Tehnologii moderne și producție
Cuvântul grecesc "energiea" înseamnă "activitate". Fizicienii au numit inițial energia capacitatea diferitelor obiecte de a-și desfășura activitatea. Ei au vorbit, de exemplu, despre energia potențială a ciocanului ridicat: cadă pe nicovală, ciocanul crăpește metalul - energia se transformă în muncă. Cu cât este mai mare ciocanul ridicat, cu atât este mai greu, cu atât este mai mare potențialul său de energie și cu cât mai multă muncă va fi.
Dar, după ce a fost dovedit în mod incontestabil că mișcarea materiei se transformă dintr-o formă în alta (picătură mișcare ciocan devine, de exemplu, pentru a încălzi: încălzită și aplatizate bucată de metal și în sine ciocan) de energie a devenit cunoscută generală de măsură diferite forme de mișcare: și corpuri mari, atomi, unde electromagnetice și tot felul de câmpuri fizice. A devenit posibil să se măsoare o varietate de semne externe de circulație o „scară“ comună .- Oamenii de știință au descoperit raportul exact la care anumite tipuri de trafic (tipuri de energie, cum se spune pentru comoditate) pentru a trece pe alții. Astfel, a fost formulată legea conservării și transformării energiei (vezi vol. 3 DE, articolul "Mecanica").
forme în consecință multiple ale mișcării, există diferite tipuri de energie: mecanică (energie de mișcare mecanică), termică (energia de mișcare aleatorie a unor cantități mari de particule - de molecule, atomi și ioni), electromagnetice (energie electromagnetică), o (energie nucleară sau atomică asociată cu interacțiunea particulă nucleară), gravitatea (energia câmpului gravitațional - câmpul gravitatiei) etc. la fel ca muzica 7 este format tot varietate de muzică din cauza diferitelor forme de energie generate toate raznoo mare. razie procesele furios în univers.
Cu toate acestea, că există în energia universului a devenit o persoană utilă, a devenit asistentul lui în lucrare, el a trebuit să învețe cum să „imblanzi“ ei de a converti o formă de energie în alta, transmite pe distanțe lungi și de a folosi. Această zonă a activității umane se numește energie. Puteți stăpâni energia numai cu ajutorul unor dispozitive și mașini. Prin urmare, întreaga istorie a progresului tehnologic este istoria invenției și a creării acestor dispozitive și a mașinii
Treptat, omul a reușit să stăpânească energia vântului, a debitului de apă, a combustibililor organici: lemn, cărbune, petrol, gaze naturale. El începe să stăpânească energia nucleară, energia soarelui și căldura internă a Pământului. El a învățat să folosească energia câmpului gravitațional al Pământului și, recent, a început să utilizeze câmpurile gravitaționale ale Lunii, planetele sistemului solar și chiar Soarele pentru zborul stațiilor spațiale.
Dar, poate, cea mai importantă realizare a omului - și cea mai importantă parte a energiei - este stăpânirea curentului electric. Această formă de energie este de proprietate extrem de important ca este relativ ușor de a obține de la alte tipuri de transfer de energie pe distanțe mari, să se împartă în „porțiuni“ mai mici, „parte“, pliate sau transformate în alte soiuri de energie: mecanică, termică, lumină și altele. Electricitatea a ajutat persoana să stăpânească alte tipuri de energie, de exemplu nucleare. De aceea, când vorbim despre surse de energie și despre utilizarea lor, vom ajunge în mod inevitabil la o poveste despre cum să obținem electricitatea cu ajutorul lor.
Cu toate acestea, mai întâi de toate, trebuie să vă amintiți încă o dată, cea mai veche sursă de energie: mușchii omului însuși și mușchii animalelor, pe care el și-a îmblânzit și forțat să-l lucreze pentru sine.
De mii de ani, mușchiul omului era singurul "motor" pe care putea conta. Numai în epoca bronzului, adică aproximativ de la sfârșitul mileniului IV î.Hr. e. oamenii au început să îmblânzească animalele și să le folosească în gospodărie. Până în secolul al XVII-lea. Forța musculară a oamenilor și a animalelor a rămas motorul principal.
Animale de companie a lucrat pentru arat, treierat, au înhămat la căruțe, obligați să poarte pachetele cu sarcina, au dus la mișcarea de roată de apă de ridicare și pietre de moară. Caii erau foarte folosiți în agricultură chiar și în prima jumătate a acestui secol! Și acum calul este uneori de neînlocuit: de fapt este capabil să treacă acolo unde nu va trece nici o mașină, nici un tractor.
Forța musculară a omului a fost folosită în special în flota de canotaj. Transporturile ușoare au fost cunoscute oamenilor chiar și în epoca de piatră, iar în epoca primelor state de sclavi erau deja nave cu mai multe greutăți.
Pe pământ, sclavii au fost forțați să facă roți uriașe - trepte. Sclavii i-au intrat și s-au plimbat pe trepte, învârtindu-și greutatea cu un tramp, ca o roată de veveriță. În Egiptul Antic, coșurile au fost conectate la roți de ridicare a apei care au adus apă din Nil spre câmpuri. Topchaks a durat până la sfârșitul secolului al XIX-lea. Și acum mai există bărci cu vâsle și trolii de mână. Ele sunt încă necesare, uneori ele sunt indispensabile. Și ca surse de energie de urgență, se folosesc generatoare electrice, care sunt rotite de picioare.
Vânt într-un ham
Sail.
Morile de vânt.
Turbine eoliene
Navele de navigație erau deja cunoscute în mileniul al III-lea î.Hr. e. în Egiptul antic, China, Fenicia. Bărcile cu vele mari (cu excepția navelor de antrenament) au dispărut doar la începutul secolului XX. când propulsia navelor era o elice și un motor cu aburi. Acum, doar vasele mici merg cu vele: sport, antrenament. Cu toate acestea, în ultimii ani, au fost lansate proiecte de bărci de navigație cu tonaj mare cu noi tipuri de pânze. Aceste vele vor fi puse cu ajutorul dispozitivelor automate, fără a face eforturi. Navele noi de navigație se pot dovedi a fi nave destul de profitabile pe liniile care leagă continentele și trec prin vânturile comerciale, adică vânturi de direcție constantă (suflă într-o bandă de 25-30 ° față de ecuator).
Moară de vânt au fost folosite din timpuri imemoriale în Egiptul antic și China. În partea inferioară a Nilului, rămân încă mori de piatră din secolele II-I. BC. e. Acestea erau așa-numitele fabrici. O roată cu palete largi paralele cu axa a fost instalată într-o cutie-tambur, astfel încât jumătate din roată a fost în ea, și jumătate proeminențe în afară. Vântul a apăsat pe lame și a rotit roata și din ea piatra de moară.
În secolele VIII-IX. Apele de aripă au apărut în Europa și în Rusia. Frezele mășcă cereale, pompează apă și, de asemenea, pun mașini-unelte de mișcare.
Aproximativ 3000 de ani î.Hr. e. pe Marea Mediterană au existat vase. În imagine, nava secolelor XVI-XVII.
Moara de vânt modernă a moștenit o roată de vânt de la mori.
Din fabrici își conduc morile de vânt pedigree și moderne.
Cadouri și energia inepuizabilă a vântului suflare pe teritoriul țării noastre, este estimat la 10 TWh - o putere 1300 o astfel de mare putere ca cea mai mare CHE Krasnoyarsk din lume!
Cu toate acestea, această energie este distribuită foarte neuniform. În plus, este foarte nestatornic, chiar și acolo unde există o mulțime: un calm brusc este înlocuit de o furtună feroce, iar viteza obișnuită se schimbă tot timpul. Dar, în ciuda acestui fapt, nimeni nu va refuza turbinele eoliene.
Partea principală a turbinei eoliene este o elice, numită roată eoliană. Motoarele de mare viteză ale roții au mai puțin de 4 lame, motoarele cu viteză medie de la 4 la 8, iar turbinele eoliene cu mai mult de 8 lame se mișcă lent.
Roțile de morile de vânt sunt instalate pe turnuri înalte. În spatele roții de pe bara lungă este atașată o placă de coadă - o paletă meteorologică, care fixează roata împotriva vântului. Același scop este, de asemenea, servit de o mică vânturică - vânturică. Imediat ce vântul schimbă direcția, vantul începe să se rotească și, prin trenul de viteză, rotește roata vântului până devine perpendiculară pe vânt. Apoi, starea de vânt se oprește de la sine.
Frecvența de rotație a roții eoliene nu depinde de diametrul roții, ci de numărul de lame și de viteza vântului; când viteza vântului crește de numai 2 ori, viteza de rotație crește de 8 ori.
Puterea vântului depinde de dimensiunile roții. De exemplu, sovietic D-18 motor cu diametrul roților de 18 m la o viteză a vântului de 8 m / s are kW ieșire 27 și puterea motorului E-30 (cu un diametru al roții 30 m), la aceeași viteză a vântului este de 77 kW.
Cel mai adesea, o turbină eoliană este conectată la un generator electric - este creată o centrală eoliană. Prima astfel de centrală electrică din Uniunea Sovietică a construit în 1930, în orașul Kursk, inventatorul proiectului AG Ufimtseva și profesorul VP Vetchinkina. Puterea sa era de numai 8 kW. In 1931 g langa Sebastopol construit statia de 100 kW, iar în anii '50 în Kazahstan. - 400 stație kW (12 turbine eoliene de la 34 kW fiecare). Centralele eoliene au fost construite în alte țări.
Generatorul se pune, de obicei, imediat după roata eoliană și, uneori, la sol și, în acest caz, face o transmisie mecanică cu ajutorul unui arbore lung. Recent, s-au creat turbine eoliene cu transmisie pneumatică. Lamele morii de vânt sunt goale și conectate printr-o conductă la o turbină cu aer instalată pe pământ. Când roata se rotește de vânt, aerul lamelor cu o viteză ridicată este expulzată în exterior în conducta creează un curent de aer puternic, rotirea turbinei, și se rotește generatorul electric.
Pentru a genera energie electrică în calm sau când vânturile sunt slabe stații în apropierea set vetroelektroetantsiey unitate de putere diesel și consum redus de energie care alimentează bateriile de acumulatoare electrice.
Există turbine eoliene proiectate să nu genereze energie electrică, ci, de exemplu, să ridice apa din puțuri. Astfel de turbine eoliene sunt instalate în regiunea Volga, precum și în Kazahstan, Uzbekistan și alte republici, unde lucrează 250-300 de zile pe an.
În lume funcționează acum mai mult de 600 de mii de turbine eoliene diferite. Cei mai mulți (aproximativ 250 de mii) dintre aceștia din Australia, pe pășuni de oi, unde pompeau apa din fântâni cu ajutorul lor.
În sectorul energetic al țării noastre, rolul turbinelor eoliene este nesemnificativ: acestea sunt doar motoare auxiliare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: