1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние температуры окружающей среды на двигатель

Влияние тепловых двигателей

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.

Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

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.

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, называемое «тепловым загрязнением». Этот эффект усиливается тем, что при сгорании огромного количества топлива повышается концентрация углекислого газа в земной атмосфере. А при большой концентрации углекислого газа атмосфера плохо пропускает тепловое излучение нагретой Солнцем поверхности Земли, что приводит к «парниковому эффекту». В результате описанных процессов средняя температура на Земле в течение последних десятилетий неуклонно повышается. Это грозит глобальным потеплением с нежелательными последствиями, к числу которых относятся таяние ледников и подъем уровня мирового океана.

Серьезная проблема, стоящая перед человечеством — это «экологический кризис». Огромные масштабы преобразования энергии уже начали оказывать «планетарное» воздействие на климат Земли и состав атмосферы.

Кроме того, при сжигании топлива в тепловых двигателях расходуется атмосферный кислород (в наиболее развитых странах тепловые двигатели уже сегодня потребляют больше кислорода, чем вырабатывается всеми растениями, растущими в этих странах) и образуется много вредных веществ, загрязняющих атмосферу.

Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества оксида углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Во всем мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно более 200 млн. т золы и более 60 млн. т оксида серы.

Токсичными выбросами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает приблизительно 45 % углеводородов от их общего выброса.

Кроме промышленности, воздух загрязняют и различные виды транспорта, прежде всего автомобильный. Жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей.

Тепловые машины широко используют на производстве и в быту. По железнодорожным магистралям водят составы мощные тепловозы, по водным путям – теплоходы. Миллионы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания перевозят грузы и пассажиров. Поршневыми, турбовинтовыми и турбореактивными двигателями снабжены самолеты и вертолеты. С помощью ракетных двигателей осуществляются запуски искусственных спутников, космических кораблей и станций. Двигатели внутреннего сгорания являются основой механизации производственных процессов в сельском хозяйстве. Их устанавливают на тракторах, комбайнах, самоходных шасси, насосных станциях.

Другое по теме

Биохимическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий
Пермский край является одним из основных индустриальных центров России. Экономика области индустриального типа, включает в себя более 500 крупных и средних предприятий различных отраслей. Ве .

Мониторинг химического состава атмосферного аэрозоля промышленного города
В современных промышленных городах воздушная среда загрязняется сложной смесью веществ, состав которой тесно связан с характером производств. Концентрации вредных веществ в воздухе подвержен .

ВЛИЯНИЕ НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РЕСУРС АВТОМОБИЛЯ

Для сохранения привлекательного вида автомобиля, целостности лакокрасочного покрытия и увеличения ресурса узлов и агрегатов автовладельцы должны учитывать особенности влияния природных факторов. Осенний период вносит свои коррективы в процесс эксплуатации транспортного средства. Детали машины подвергаются повышенной нагрузке, которая еще больше возрастает в зимнее время.

Важным природным фактором, влияющим на техническое состояние автомобиля, являются температурные скачки, которые в зимний период могут происходить в широком диапазоне. Воздействие низкой температуры оказывается на:

• резинотехнические детали ходовой части и рулевого управления;
• лакокрасочное покрытие кузова;
• остекление автомобиля и щетки стеклоочистителей;
• механизмы дверных замков;
• двигатель и системы, обеспечивающие его функционирование.

Кузов и остекление

С понижением температуры и повышением влажности окружающего воздуха лаковое покрытие кузова испытывается на прочность и устойчивость против образования очагов ржавчины в местах сколов и трещин. Попавшая влага замерзает и расширяется, увеличивая дефект. При контакте с металлом начинается процесс окисления (образования ржавчины).

Пагубное воздействие на ЛКП оказывает мойка автомобиля в холодное время года горячей водой. Из-за существенного температурного перепада возможно образование микротрещин. Для минимизации дефектов, в осенний период рекомендуется нанести на кузов защитный воск. Защитить пороги и арки колес можно с помощью специальных пластиковых накладок или антигравийного покрытия.

Для защиты лобового стекла от повреждений необходимо своевременно менять щетки стеклоочистителей. Изношенные резинки царапают стекло и неэффективно справляются с образовавшейся наледью. Ветровое стекло можно защитить от вылетающего из-под колес встречных машин гравия с помощью бронировочной пленки, которая полностью прозрачная и не искажает дорожную обстановку. При постановке авто на длительную стоянку рекомендуется снять или отвести дворники от остекления для избежания примерзания.

Читать еще:  Фазовое управление асинхронным двигателем схема

При пониженной температуре замерзают ручки дверей и замки. Для недопущения такого состояния в осенний период дверные ручки и замочные скважины обрабатываются специальной смазкой, эффективно удаляющей влагу из механизмов.

Двигатель и подвеска

Низкая температура, при которой снижается эластичность резиновых уплотнителей, а также химические реагенты, которыми посыпается дорога, оказывают негативное воздействие на элементы подвески и рулевого управления. Существенно уменьшается срок службы сальников, манжет и других резиновых деталей.

Также сокращается ресурс деталей цилиндро-поршневой группы. Экспертами установлено, что холодный пуск двигателя эквивалентен приблизительно 300 км пробега. Также большую нагрузку испытывает аккумуляторная батарея, поэтому для облегчения пуска в двигатель заливается масло, соответствующей по сезону вязкости.

Воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду

Снижение масштабов воздействия на окружающую среду железнодорожного транспорта по сравнению с автомобильным объясняется следующими основными причинами:

  • низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);
  • широким применением электрической тяги (в этом случае выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава отсутствуют);
  • меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами (для автодороги с четырьмя полосами движения ширина проезжей части равна 2×7,5 м, с шестью полосами — 2×11,25 м; под обочины отводится 3,75 м; железнодорожная колея имеет ширину 1,52 м, соответственно на двухпутную железную дорогу будет приходиться 10 — 12 м).

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог.

Продуктами полного сгорания топлива являются углекислый газ, водяной пар и диоксид серы, избыточный кислорода и азот, поступивший с воздухом.

Решающее значение при образовании вредных выбросов является полнота сгорания топлива, т.е. когда количество кислорода достаточно для полного сгорания топлива. Обеспечить такое положение на транспортных машинах невозможно из-за часто меняющейся нагрузки и работе двигателя без неё. При недостаточном поступлении кислорода происходит неполное сгорание, в результате чего вместо углекислого газа образуется угарный газ. При неполном сгорания топлива в двигателе образуются несгоревшие углеводороды CxHy, которые являются одной из причин способствующих образованию раковых образований в организме человека. О наличии повышенного содержания несгоревших углеводородов свидетельствует появления белого или голубого дыма в отработавших газах. Это происходит при запаздывании воспламенения рабочей смеси в двигателе или при пониженных температурах в камере сгорания. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие. При неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива образуется также сажа — частицы твердого углерода черного цвета. В итоге при неполном сгорании топлива продукты сгорания состоят из. углекислого газа, окиси углерода, водяного пара, водорода, азота и его окислов; небольшого количества метана, следов других углеводородов и свободного кислорода

Существует несколько аналитических методов определения продуктов сгорания топлива дизельных двигателей, которые дают несколько отличающиеся результаты, поэтому предпочтение отдается экспериментальным методам, дающим возможность учесть различные эксплуатационные факторы тепловозов.

В России, в Украине и в Европейском Союзе установлены нормы удельных средневзвешенных вредных выбросов с отработавшими газами дизельных двигателей, отличающиеся предельными их значениями.

Отработавшие газы тепловозных дизелей создают угрозу здоровью людей, по тем или иным причинам находящихся в непосредственной близости от железнодорожных путей, по которым осуществляется движение. Так же подвергается опасности здоровье жителей населенных пунктов, в которых расположены железнодорожные узлы. Из вредных для человека веществ наибольшую опасность представляют окислы азота, углерода и серы, углеводороды и канцерогенное вещество – бенз(а)пирен.

Во многих странах ведутся интенсивные исследования в области уменьшения влияния отработавших газов дизелей, в том числе и тепловозных, на здоровье людей. Это достигается различными способами: использованием альтернативных видов топлива, присадок к топливу, изменением конструкции самого дизеля, применением нейтрализаторов, различными способами улучшения рассеивания отработавших газов в атмосфере, запрещением использования тепловозов в черте городов, электрификацией городского и железнодорожного транспорта. Проблема снижение вредных выбросов особенно актуальна для железных дорог на которых эксплуатируются тепловозы, спроектированные и выпущенные в те годы, когда вопросам экологии уделялось недостаточное внимание.

Анализ загрязнений воздуха представляет собой трудную задачу из-за наличия в одной пробе многих токсичных примесей с очень низкими концентрациями. Однако в настоящее время существует разнообразная аппаратура позволяющая решать эту задачу. В каждой стране существует нормативные акты регламентирующие предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, которые регламентирует максимально допустимые значения соответствующих загрязнителей. Имеются также рекомендации Всемирной организации здравоохранения по этому вопросу.

Антропогенное воздействие железнодорожного транспорта на окружающую природную среду происходит по следующим направлениям (видам):

  • механическому — за счет загрязнения почвы, воды и атмосферы пылевыми частицами и твердыми отходами, а также за счет изменения структуры почвенного покрова и микроландшафтов;
  • химическому — за счет изменения химических свойств и внесения в компоненты природной среды химических соединений;
  • физическому — за счет различных энергетических воздействий от источников разных частотных диапазонов;
  • биологическому — за счет появления в среде микроорганизмов, бактерий и вирусов при участии человека;
  • эстетическому — за счет появления свалок, изменения ландшафтов, нарушения пейзажей.
Читать еще:  Электрическая схема газ 3302 двигатель 406 инжектор

На окружающую природную среду также оказывают влияние следующие ненормируемые факторы, связанные с подвижным составом: рассеивание сыпучих материалов при их погрузке, выгрузке и перевозке; разлив нефтепродуктов и жидких ядовитых и опасных жидкостей; вероятность взрывов и пожаров при перевозке грузов; возгорание лесов, растительности и искусственных сооружений от искр выхлопов двигателей и др.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТРЫ, ДАВЛЕНИЯ И ВЛАЖНОСТИ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ АВИАЦИОННЫХ ГТД

Состояние атмосферы характеризуется температурой, давлением и влажностью воздуха. На параметры атмосферы влияют высота полета, географическая широта местности, времена года и время суток, различные метеорологические явления. Наиболее значительные отклонения состояния атмосферы от МСА характерны для малых высот – от 0 до 5 км. У земли (на уровне моря) температура tн может изменяться от –60°С до +60°С, а давление рн – примерно от 85 кПа до 105 кПа (от640 до 790 мм рт. ст.). Влажность воздуха зависит от времени года, климатического района, атмосферных условий, высоты и других факторов.

Влияние изменения давления рн и температуры Тн на характеристики ГТД было рассмотрено на примере турбовальных двигателей, где пересчет характеристик на различные атмосферные условия является обязательным и выполняется заранее. Однако и для двигателей других типов это влияние оказывается столь же значительным и требует учета в конкретных условиях эксплуатации силовых установок.

Влияние температуры и давления атмосферы на основные данные двигателя – его тягу (мощность), удельный расход топлива, параметры рабочего процесса, запас газодинамической устойчивости, теплонапряженность деталей горячей части тракта и пр. – зависит от программы управления двигателя и предусмотренных в САУ эксплуатационных ограничений.

Рассмотрим физические причины влияния давления и температуры атмосферного воздуха ы на характеристики ГТД при заданных условиях полета (Мн=const) при n = const и = const.

Влияние изменения давления рн отличается той особенностью, что, если МН и ТН не изменяются, приведенные частоты вращения роторов при n = const также остаются постоянными, т.е. сохраняется подобие режимов работы силовой установки. Это означает постоянство всех относительных параметров газового потока и КПД элементов силовой установки. Следовательно, изменение атмосферного давления рн приводит только к пропорциональному изменению давлений газового потока во всех сечениях проточной части двигателя. Температуры же газового потока в указанных сечениях не изменяются. В таком случае расход воздуха и тяга двигателя (как мы уже знаем) изменяются пропорционально давлению рн, а удельный расход топлива сохраняется неизменным.

Изменение температуры Тн (или tн по шкале Цельсия) при Мн=const (и pH = const) приводит к изменению температуры на входе в двигатель. При этом изменяются приведенные частоты вращения роторов. Это вызывает изменение режима работы двигателя и всех его параметров. Например, уменьшение nНД.пр вследствие увеличения температуры приводит к снижению и q(lв), уменьшению параметров цикла p и D, а также значений Gв и Руд. Тяга двигателя при этом уменьшается, а удельный расход топлива возрастает.

На рис. 47.2 показано влияние температуры воздуха tн на скоростные характеристики ТРДДФсм при на режимах «М» и «ПФ» для двигателя РД-33, рассчитанные с учетом его конкретной программы управления. Здесь и отношение тяги двигателя на максимальном режиме и на режиме «ПФ» к тяге на максимальном режиме при . Как видно, степень снижения тяги и возрастания Суд c ростом ТН являются весьма значительными и усиливаются с увеличением Мн.

Рис. 47.2

Влажность воздуха в метеослужбе принято оценивать по величине его относительной влажности,

где — парциальное давление водяного пара в возду хе при данной температуре tH ;

рп.нас – парциальное давление насыщенных водяных паров при той же температуре.

Относительная влажность в метеосводках выражается в процентах.

Для оценки влияния влажности воздуха на па данные двигателя более удобным является понятие влагосодержания d , которое принято определять как количество граммов (или килограммов) водяного пара, приходящихся на 1 кг сухого воздуха в их влажной смеси.

Рис. 47.3

Зависимость d от tн для разных значений j приведена на рис. 47.3. Как видно, влагосодержания повышается с увеличением не только j, но и tн. Зимой, а также на больших и средних высотах, когда tн 2 3

Дата добавления: 2018-05-10 ; просмотров: 2950 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Особенности эксплуатации автомобильных аккумуляторов зимой и при повышенной температуре

Аккумуляторная батарея является простым устройством, в котором происходит ряд сложных химических процессов. Сильное влияние на них оказывает температура среды вокруг аккумулятора, и в зимний период принципы эксплуатации автомобильного источника питания серьезно отличаются от использования батареи летом или при высоких температурах. Чтобы зимой не пришлось прибегать к способам старта двигателя при севшем аккумуляторе, следует знать особенности эксплуатации батареи в различных температурных условиях.

Читать еще:  Функциональная схема двигателя постоянного тока

На что следует обращать внимание при использовании автомобильного аккумулятора?

Многие автомобилисты не уделяют должного внимания автомобильному аккумулятору, из-за чего батарея довольно быстро становится неисправной и требует замены. Снять аккумулятор с автомобиля и установить на его место новый несложно, и данная процедура не требует особых умений, но следует учитывать и финансовую сторону вопроса. При неверной эксплуатации батареи автомобиля, ее замена может потребоваться через год-два или даже раньше, тогда как аккуратные владельцы машин меняют аккумулятор не чаще, чем раз в 4 года. Весь их секрет заключается в грамотном техническом обслуживании источника питания.

Техническое обслуживание автомобильных батарей заключается в приведении их в рабочее состояние, в уходе за ними в процессе эксплуатации и грамотном хранении при долгих паузах между использованием.

В зависимости от климатической зоны использования автомобильной батареи, следует подбирать плотность электролита. Для современных источников питания автомобилей плотность электролита составляет:

  • При холодном климате (от -50 до -30 градусов по Цельсию): 1,30 грамм на кубический сантиметр;
  • При умеренном климате (от -10 до 20 градусов по Цельсию): 1,28 грамм на кубический сантиметр;
  • При жарком климате (от 30 градусов по Цельсию и выше): 1,23 грамм на кубический сантиметр.

Если требуется получить плотность электролита для автомобильного аккумулятора в районе от 1,28 до 1,30 грамм на кубический сантиметр, необходимо взять ровно 285 грамм серной кислоты (H2SO4) и около 780 грамм дистиллированной воды. При их смешивании получится электролит необходимой плотности.

Как использовать автомобильный аккумулятор зимой при низких температурах

Зимою в умеренных климатических зонах или в регионах, где низкая температура сохраняется постоянно, необходимо грамотно эксплуатировать аккумуляторную батарею, обращая внимание на нестандартные для нее условия работы. При пониженных температурах (как правило, меньше -20 градусов по Цельсию) автомобильный аккумулятор приобретает следующие отрицательные свойства:

  • У него заметно понижается герметичность;
  • При попадании любой жидкости (брызг с дороги, частичек снега или дождя) на корпус источника питания, у него серьезно повышается саморазряд;
  • Из-за замерзания пластмассовых деталей корпуса повышается хрупкость аккумулятора и его крышки;
  • Повышение опасности заряда аккумулятора при замерзшем электролите. Процесс зарядки может вызвать пенообразование на поверхности аккумулятора и его взрыв при подключении к бортовой системе автомобиля.

Понижение плотности электролита приводит к повышению температуры его замерзания. К примеру, если плотность электролита составляет 1,3 грамм на кубический сантиметр, его замерзание происходит при температуре около -66 градусов по Цельсию, понизив плотность до 1,24 грамм на кубический сантиметр, температура замерзания увеличится до -14 градусов по Цельсию.

Обратите внимание, что плотность электролита аккумулятора определяется при температуре в 25 градусов по Цельсию.

Таблица температур замерзания электролита аккумулятора при различной плотности:

Плотность электролита при 25°C, г/см³Температура замерзания, °СПлотность электролита при 25°C, г/см³Температура замерзания, °С
1,09-71,22-40
1,10-81,23-42
1,11-91,24-50
1,12-101,25-54
1,13-121,26-58
1,14-141,27-68
1,15-161,28-74
1,16-181,29-68
1,17-201,30-66
1,18-221,31-64
1,19-251,32-57
1,20-281,33-54
1,21-341,40-37

Опытные автолюбители стремятся в условиях пониженных температур дополнительно обогревать аккумулятор, чтобы не происходило замерзание электролита. Обогреть источник питания можно двумя эффективными способами:

  • Утепление с использованием дополнительных материалов. Хорошим решением при утеплении аккумуляторной батареи автомобиля является установка источника питания в контейнер с двойными стенками. Между стенками помещается материал, который затрудняет охлаждение аккумуляторной батареи. Чаще всего в качестве подобного материала выступает пенопласт, войлок или силиконовые блоки;
  • Использовать «теплые» детали подкапотного пространства. В условиях пониженных температур можно переместить аккумулятор ближе к деталям, которые нагреваются при работе. К примеру, источник питания зимою часто размещают около охлаждающей жидкости. При этом не забывайте, что аккумулятор необходимо плотно закрепить, чтобы он не перемещался в процессе движения автомобиля.

Некоторые автомобилисты 2 раза за год меняют плотность электролита сознательно, чтобы улучшить свойства аккумулятора в зависимости от температуры окружающей среды. Зимою в источник питания доливается электролит с плотностью в 1,4 грамм на кубический сантиметр, а летом имеющееся в батарее химическое соединение разбавляется дистиллированной водой.

Эксплуатация автомобильного аккумулятора при высоких температурах

В жаркий период автолюбитель также может столкнуться с проблемами при эксплуатации аккумулятора. Источник питания способен выйти из строя по причине серьезного снижения уровня электролита. Связано это с тем, что при высоких температурах сильно повышается скорость испарения воды из электролита, что понижает его уровень.

Если вы желаете сохранить в жаркую погоду автомобильный аккумулятор в рабочем состоянии, обязательно еженедельно проверяйте уровень электролита. Не исключено, что каждую неделю будет требоваться доливать дистиллированную воду в аккумулятор. Обратите внимание: доливать необходимо именно чистую дистиллированную воду, поскольку испаряется именно она, тем самым повышая плотность электролита, что губительно для источника питания в жаркий период времени.

(407 голос., средний: 4,49 из 5)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector