***

***

***

***

5. Двигатели внутреннего сгорания.

Когда вы видите на улицах большого города огромное число снующих взад и вперед автомобилей и мотоциклов, когда замечаете бороздящую тихую гладь спокойной реки моторную лодку или слышите характерный треск пролетающего над вашей головой самолета, то вы вряд ли думаете о том, что для приведения в движение всех этих аппаратов нужно было изобрести какой-то особый, не похожий на паровую машину двигатель. А между тем это так. Разве можно представить себе тяжелую громоздкую паровую машину, заключенную в легком автомобиле или, особенно, в самолете? Нет! Здесь нужен двигатель, не занимающий много места, нс увеличивающий бесполезный груз, послушный легкому движению руки управляющего им человека и в то же время достаточно сильный. Таким двигателем и является двигатель внутреннего сгорания.

Чем отличается его действие от действия паровой машины?

Прежде всего тем, что в нем применяется почти исключительно газообразное или жидкое топливо. Но не это главное. Главное отличие состоит в том, что это топливо сжигается не в отдельной топке (как это делается в паровой машине), а прямо внутри того прибора, который превращает тепло в энергию движения. Благодаря этому сильно уменьшаются бесполезные потери тепла, а сам двигатель не требует столько места, сколько он потребовал бы, если бы в нем были еще отдельные топка и котел.

Для того, Чтобы лучше понять действие двигателя внутреннего сгорания, рассмотрим, как действует, например, имеющий теперь большое применение четырехтактный двигатель.

На рисунке 21 изображен в четырех разных положениях цилиндр этого двигателя, внутри которого ходит поршень, приводящий в движение связанный с ним рабочий вал (снизу). Через левую трубку в цилиндр поступает смесь из паров бензина и воздуха; через правую — выталкиваются вон отработавшие газы. Смотрите теперь на левый верхний рисунок.

Поршень идет вниз, клапан левой трубки открыт, клапан правой — закрыт; благодаря этому происходит засасывание в цилиндр горючей смеси. Это первый ход, или, как говорят, первый такт двигателя.

В тот момент, когда поршень дошел донизу и начинает подниматься вверх, клапан левой трубки закрывается (см. правый верхний рисунок). Смеси выйти из цилиндра нельзя и она сильно сжимается поршнем, нагреваясь при этом. Это — второй такт двигателя.

В тот момент, когда поршень опять начинает

опускаться (см. левый нижний рисунок), смесь поджигается электрической искрой. Она взрывает. Образовавшиеся при взрыве газы с силой толкают поршень вниз. Это третий, так называемый рабочий такт двигателя.

Когда поршень, дойдя донизу, начинает снова подниматься, то открывается клапан правой трубки (см. правый нижний рисунок) через которую и выталкиваются из цилиндра отработавшие газы. Эго — четвертый такт двигателя. После этого работа идет опять в том же порядке, как описано.

Как мы видим, из каждых четырех ходов, или тактов, двигателя только один является рабочим. Толчок, получаемый двигателем при сгорании горючего, настолько силен, что его хватает и на остальные три такта.

Так работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.

Есть, конечно, целый ряд двигателей внутреннего сгорания и другого устройства. Есть такие, в которых один рабочий ход приходится на каждые два такта (двухтактные двигатели). Есть такие, в которых работает не один цилиндр, а несколько. При этом рабочие ходы каждого приходятся на разное время, почему такой двигатель работает более равномерно. Есть такие, которые работают не на бензине, а на керосине, нефти, спирте или на газовом топливе (используя, например, газы доменных печей, в которых выплавляется железо из руд). Но у всех этих разнообразных двигателей есть одно общее свойство: они используют тепло сгорающего в них топлива лучше, чем паровая машина. В двигателях внутреннего сгорания в полезную работу переводится уже около третьей части затрачиваемого на них тепла, а иногда даже и несколько больше. Это делает их наиболее экономичными из современных тепловых машин.

Мы видим, следовательно, как по мере развития науки и техники все время лучше и лучше использовало человечество для своих нужд работу "черных слуг"—разных видов угля. Это будет еще нагляднее, если сравнить следующие цифры.

Для получения мощности в 1 лошадиную силу расходовали каменного угля:

в 1820 году -------------------------------12 килограмм

"1830-----------------------------------------  5"

"1860----------------------------------------- 2"

"1920------------------------------------------1"

"1925----------------------------------------  1/2

Значит, за сто с небольшим лет мы научились извлекать из каменного угля в 24 раза больше работы, чем в 1820 году.

Сопоставим для полноты картины и улучшения использования тепла но мере усовершенствования машин, превращающих тепло в энергию движения, то-есть тепловых машин.

Паровая машина — превращала в полезную работу в прежнее время сотые доли затрачиваемого тепла, теперь около шестой части.

Паровая турбина — пятую часть.

Нефтяной двигатель — четвертую часть.

Газовый двигатель —третью часть.

Бензиновый двигатель — больше третьей части (примерно, двепятых).

Мы заставляем с помощью наших машин, черных слуг, работать на нас все лучше и лучше. Возможно, что в будущем мы сумеем извлечь из них и еще больше пользы. Однако, как мы уже видели, обойтись только их работой нам едва ли удастся, почему приходится обращаться к услугам слуг другого цвета.

6. Белый уголь.

Три четверти поверхности земного шара покрыты водой морей и океанов. Каждый день солнце нагревает эти безграничные водные пространства, благодаря чему с их поверхности постоянно испаряются большие количества воды. Эта вода в виде пара поднимается в голубую высь, гонится течениями ветра иногда далеко от родного моря, охлаждается, сгущается в мелкие капельки, образующие облака или тучи, и выпадает снова на поверхность земли в виде дождя, снега, росы, инея… Вода, попавшая на поверхность земли, отчасти снова испаряется и поднимается вверх, отчасти же, собираясь в бесчисленные струйки и ручейки, на земле и под землей, образует в конце концов мощные реки, изливающиеся обратно в морс.

Трудно грести на лодке против течения даже и в том случае, когда это течение не особенно быстро. Сила текущей воды постоянно сносит лодку, и для преодоления ее нужны большие усилия со стороны гребца. Горная речка с быстрым течением ворочает такие камни, которые не сдвинуть с места и самому сильному человеку. А мощный водопад, низвергающийся с большой высоты, сокрушает самые крепкие скалы и выдалбливает обширные ямы в прочном камне.

Эта огромная сила движущейся воды является результатом запасенной в ней энергии, полученной от нагревания солнцем. А всякая энергия, как мы знаем, способна производить работу. Чтобы судить, насколько велики запасы этой энергии, достаточно взять для примера наш Союз. Если бы превратить в полезную работу всю энергию, заключающуюся в наших более или менее значительных реках, то "белый уголь" дал бы нам не

менее 40 — 50 миллионов лошадиных сил! Более всего в этом отношении у нас богаты Кавказ, Сибирь и Туркестан, где много удобных для использования быстрых рек и водопадов. Во всем мире запасов "белого угля", конечно, гораздо больше — примерно, в 4 или 5 раз.

В какой же мере они используются?

Было время, когда человечество вовсе не умело пользоваться работой белого слуги. На полной свободе он размывал берега рек, уносил с собой камни, песок и глину, ломал всякие преграды и успокаивался только, добравшись до моря. Но все-таки уже несколько тысяч лет тому назад люди стали пытаться использовать эту силу. Средством для этого служили водяные колеса, вроде тех, которые каждому, вероятно, приходилось видеть на небольших деревенских мельницах. Такие колеса употреблялись уже в старинные времена в Индии, в Китае, в теперешней Италии и других местах. Они представляли собой большие деревянные колеса с ковшами или лопастями, насаженные на валу. Вода надает на них сверху или бьет снизу (иногда и на середине высоты) и приводит их во вращение, которое через вал передается работающему механизму. Применялись такие колеса для подъема воды, перемалывания зерна в муку и тому подобных работ. Впоследствии, когда в Европе уже начала развиваться промышленность, получили более широкое применение и водяные колеса, так как большая нужда была в двигательной силе. Ими пользовались для откачки воды из шахт, для поднимания наверх добытой руды или угля, для воздуходувных машин на металлургических заводах, для дробления руды, для приведения в действие прядильных машин и т. д. Но скоро их здесь вытеснила паровая машина.

Дело в том, что нельзя было построить водяных колес большой мощности. Когда от двигателя требовалась большая сила, много работы, то выгоднее и удобнее было пользоваться паровой машиной. Сколько водяных колес требовалось для таких работ и во что они обходились— показывает хотя бы такой пример.

В 1682 году французский король Людовик XIV, которому некуда было девать награбленные им с его „возлюбленного народа" деньги, решил устроить в своем королевском саду для красоты и прохлады фонтаны. Для этого пришлось построить водосиловую станцию, дававшую всего-навсего 124 лошадиных силы. Но для получения и этой небольшой по нашему времени мощности понадобилось поставить целых 14 водяных колес, но 8 метров в поперечнике каждое.– Обошлось это королевское удовольствие французскому народу не более не менее, как в… 20 миллионов рублей!

Как мы видим, воспользоваться работой белого угля с помощью водяных колес удается только в очень небольших размерах. Поэтому-то его работа имела до сравнительно недавнего времени очень небольшое значение. Дело, однако, начало меняться после того, как ученые и техники стали подробнее изучать возможность использования силы движущейся воды. Результатом этого изучения явилось изобретение водяных турбин и их постепенное усовершенствование.

Водяные турбины представляют собой собственно видоизмененные и усовершенствованные водяные колеса. Обычно они состоят из двух частей: направляющего аппарата и рабочего колеса. Струя воды попадает сначала в первый и, выходя из него в определенных направлениях, с силой бьет в особым образом устроенные лопасти или ковши рабочего колеса.

Есть турбины и другого устройства. Рисунок 22 показывает, например, как работает колесо Пельтона. Слегка виден направляющий аппарат, справа — рабочее колесо. Сильная струя воды бьет из сопла в ковши рабочего колеса и приводит его в быстрое вращение. Ковши колеса Пельтона сдвоены.

Изобретатель этого колеса, механик Пельтон, служил в Америке. Под его наблюдением находилось несколько водяных колес с ковшеобразными лопатками.

Такие колеса применялись там для откачки воды и извлечения руды из золотых рудников.

Однажды одно из колес сдвинулось на валу в сторону, так что вода била не в середину ковша. Пельтон заметил, что колесо при этом работает лучше. Тогда он и построил колесо сосдвоенными ковшами, работа которых действительно оказалась выгоднее, чем с одинарными. В других турбинах направляющий аппарат устроен тоже в виде колеса. В некоторых оно находится внутри рабочего колеса, в некоторых — снаружи.

В отличие от водяных колес, строившихся по большей части из дерева, водяные турбины приготовляются сплошь из металла и выдерживают напор воды, падающей с высот до 1000 метров. Благодаря этому они могут развивать большую мощность. Современные турбины строятся мощностью до нескольких тысяч и даже десятков тысяч лошадиных сил. Каких размеров могут достигать при этом их колеса — показывает рисунок 23-й. На нем изображено колесо Пельтона в 7 500 лошадиных сил, а рядом с ним, для сравнения, человек. Теперь строятся колеса и еще больших размеров. Например, у нас в СССР на Волховской электрической станции, где электричество будет получаться от машин, приводимых в движение силой течения реки Волхова, устанавливаются турбинные колеса до 4 метров в поперечнике.

Работа водяных турбин очень выгодна. Лучшие машины, использующие черный уголь, превращают в полезную работу примерно только третью часть потребляемой ими энергии, а обычно и гораздо меньше. Что касается водяных турбин, то они превращают в полезную работу уже до девяти десятых действующей на них энергии движущейся воды.

Поэтому понятно, что везде, где только можно, стали стремиться пользоваться этим дешевым источником энергии. Беда была только в том, что на земле не так уж много удобных мест, где можно было бы поставить соответствующие установки. Да и расположены они обычно далеко от крупных промышленных центров, нуждающихся в больших количествах энергии.

Обстоятельства, однако, изменились, когда научились широко пользоваться электричеством. Электрическую энергию не надо обязательно потреблять в том же месте, где ее получают. Ее можно послать по проводам за сотни километров в любую сторону. Значит можно в удобном месте построить станцию, где электричество будет получаться за счет силы движущейся воды, и по проводам посылать ее на далекие фабрики и заводы, где оно и будет производить нужную нам работу. Благодаря этому теперь стало гораздо легче пользоваться силой "белого угля" путем превращения его в электричество. Белого слугу теперь запрягли в работу в таких странах, как Норвегия, Швеция, Швейцария, Италия, Канада и других, где много водопадов и быстрых рек. В этом же направлении предприняты крупные работы и у нас в СССР, о чем нам придется еще поговорить особо.

Какую же работу получает человечество от белого угля и что можно рассчитывать получить от него в будущем?

Как уже сказано, в некоторых странах энергия белого угля используется и теперь довольно широко. Так, например, если поделить всю работу, получаемую от движущейся воды в Швейцарии, на число жителей этого государства, то на каждого придется ее столько, сколько дала бы работа 17 рабов. Само собой разумеется, что при господствующем в Швейцарии капиталистическом строе на долю швейцарских рабочих из этой работы приходится пока не очень-то много…

Но в общем надо сказать, что на всем земном шаре из имеющихся запасов белого угля полезно используется всего какая-нибудь двадцать пятая часть, если не меньше. На каждого жителя земли это составит примерно около одной пятидесятой части лошадиной силы. У нас в СССР из приходящихся на каждую сотню жителей 23 лошадиных сил, которые можно получить от белого угля, используется пока всего-навсего около половины лошадиной силы.

Ну, а что будет, если человечество сумеет полезно использовать всю энергию белого угля целиком? Сможет ли он один дать столько работы, сколько необходимо для полного освобождения людей от физического труда?

Нет.

Как ни велики его запасы, однако, они смогут дать в самом лучшем случае только около одной пятой лошадиной силы на человека. Значит, стремясь довести начатое использование белого слуги до конца, мы не должны забывать и о других источниках энергии. Прежде чем перейти к их рассмотрению, скажем еще несколько слов об использовании силы движения воды в морях и океанах.                      Читать  дальше ...  

***

***

     Источник  :  http://litresp.ru/chitat/ru/%D0%90/andreev-boris/zavoevanie-prirodi#sec_2     ***

***

***

  Завоевание природы. Андреев Борис. 001 

  Завоевание природы. Андреев Борис. 002 

  Завоевание природы. Андреев Борис. 003 

  Завоевание природы. Андреев Борис. 004

  Завоевание природы. Андреев Борис. 005 

  Завоевание природы. Андреев Борис. 006 

  Завоевание природы. Андреев Борис. 007

  Завоевание природы. Андреев Борис. 008 

***

***

***

***

***

Андреев Борис - Завоевание природы

 Источник : https://royallib.com/book/andreev_boris/zavoevanie_prirodi.html

***

***

ПОДЕЛИТЬСЯ

***

***

***

***

***

Баренцево море... у маяка Выевнаволок

***

***

Великие путешественники. Спик Джон Хэннинг

исследовал Сомали и открыл озеро Танганьика, в 1858 году открыл озеро Виктория и установил (в 1860-1863 годах вместе с Дж. О. Грантом), что река Виктория-Нил вытекает из него.

 ... Читать дальше »

***

***

Вечер, третье сентября, 2020 год... С велосипедом в Краснодаре

Улица Красная, по мнению Герасима, была великолепна, но несколько утомительна обилием светофоров ... Читать дальше »

***

***

Возвращение в тот день... Дорога к морю... Четвёртое сентября

***

Фото из велопутешествия 04.09.2020... Курс - на Ахтари ...

***

***

Что мы знаем и чего не знаем о себе. А.В.Петровский.

 Артур Владимирович Петровский (14 мая 1924 - 2 декабря 2006) - советский и российский психолог, специалист в области истории психологии, социальной психологии и психологии личности.
...Не больше ли мы знаем об окружающем нас мире, чем о себе самих? Наша память, способности, воображение, внушаемость и многое другое для нас зачастую остаются тайной «за семью печатями». Отсюда и возможные ошибки в самооценке, поведении, выборе жизненного пути. Психология может ответить на многие волнующие старшеклассника вопросы в его стремлении понять себя.

***

***

***

***

***

***

О книге

***

Разные разности

Из НОВОСТЕЙ 

Новости

Из свежих новостей - АРХИВ...

11 мая 2010

Аудиокниги

Новость 2

Семашхо

***

***

***

***

***

***

***

***

***

***