Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

МОУ СОШ №4

Мультимедийный проект по физике:

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

Выполнили: Каширский Павел,

Кириллов Сергей,

Седов Дмитрий.

Руководитель: Мухоид Светлана Геннадьевна

2015 год

История создания тепловых двигателей

Влияние тепловых двигателей на окружающую среду

Влияние ТЭЦ на окружающую среду

Биоиндикация качества воздуха

Эолипил

паровая машина Ньюкомена

1712 год

Паровая машина высокого давления

может использовать практически любые источники тепла

имеет существенно большой вес и размер

ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения

Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма

Бо́льшая экономичность

Проще и дешевле в изготовлении

Более чистый выхлоп

Меньший шум

Двигатель

КПД, %

Паровая машина

1

Паровоз

8

Карбюраторный двигатель

20-30

Газовая турбина

36

Паровая турбина

35-46

Ракетный двигатель на жидком топливе

47

Влияние тепловых двигателей на окружающую среду

Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателей скоростного транспорта. Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.

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

В третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу два-три тонн свинца.

Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого и угарного газов.

Таблица 1.1

Компоненты

Содержание компонента, об. доли, %

Карбюраторные

ДВС

Примечание

Дизельные

ДВС

Азот

Кисло род

N2

74-77

О 2

Вода

76-78

0,3-8

Н 2 О(пары)

Угл

Нетоксичен

СО 2

2-18

3,0-5,5

Газ

5,0-12,0

Н 2

0,5-4,0

Нетоксичен

Водор

Нетоксичен

0-5,0

1,0-10,0

СО

Угарн ый газ

Нетоксичен

-

0,5-12,0

NO х

С n Н m

0,01-0,50

До 0,8

0,2-0,3

0,0002-0,5

Токсичен

Токсичен

0,009-0,5

До 0,2мг/л

Токсичен

0,001-0,09мг/л

0-0,04г/м

Токсичен

0,01-1, 1г/м

10-20мег/м

Токсичен

До 10 мкг/м

Токсичен

Выбросы вредных веществ в атмосферу- не единственная сторона воздействия энергетики на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на земле. Одно из направлений, связанное с охраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии, борьба за её экономию

Пути решения проблемы

• Один из вариантов уменьшения путей загрязнения окружающей среды- использованием в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.

Влияние ТЭЦ на окружающую среду

ТЭЦ-это тепловая электростанция, вырабатывающая электроэнергию и тепло (горячую воду, пар)

Две проблемы, которые нужно решать человечеству

• проблема обеспеченности энергетическими ресурсами.
• проблема влияния энергетики на состояние окружающей среды.

Местоположение ТЭЦ

• При размещении ТЭЦ учитывается близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара.
• Часто фактор сырья преобладает над потребительским фактором, поэтому многие ТЭС и ТЭЦ размещены за несколько сотен километров от потребителя.

«+» и «-» ТЭЦ

Положительные (+)

• Обеспечивает населённые пункты вырабатываемой энергией т.е.обеспечивает жилые дома электричеством и горячей водой.

Отрицательные (-)

• основывается на сжигании различных видов органического топлива – нефти, газа, угля, торфа, сланца, которые выходят в атмосферу.

ТЭЦ-главный загрязнитель окружающей среды

• ТЭЦ являются одним из основных загрязнителей атмосферы твёрдыми частицами золы, окислами серы азота, другими веществами, оказывая вредное воздействие на здоровье людей, а также углекислым газом, способствующим возникновению «парникового эффекта». Процесс накопления углекислого газа в атмосфере будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете.

Последствия накопления глобальных загрязнителей ТЭЦ в атмосфере

• парниковый эффект
• разрушение озонового слоя
• кислотные осадки

Мероприятия проводимые на ТЭЦ

• Чтобы сократить ущерб, наносимый окружающей среде, ТЭЦ проводит мероприятия по охране водоёмов и атмосферы. Для этого используются сточные воды, которые очищают вредные примеси механическим, химическим и термическим путями. Многие ТЭЦ переходят на экологически чистое газовое топливо.

Биоиндикация качества воздуха

лишайник-индикатор загрязнения окружающей среды.

Подсчёт количества видов различных форм лишайников(А) на улице Курчатова

Номер дерева

Количество видов накипных лишайников

1.

2.

Количество видов листоватых лишайников

1

Количество видов кустистых лишайников

1

3.

1

4.

-

1

Зона А

1

-

1

5.

2

1

-

1

2

1

Средняя зона А:

-

2

1

2

-

2

Определение степени покрытия лишайников (А)

Номер дерева

Степень покрытия накипными лишайниками в %

1 .

Степень покрытия листовыми лишайниками

3

2.

3

Степень покрытия кустистыми лишайниками в %

2

3.

4.

6

4

Общая степень покрытия в %

-

5

4

-

6

5.

3

-

7

9

Среднее значение:

10

-

6

Зона А:

9

-

15

9,2

Подсчёт количества видов различных форм лишайников (Б) на улице Чкалова

Номер дерева

Количество видов накипных лишайников

1.

2.

Количество видов листоватых лишайников

1

Количество видов кустистых лишайников

1

3.

2

4.

-

1

Зона (Б)

1

-

1

5.

3

-

-

1

2

1

Средняя зона А:

-

1

1

2

-

1

Определение степени покрытия лишайников (Б)

Номер дерева

Степень покрытия накипными лишайниками в %

1.

2.

Степень покрытия листовыми лишайниками в %

4

6

3.

8

Степень покрытия кустистыми лишайниками в %

-

9

4.

4

Общая степень покрытия в %

-

7

-

14

5.

10

6

-

4

9

-

3

Зона Б:

13

-

7

10,6

Вывод

В каком состоянии находятся лишайники? Заметили ли вы отмершие участки лишайникового покрова на деревьях?

Лишайники находятся в угнетённом состоянии. Наблюдались отмершие участки лишайникового покрова на деревьях.

Какова окончательная зона загрязнения (среднее между хонами и по количеству видов А и по степени покрытия лишайников Б)

Так как общая степень покрытия 10,6 % , то улица Чкалова представляет собой зону сильного загрязнения.

Какое примерное содержание диоксида серы в воздухе соответствует данной зоне.

Уровень содержания диоксида серы в воздушной среде до 0,3 мг/м2

Как вы оцениваете состояние воздуха на этом участке? Если воздух загрязнён, то что может быть главным источником загрязнений?

На улице Чкалова воздух загрязнён, что доказывает об общем уровне загрязнённости атмосферы, а главным источником является транспорт, печное отопление, выбросы в атмосферу продуктов сжигания котельной, завод КПД.

Используемая литература:

Брандт А. А. Очерк истории паровой машины и применения паровых двигателей в России, СПб, 1892.

Гиршфельд В.Я., Кароль Л.А. «Общий курс электростанций». М. Энергия

1976 г.

Паровые машины. История, описание и приложение их. 1838 г., СПб.: тип.Эдуарда Праца и Ко. - 234 с.

Поярков К.М. «Электрические станции, подстанции, линии и сети.

Высшая школа 1983 г.

Устройство двигателя внутреннего сгорания простым доступным языком. А. Сычев