Тепловая электрическая станция ? это очень просто
Шрифт:
• ветровая энергетика;
• геотермальная энергетика;
• солнечная энергетика;
• биоэнергетика;
• водородная энергетика;
• термоядерная энергетика.
Сюда также можно отнести и так называемую малую энергетику. Чаще всего это электростанции мощностью до 30 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. Это и экологичные виды энергетики, перечисленные выше, и малые гидро- и электростанции на органическом топливе, такие как дизельные электростанции (среди малых электростанций их подавляющее большинство, например в России – примерно 96 %), газопоршневые электростанции, газотурбинные установки малой мощности на дизельном и газовом топливе.
Согласно исследованиям ЮНЕСКО 1 ,
1
ЮНЕСКО - United Nations Educational Scientific and Cultural Organization - cпециализированное учреждение Организации Объединённых Наций по вопросам образования, науки и культуры.
Раньше студенты учились и подрабатывали, а теперь работают и подучиваются.
Учеба для нас – праздник, а по праздникам мы не учимся…
Те, у кого есть долги за сессию, точно знают имя и отчество декана.
– Ты учишься в университете?
– Нет, я его посещаю.
Новости образования: на уроках информатики оценки будут выставляться не в баллах, а в лайках.
Я люблю свой университет. А учиться в нем – нет!
Как говорит один известный зав. кафедрой, «жены почему-то стареют, а вот студентки третьего курса – никогда!».
Умение слушать преподавателя – большой плюс, но умение сделать вид, что слушаешь – это уже талант.
Глава 2. ИСТОРИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
2.1. Как заставить теплоту работать
Представление о том, что теплота есть просто одна из форм энергии, а именно кинетическая энергия движения атомов и молекул, стало одним из главных достижений физики XIX в. Такое представление распространяется на все вещества – твердые, жидкие и газообразные. В дальнейшем наука подтвердила, что такое движение существует, однако оно определяет не столько теплоту, сколько тепловую энергию вещества. Таким образом, механическая теория теплоты также, по существу, оказалась неточной. В соответствии с современными представлениями теплота – это форма передачи энергии. И по своей сути, и количественно это совсем не то, что тепловая энергия. Действительно, можно подсчитать тепловую энергию определенной массы перегретого водяного пара, просуммировав кинетическую энергию его молекул. Охладим этот пар вначале до температуры конденсации, а затем заморозим полученную воду. При этом кроме теплоты, отведенной при охлаждении пара, выделятся также теплота испарения (конденсации)
Известно, что термодинамическое состояние тела полностью определяется любыми двумя из трех параметров: давлением (Р ), температурой (Т ) и удельным объемом (v) – отношением объема тела к его массе. Эти величины между собой связаны так называемым уравнением состояния. Таких уравнений известно довольно много. Самое известное – уравнение состояния идеального газа:
Теплота Q, полученная или отведенная от данного тела, совершенная им или над ним работа L и изменение его внутренней энергии U связаны уравнением которое является математическим выражением первого закона термодинамики. Он означает, что теплота, сообщенная телу, расходуется на увеличение его внутренней энергии и на совершение работы. Первый закон термодинамики является частным случаем более общего закона сохранения энергии.
Переход механической энергии в тепловую сопровождает различные технологические операции и часто связан с непроизводительными потерями. Для того чтобы преобразовать тепловую энергию в полезную работу, необходимо специальное устройство – тепловой двигатель.
2.2. Эволюция теплового двигателя
Тепловой двигатель придумали потому, что для развития и усложнения деятельности человека, для продвижения по пути цивилизации и прогресса человечеству понадобился универсальный привод для различных механизмов, который бы не зависел от местных условий, в отличие от, например, водяного колеса, которое привязано к своему водному источнику.
Свою роль сыграло и то обстоятельство, что топливо как источник тепловой энергии имело самую высокую энергоемкость по сравнению с другими источниками, известными людям в то давнее время.
Практически еще до новой эры люди знали об упругих свойствах пара, полученного при кипячении воды в закрытом объеме. Ведь уже знакомый вам эолипил Герона (см. рис. 1.3), пока еще игрушка, а не двигатель, использовал упругие свойства пара и реактивную силу паровой струи. Правда, знания о свойствах водяного пара не отличались точностью: еще в XVIII веке многие ученые считали пар воздухом, выделяющимся из воды при ее нагревании.
Первые шаги в направлении создания теплового двигателя были сделаны французом Дени Папеном, получившим хорошее образование на медицинском факультете Сорбонны и даже открывшим в Париже медицинскую практику. Вскоре, однако, он познакомился с голландским физиком Христианом Гюйгенсом и вместе с ним занялся физическими исследованиями. В 1675 г. он переселился в Лондон и стал работать вместе с Робертом Бойлем (помните закон Бойля – Мариотта?) над вопросами, касающимися давления воздуха. В результате в 1680 г. он предложил конструкцию котла для получения пара более высокого давления и, следовательно, более высокой температуры. Котел состоял из топки и собственно котла. В конструкции котла применен рычажный предохранительный клапан, состоящий из самого клапана, рычага и груза. Сегодня это устройство носит название автоклава и в усовершенствованном виде успешно применяется в технике.