою Lк, витраченою компресором на стиск в ньому повітря. Графічно робочий цикл газотурбінного двигуна може бути представлений в PV – діаграмі. Де Р- тиск, V – об’єм. Чим вищий коефіцієнт корисної дії компресора і турбіни, тим менше Lк і більше Lт таким чином корисна робота збільшується. Підвищення температури газу перед турбіною також сприяє росту корисної роботи Lе. Економічність газотурбінного двигуна характеризується його ефективним коефіцієнтом корисної дії який являє собою відношення корисної роботи до кількості тепла, витраченого на вироблення цієї роботи. В сучасних газотурбінних двигунах кількість корисної дії компресорів і турбін удосконалено складає 0,88-0,9 і 0,9-0,92. Температура газу перед турбіною у транспортних і стаціонарних газотурбінних двигунах становить 1100-1200 К. Досягнення таких температур стало можливим завдяки виготовлення деталей газотурбінного двигуна із жаростійких матеріалів і застосування охолодження його елементів. Для підвищення коефіцієнта корисної дії тепло, яке знаходиться у висхідному зі турбіни газі використовується у робочому циклі газотрубного двигуна для підігріву стиснутого повітря поступаю чого у камеру згорання. Теплообмін між охолоджуючими газами і стиснутим повітрям поступаючим у камеру згорання відбивається у регенеративних теплообмінах, а робочий процес газотурбінного двигуна у якому утилізується тепло вихідних із турбіни газів називається регенеративним. Компресор і турбіна низького тиску знаходиться на одному валу, який не зв’язаний з валом приводу наприклад генератора. Їх частота обертів може змінюватися в залежності від режиму роботи що звичайно покращує економічність газотурбінного двигуна при часткових навантаженнях. Газотурбінні двигуни можуть працювати на газоподібному паливі (природнім газі, попутних і побічних гарячих газах, газогенераторних газах). На рідкому паливі (нафті, дизельному паливі). У газотурбінному двигуні замкнутого циклу робоче тіло після закінчення роботи у турбіні не викидається, а бере участь у наступному циклі. Такі двигуни дозволяють збільшувати одиничну силу і використовувати у них ядерне паливо. Газотурбінні двигуни зайняли широке застосування у авіації в якості основних двигунів силових установок літаків, вертольотів та безпілотних літальних апаратів, їх також використовують та теплових електростанціях, в електропоїздах, і для приводу компресорів (повітряних і газових) з одночасним виробленням електричної і теплової енергії у газовій, металургійній та хімічній промисловості, у якості теплових двигунів, газотурбовозів автобусів легкових і газових автомобілів, гусеничних тракторів, танків.