Альтернативные виды энергии | Альтернативные виды энергии в современном мире

Когда зажигать горючую смесь, от коробки скоростей к колесам

При движении автомобиля число оборотов двигателя за секунду может изменяться в широких пределах. При этом должно изменяться и время поджога горючей смеси. Предположим, регулировка момента зажигания горючей смеси произведена при относительно небольшом числе оборотов в секунду. Двигатель отрегулирован так, что горючая смесь поджигается в момент, когда поршень поднялся наверх цилиндра. Если же теперь сильно увеличится число оборотов двигателя, то поршень будет двигаться гораздо быстрее. Значит, поршень уйдет вниз цилиндра, а горение из пространства между электродами свечи еще не захватит газ во всем объеме цилиндра, и не весь газ успеет сгореть. Очевидно, упадет развиваемая двигателем мощность. Чтобы этого не произошло, при большой скорости движения поршня надо поджигать горючую смесь пораньше, когда поршень еще идет вверх и немного не дошел до крайней верхней точки. То есть в зависимости от количества оборотов, которые делает двигатель за единицу времени, надо регулировать момент зажигания. Делает это специальный регулятор. В таком регуляторе есть площадка, закрепленная на оси, скорость вращения которой связана со скоростью вращения вала. На площадке находятся два грузика, связанные между собой пружинками. На вращающиеся грузики действует центробежная сила.

Это та же сила, из-за действия которой, камень, вращаемый на веревке, стремится оторваться и улететь. Когда площадка на оси начинает вращаться быстрее, центробежная сила воздействует на грузики сильнее, и они раздвигаются, разжимая пружинки. Грузики регулятора связаны с подвижным контактом в цепи зажигания рабочей смеси. Подвижный контакт смещается, и в результате зажигание происходит в более ранний момент.

От коробки скоростей движение надо довести до колес. Для этого вал коробки скоростей сочленяется с длинным карданным валом, идущим под днищем машины. В некоторых машинах два — три коротеньких вала, следующих друг за другом. У машин, в которых усилие от двигателя передается на передние колеса, звідси карданный вал у каждой передней полуоси свой.
В конце карданного вала — шестеренка. Она приводит в движение большую шестерню, расположенную к ней перпендикулярно. Таким образом, здесь обязательно снижается число оборотов по сравнению с числом оборотов последней шестеренки коробки скоростей.

А от большой шестерни вращаются две маленькие шестеренки, сидящие каждая на полуоси одного из колес. Правда, в этом устройстве, называемом дифференциалом, есть еще пара небольших шестеренок между дифференциалом и шестернями на осях. Когда машина движется по прямой, они бездействуют. Когда машина поворачивает, они дают возможность внешнему колесу вращаться быстрее, чем внутреннему. Это необходимо так, как внешнее колесо проходит больший путь. То же происходит, когда одно колесо попадает в выбоину или на некоторое возвышение на дороге.

Благодаря дифференциалу, полуоси колес вращаются с большим усилием, чем звідси карданный вал, и тем более с большим, чем вал мотора. Но естественно, это достигается за счет уменьшения числа оборотов в минуту.

Таким образом, от двигателя к колесам число оборотов неоднократно уменьшается, но возрастает усилие, с которым совершается вращение. Естественно, это увеличивает возможности машины при подъеме и в других трудных для движения условиях.

13.05.2019

Корабли (атомный ледокол, применение радиоактивных материалов)

Особый тип кораблей — ледоколы, работающие в Арктике и Антарктике. С одной стороны, им нужны мощные двигатели, чтобы крушить толстый арктический лед, с другой стороны, желательно, чтобы ледокол мог долго работать, не заходя на базы для дозаправки. Поэтому на таких кораблях, чтобы приводить в движение гребной винт, используется особое энергетическое устройство — ядерный реактор. Эти мощные ледоколы используются для проводки кораблей в Арктике и Антарктике. Впереди нескольких кораблей идет ледокол и прокладывает канал свободный ото льда, по которому и движется весь караван. Но используются такие ледоколы и для путешествий. Путешественники могут на них попадать в самые северные и самые южные широты и наблюдать своеобразную природу этой части Земли.

 

Для отвода выделяющегося в ядерном реакторе тепла, через него пропускают определенный газ или жидкость. Ядерный реактор составлен из ряда стержней. Одни стержни — это материал из атомов, делящихся и испускающих нейтроны: уран, плутоний. Другие стержни — из материала, тормозящего нейтроны: у ледокола — вода. Количество стержней и их расположение подобраны так, чтобы количество нейтронов оставалось все время постоянным, и с постоянной скоростью шел распад урана. Один килограмм урана выделяет энергии столько, сколько примерно две с половиной тонны каменного угля. Поэтому, загрузив реактор урановыми стержнями, на корабле создают огромный запас энергии, и корабль может длительное время плавать, не заходя в порты и развивая при этом необходимую для плавания среди льдов большую мощность, что очень ценно.

 

Ледоколы с ядерным реактором — это одно из применений радиоактивных расщепляющихся материалов. Другое применение — реакторы на подводных лодках. Уже первые такие лодки показали на что они способны — на глубине, подо льдом пересекли от края до края весь арктический бассейн, пройдя под полюсом.

 

Выпущен ряд реакторов, задача которых — превращение материалов. В них получают в результате ядерных реакций радиоактивные материалы, применяемые для контрольных приборов в ряде отраслей промышленности.
Основное же назначение радиоактивных веществ — служить материалом для получения электроэнергии на атомных электростанциях. Такие электростанции получили широкое распространение. А в некоторых странах, не имеющих месторождений нефти или угля, они являются основными. И идет строительство новых станций и покупка реакторов эмалированных.

 

Широкое развитие атомной энергетики привело к появлению целого ряда отличающихся друг от друга реакторов. Их существует большое количество — биорекатор, дугогосящий, химический. В качестве химического можно купить реактор эмалированный. Расширился список делящихся материалов и материалов, тормозящих нейтроны. Появились реакторы, в которых деление радиоактивных материалов производится быстрыми нейтронами. Радиоактивные материалы позволили создать мощные двигатели, для работы которых не требуется больших запасов топлива. Очевидно, применение радиоактивных материалов с таким назначением будет возрастать.

03.05.2019