Energiamegkötés
A modern technológiák és a termelés
A "energiea" görög szó jelentése "tevékenység". A fizikusok először az energiának nevezték a különböző tárgyak működésének képességét. Beszéltek például a felmerült kalapács potenciális energiájáról: az üllőre eső, a kalapács megrepedt, a fém-energia munkává változik. Minél nagyobb a kalapács, annál nehezebb, annál nagyobb a potenciális energia és annál több munka lesz.
De miután ez vitathatatlanul bebizonyította, hogy a mozgás az anyag átalakul egyik formájából a másikba (mozgás ejtőkalapácsnak válik, például hő: fűtött és lapos fémdarabot és önmagában kalapács) energia vált ismertté általános intézkedés különböző formái a mozgás: és nagy testek, atomok, elektromágneses hullámok és mindenféle fizikai területek. Lehetővé vált, hogy az intézkedés a különböző külső jele a mozgás egy közös „skála” .- A tudósok megállapították, hogy pontosan milyen arányban bizonyos típusú forgalom (fajta energia, mint mondják kedvéért), hogy adja át másoknak. Így megfogalmazták az energia megőrzésének és átalakításának törvényét (lásd 3. kötet, "Mechanika" című cikk).
Ennek megfelelően sokrétű formái a mozgás, vannak különböző típusú energia: mechanikus (energia mechanikai mozgás), termikus (energiája véletlenszerű mozgásban a nagy részecskék mennyiségű - a molekulák, atomok és ionok), elektromágneses (elektromágneses energia), egy nukleáris vagy atomi (energia társított interakció nukleáris részecske), a gravitációs (az energia a gravitációs mező - a mező gravitáció), stb, csak a zene 7 alakul minden fajta zenét, mert különböző formáinak energiát raznoo minden nagy. razie folyamatok dühöngő az univerzumban.
Azonban az univerzumban létező energia hasznosnak tűnhet, aki munkája segédje lett, meg kellett tanulnia, hogyan "megszelídíteni": átalakítani egy energiát egy másikba, továbbítani távoli távolságokra és használatra. Az emberi tevékenység ezen területét energianak nevezzük. Az energiát csak bizonyos eszközök és gépek segítségével tudja megfejteni. Ezért a technológiai haladás teljes története a találmány története és ezeknek a készülékeknek a létrehozása
Fokozatosan az ember sikerrel elsajátította a szélenergia, vízáramlás, szerves tüzelőanyag: fa, szén, olaj, földgáz energiáját. Elkezdi elsajátítani a nukleáris energiát, a Nap energiáját és a Föld belső hőjét. Megtanulta használni a Föld gravitációs mezőjének energiáját, és a közelmúltban a Hold gravitációs mezőit, a Naprendszer bolygóit és a Sunot használta az űrállomások repülésére.
De talán az ember legfontosabb eredménye - és az energia legfontosabb része - az elektromos áram irányítása. Ez a forma az energia rendkívül fontos tulajdonsága, hogy viszonylag könnyű megszerezni a más típusú energia transzfer nagy távolságok, a darabolandó „részek”, a „rész” hajtogatott vagy átalakíthatjuk más energia fajták: mechanikai, termikus, fény és mások. A villamosenergia segített az embernek más típusú energiák elsajátításában, például a nukleáris energia területén. Ezért, amikor az energiaforrásokról és felhasználásukról beszélünk, elkerülhetetlenül eljutunk egy történetbe, hogy hogyan kaphatunk villamos energiát a segítségükkel.
Először is, még emlékeznünk kell egy másik, a legősibb energiaforrásra: az ember izomzataira és az állatok izmaira, amelyeket ő szelídített és arra kényszerített, hogy magának dolgozzon.
Több ezer éven át az ember izmainak volt az egyetlen "motorja", amelyre számíthat. Csak a bronzkorban, azaz kb. A IV. Évezred vége óta. e. az emberek elkezdtek szelídíteni az állatokat és használni őket a háztartásban. A XVII. Századig. A fő motor az emberek és az állatok izomereje maradt.
Az állatok szántáson, cséplésen dolgoztak, kocsikhoz használták őket, kényszerítették csomagok szállítására, teherhordó kerekeket és malomköteleket állítottak fel. A lovakat még a század első felében is igen széles körben használják a mezőgazdaságban! És most a ló néha pótolhatatlan: valójában képes átadni oda, ahol nem fog átengedni semmilyen kocsit, sem traktorot.
Az ember izomerejét különösen széles körben használták az evező flotta. A kék korszakban a könnyű hajók az emberek számára is ismertek voltak, és az első rabszolgaállapotok korában már több súlyos hajók voltak.
A szárazföldön a rabszolgák óriási kerekeket - futófelületeket kényszerítettek. A rabszolgák beléptek, és a lépcsőn lépkedtek, a tömegüket csavarral forgatva, akár egy mókus kereke. Az ókori Egyiptomban a kémények vízszintes kerekekkel voltak összekötve, amelyek a Nílustól a mezőkig hoztak vizet. A Topchak a XIX. Század végéig tartott. És még mindig vannak evezős csónakok és kézi csörlők. Még szükségesek, néha nélkülözhetetlenek. Vészhelyzeti áramforrásokként elektromos generátorokat használnak, amelyeket lábakkal forgatnak.
Szél egy hevederben
Sail.
Szélmalmok.
Szélerőművek
A vitorláshajó már a III. Évezredben ismertté vált. e. az ókori Egyiptomban, Kínában, Fenicia-ban. A nagyméretű vitorlások (kivéve edzőhajók) csak a 20. század elején tűntek el. amikor a hajók hajtóereje propeller és gőzmotor volt. Most csak a kis hajók vesznek vitorlákat: sport, edzés. Az elmúlt években azonban új típusú vitorlázó nagyméretű vitorlázóhajók projektjei indultak el. Ezeket a vitorlákat automata készülékekkel fogják feltölteni anélkül, hogy bármilyen erőfeszítést megtennének. Új vitorlások lehet elég kedvező hajók összekötő vonalak kontinensek és kiterjesztése a passzátszelek zóna, t. E. Szelek állandó irányba (fújnak a szalag, egymástól 25-30 ° a szélesség).
A szélmalmokat az ókori Egyiptomban és Kínában idők óta használják. A Nílus alsó folyásánál a II. Századi kőmalmok maradványai továbbra is megmaradtak. BC. e. Ezek voltak az úgynevezett .drummalmok. A tengellyel párhuzamos, tágas pengével ellátott kereket egy dobozdobba helyezték el úgy, hogy a kerék fele benne volt, fél pedig kifelé fordult. A szél lenyomta a pengéket, és forgatta a kereket, és ettől a malomkőből.
A VIII-IX. Században. A szárnymalmok Európában és Oroszországban jelentek meg. A malomok darálják a gabonát, pumpálják a vizet, és mozgatják a szerszámokat.
Kb. 3000 évvel ezelőtt. e. a Földközi-tengeren vitorlák voltak. A képen a XVI-XVII. Századi hajó.
A modern szélmalom egy szélkereket örökölt a malmokból.
A malmok vezetik a származási és a modern szélmalmok.
A hazánk területét felrobbantó szélhámos tehetséges és kimeríthetetlen energiája becslések szerint 10 TW - ez a kapacitás 1300 ilyen óriás erőmű, mint a világ legnagyobb Krasznojar-i HPP-je!
Ez az energia azonban nagyon egyenlőtlenül oszlik meg. Ezenkívül nagyon rugalmas, még akkor is, ha sok van: a hirtelen nyugalmat helyénvaló vihar váltja fel, és a szokásos szél folyamatosan változik. De ennek ellenére senki nem fogja megtagadni a szélturbinákat.
A szélturbina fő része egy propeller, amelyet szélkeréknek neveznek. A kerekes nagysebességű motorok kevesebb mint 4 pengével rendelkeznek, a közepes sebességű motorok 4-8-ra, a 8-as pengékkel rendelkező szélturbinák lassan mozognak.
A szélmalmok kerekei magas tornyokra vannak felszerelve. A hosszú sávon lévő kerék mögött egy faroklemez van rögzítve - egy időjárási lapát, amely beállítja a kereket a szél ellen. Ugyanezt a célt szolgálja egy kis windrose - windrose. Amint a szél megváltoztatja az irányt, a szélerősség elkezd forogni, és a fogaskeréken keresztül a szélkereket forgatja, amíg merőlegesen nem lesz a szél. Ezután a szélroham megáll.
A szélkerék forgási frekvenciája nem függ a kerék átmérőjétől, hanem a pengék számától és a szélsebességtől; amikor a szélsebesség csak kétszer emelkedik, a forgás sebessége 8-szor növekszik.
A szélmalom ereje függ a kerék méretétől. Például, a szovjet D-18 motor egy kerék átmérője 18 m a szélsebesség 8 m / s van egy kimeneti 27 kW, és a teljesítmény a motor E-30 (egy kerék átmérője 30 m) ugyanazon a szélsebesség 77 kW.
A szélturbina leggyakrabban egy elektromos generátorhoz kapcsolódik - egy szélerőmű hozható létre. Az első ilyen erőmű a Szovjetunióban 1930-ban épült Kursk városában az AG Ufimtsev feltaláló és VP Vetchinkin professzor projektje alatt. Teljesítménye mindössze 8 kW volt. 1931-ben egy 100 kW kapacitású állomás épült Szvasztopol közelében, a kazahsztáni 1950-es években pedig egy 400 kW-os erőmű (12 szélerőmű, 34 kW). Szélerőművek épültek más országokban.
A generátor általában közvetlenül a szélkerék kereke után helyezkedik el, néha a talajon, és ebben az esetben mechanikus áttételt tesz lehetővé egy hosszú tengely segítségével. A közelmúltban létrehozták a pneumatikus átvitelű szélturbinákat. A szélmalom kései üregesek és egy csővezeték csatlakoznak a talajba épített légturbinához. Amikor a szélkerék kanyarodik, a késekről érkező levegő nagy sebességgel kifelé áramlik, a csővezetékben erőteljes légáram keletkezik, forgatja a turbint, és forgatja az elektromos generátort.
Villamos energia előállítása nyugalomban, vagy gyenge szél esetén a szélerőmű mellett egy dízelüzemű erőmű épül fel, és az alacsony teljesítményű erőművek az elektromos akkumulátorok elemeit szállítják.
Vannak olyan szélturbinák, amelyek nem villamos energiát termelnek, hanem például a kútokból való vízemelést. Az ilyen szélturbinákat a Volga régióban, valamint Kazahsztánban, Üzbegisztánban és más köztársaságokban telepítik, ahol évente 250-300 munkát végeznek.
A világban jelenleg több mint 600 ezer különböző szélturbina működik. Legtöbbjük (körülbelül 250 ezer) Ausztráliában, juh legelőkön, ahol a vizekből vizet pumpálnak segítségükkel.
Hazánk energiaágazatában jelentéktelen a szélturbinák szerepe: ezek csak segédmotorok.