A hatás csökkenti a hőhatást. Bevezetés

A műszaki komplexum helyiségeiben, amikor az űrhajó és a hordozórakéta benne van, a levegő hőmérséklete 8 és 25 ° C között, a relatív páratartalom pedig 30 és 85% között van 25 ° C-on.

A hordozórakétával ellátott űrrepülőgép műszakitól a kilövőkomplexumba történő szállítása során speciális eszközökkel (mozgó vasúton elhelyezett fűtőegység) biztosítható az orrburkolat alatti környezet hőmérséklete 5-35°C között. platform és hőburkolat).

Amikor a hordozórakéta a hordozórakétán van, a burkolat alatti környezet termikus rezsimjét 5-35 °C tartományban a szervizegységen elhelyezett hűtő-fűtő egység és hőburkolat biztosítja.

A hűtő- és fűtőegységet a burkolathoz rugalmas légcsatornák kötik, amelyek zárt körben biztosítják a levegő keringését (10.1. ábra).

A hűtő-fűtő egység a bemeneti nyíláson levegőt szállít az aláfolyó térbe, amelynek hőmérséklete:

· hűtéskor 3 – 5 °C;

· 40 – 50 °C-ra melegítve.

A bevezetett levegő mennyisége 6000 - 9000 m 3 /h.

A levegő hőmérsékletét a fejburkolat be- és kimeneténél egy hűtő-fűtő egység szabályozza 4°C-os pontossággal.

A termosztát 90 perccel a hordozórakéta indulása előtt leáll.

Az alááramlási tér hőmérséklete közvetlenül a hordozórakéta indításakor a hordozórakéta területén uralkodó időjárási viszonyoktól (hőmérséklet és szélsebesség, csapadék jelenléte stb.)

Res. 10.1. A világ szimmetriája

Az űrhajót érő hőhatás a repülés során a pálya aktív részén különböző okokból adódik.

Az orrburkolat felszabadítása előtt az űrjármű felmelegszik a burkolat belső felületéről érkező hőáram hatására. Ez a burkolat felmelegedésének következménye, főként a levegővel való súrlódás miatt, amikor nagy sebességgel halad át a légkör sűrű rétegein.

A fejburkolat héjának hőmérsékleti mezeje jelentősen egyenetlen. Kúpos része a legforróbb. A burkolat hengeres része a tápegység anyagainak és magának a héjnak a nagy hővezető képessége miatt viszonylag egyenletesen melegszik. Ezért a burkolat hengeres részéből az űrhajóra gyakorolt ​​hőhatás mértékének felméréséhez a hőáram átlagos értéke használható.

A burkolatból kiáramló hő mennyisége a belső felület emissziós tényezőjétől (e) függ, és a repülési idő alatt változik, és körülbelül 130 másodpercnél éri el a maximális értéket. Az orrburkolat általában körülbelül 75 kilométeres magasságban szabadul fel, körülbelül 14 kg/m 2 sebességi nyomás mellett. Ebben az esetben a burkolat maximális hőárama (e £ 0,1 együtthatóval gyártva) nem haladja meg a 250 W/m2 értéket.

Az orrburkolat leejtése után az űrhajó a teljes hőáram hatására felmelegszik a levegőmolekulákkal és atomokkal való ütközések, valamint az oxigénatomok rekombinációja miatt. Ezt a hőhatást az űrhajó felületén, a sebességvektorra merőleges hőáram-sűrűség értékével lehet felmérni.

Az orrburkolat leejtése után az űrhajóra gyakorolt ​​hőhatás az űrjármű alakjától és méretétől, valamint az űrhajó kilövésének típusától (meghajtott vagy célpont) függ. Ebben a tekintetben a hőhatás mértéke az űreszközt végül minden űrrepülőgépre külön-külön tisztázzák, figyelembe véve annak tervezési jellemzőit és programkiválasztását.

Az űrrepülőgép oldalfelületeire kifejtett hőáram általában nem haladja meg a 100 W/m2-t.

Bármely vezetőn áthaladva bizonyos mennyiségű energiát ad át neki. Ennek eredményeként a vezető felmelegszik. Az energiaátadás molekuláris szinten megy végbe, azaz az elektronok kölcsönhatásba lépnek a vezető atomjaival vagy ionjaival, és feladják energiájuk egy részét.

Ennek hatására a vezető ionjai és atomjai gyorsabban kezdenek mozogni, ennek megfelelően azt mondhatjuk, hogy a belső energia növekszik és hőenergiává alakul.

Ezt a jelenséget különböző kísérletek is megerősítik, amelyek azt mutatják, hogy az áram által végzett összes munka a vezető belső energiájába kerül, ami viszont növekszik. Ezt követően a vezető elkezdi átadni azt a környező testeknek hő formájában. Itt a hőátadási folyamat lép működésbe, de maga a vezető felmelegszik.

Ezt a folyamatot a következő képlet alapján számítjuk ki: А=U·I·t

A az áram által végzett munka, amikor átfolyik a vezetőn. Ebben az esetben is kiszámíthatja a felszabaduló hőmennyiséget, mert ez az érték megegyezik az áram munkájával. Igaz, ez csak az álló fémvezetőkre vonatkozik, azonban az ilyen vezetők a leggyakoribbak. Így a hőmennyiséget is ugyanabban a formában számítják ki: Q=U·I·t.

A jelenség felfedezésének története

Egy időben sok tudós tanulmányozta egy olyan vezető tulajdonságait, amelyeken elektromos áram folyik. Közülük különösen figyelemre méltó volt az angol James Joule és az orosz tudós, Emilius Christianovich Lenz. Mindegyikük elvégezte a saját kísérleteit, és egymástól függetlenül tudtak következtetést levonni.

Kutatásaik alapján le tudtak vezetni egy olyan törvényt, amely lehetővé teszi, hogy számszerűsítsék az elektromos áram vezetőre gyakorolt ​​hatásának eredményeként keletkező hőt. Ezt a törvényt „Joule-Lenz törvénynek” nevezik. James Joule alapította 1842-ben, majd egy évvel később Emil Lenz is ugyanerre a következtetésre jutott, miközben kutatásaik és kísérleteik semmiképpen nem függtek össze egymással.

Az áram termikus hatása tulajdonságainak alkalmazása

Az áram hőhatásainak tanulmányozása és a Joule-Lenz törvény felfedezése lehetővé tette olyan következtetések levonását, amelyek előremozdították az elektrotechnika fejlődését és kiterjesztették a villamos energia felhasználási lehetőségeit. E tulajdonságok használatának legegyszerűbb példája egy egyszerű izzólámpa.

Kialakítása az, hogy normál, volfrámhuzalból készült izzószálat használ. Ezt a fémet nem véletlenül választották: tűzálló és meglehetősen nagy ellenállással rendelkezik. Az elektromos áram áthalad ezen a vezetéken és felmelegíti, azaz energiáját átadja neki.

A vezető energiája elkezd hőenergiává átalakulni, és a spirál olyan hőmérsékletre melegszik fel, hogy izzani kezd. Ennek a kialakításnak természetesen a fő hátránya, hogy nagy energiaveszteség lép fel, mert az energiának csak egy kis része alakul fénnyé, a többi hővé.

Ebből a célból egy ilyen koncepciót vezetnek be a technológiába, mint hatékonyságot, amely megmutatja a működés és az elektromos energia átalakítás hatékonyságát. Az olyan fogalmakat, mint az áram hatékonysága és hőhatása, mindenhol használják, mivel rengeteg hasonló elven működő eszköz létezik. Ez elsősorban a fűtőberendezésekre vonatkozik: kazánok, fűtőtestek, elektromos tűzhelyek stb.

A felsorolt ​​eszközök kialakítása általában tartalmaz valamilyen fémspirált, amely fűtést termel. A vízmelegítésre szolgáló készülékekben el van szigetelve, egyensúlyt teremtenek a hálózatból fogyasztott energia (elektromos áram formájában) és a környezettel való hőcsere között.

Ebben a tekintetben a tudósok az energiaveszteségek csökkentésének nehéz feladatával néznek szembe, a fő cél a legoptimálisabb és leghatékonyabb rendszer megtalálása. Ebben az esetben az áram termikus hatása még nem kívánatos, mivel pontosan ez vezet energiaveszteséghez. A legegyszerűbb lehetőség a feszültség növelése energia továbbításakor. Ez csökkenti az áramáramlást, de csökkenti az elektromos vezetékek biztonságát.

A kutatás másik területe a vezetékek kiválasztása, mivel a hőveszteségek és egyéb mutatók a vezető tulajdonságaitól függenek. Másrészt a különféle fűtőberendezések nagy energiafelszabadítást igényelnek egy bizonyos területen. Ebből a célból a spirálokat speciális ötvözetekből készítik.

Az elektromos áramkörök védelmének és biztonságának növelése érdekében speciális biztosítékokat használnak. Túlzott áramnövekedés esetén a biztosítékban lévő vezető keresztmetszete nem bírja el, és megolvad, kinyitja az áramkört, így megvédi az áram túlterhelésétől.

A HŐMÉRSÉKLET HATÁSAI

Az alacsony és magas hőmérsékletnek az anyagok tulajdonságaira gyakorolt ​​hatása a legtöbb esetben homlokegyenest ellentétes. Ráadásul ezeknek a hőmérsékleteknek a gyors változása (egy nap vagy több óra leforgása alatt) fokozza a gépekre gyakorolt ​​káros hatásukat.

3.3.1. táblázat
Az éghajlati régiók főbb jellemzői

Hőhatások mind a rendszeren kívül jelentkeznek - napsugárzás, közeli forrásokból származó hő, mind pedig a rendszeren belül - elektromos áramkörök hőtermelése, mechanikai alkatrészek súrlódása, kémiai reakciók stb. Az alkatrészek felmelegedése különösen káros magas környezeti páratartalom mellett. mint e tényezők ciklikus változása során.

Háromféle hőhatás létezik:

Folyamatos. A stacionárius körülmények között működő rendszerek megbízhatóságának elemzésekor figyelembe kell venni.

Időszakos. Figyelembe veszik a rendszerek megbízhatóságának elemzésekor a berendezések és termékek ismételt rövid távú terhelés alatti bekapcsolásakor, valamint az üzemi körülmények éles ingadozásakor, valamint a külső hőmérséklet napi változásai során.

Időszakos. Akkor értékelik, amikor a termékek hősokk alatt működnek, ami hirtelen meghibásodást eredményez.

A termékekben az állóhőhatások által okozott károk főként az üzem közbeni megengedett maximális hőmérséklet túllépéséből származnak.

A termékek időszakos hőhatások során fellépő deformációi károsodáshoz vezetnek. Egyes termékek az időszakos fűtéssel és hűtéssel együtt hirtelen nyomásváltozásoknak vannak kitéve, ami károsodáshoz vezet.

Az időszakos hőhatás során fellépő nagymértékű hőmérsékletváltozás (hősokk) az anyagok gyors méretváltozásához vezet, ami károsodást okoz. Ez a tény gyakran akkor nyilvánul meg, ha az illeszkedő anyagok lineáris tágulási együtthatóit nem veszik kellőképpen figyelembe. Különösen magas hőmérsékleten az öntvényanyagok meglágyulnak, a velük párosuló anyagok kitágulnak, negatív hőmérsékletre haladva pedig az öntvényanyagok a fémekkel való érintkezési helyeken összehúzódnak és megrepednek. Zulla alatti hőmérsékleten a töltőanyagok jelentős zsugorodása lehetséges, ezért az elektromos termékeknél megnő az elektromos leállás lehetősége. Az alacsony hőmérséklet közvetlenül rontja a szerkezeti anyagok alapvető fizikai és mechanikai tulajdonságait, és növeli a fémek rideg törésének lehetőségét. Az alacsony hőmérséklet jelentősen befolyásolja a polimer anyagok tulajdonságait, üvegesedési folyamatukat idézve elő, míg a magas hőmérséklet megváltoztatja ezen anyagok rugalmasságát. A polimer szigetelőanyagok melegítése jelentősen csökkenti elektromos szilárdságukat és élettartamukat.

A rendszerekbe beépített műszaki termékek megbízhatósági mutatóinak értékelésekor szükség van a környezeti hőmérséklet időbeli változására vonatkozó adatokra.

A hőmérséklet időbeli változásának természetét egy véletlenszerű folyamat írja le:
ahol a t időnek megfelelő átlaghőmérséklet ° C;
t - január 1. 0:00 órától december 31. 24:00 óráig;
y - a t időnek megfelelő véletlenszerű hőmérsékleti komponens, ° C.
Az átlagértéket a következő képlet segítségével számítjuk ki:
ahol A 0 olyan együttható, amely számszerűen egyenlő az éves átlagos hőmérséklet matematikai elvárásával, ° C;
A i, B i a w i frekvenciának megfelelő hőmérséklet matematikai elvárás oszcillációinak amplitúdói.

A levegő hőmérsékletének éles változása esetén az anyag egyenetlen hűtése vagy melegítése következik be, ami további feszültséget okoz benne. A legnagyobb igénybevételek az alkatrészek hirtelen lehűlésekor jelentkeznek. Az egyes anyagrétegek relatív megnyúlását vagy összenyomódását a kapcsolat határozza meg
,
ahol a t a lineáris tágulási együttható;
t 1 - hőmérséklet az első rétegben;
t 2 - hőmérséklet a második rétegben; t 2 = t 1 + (¶ t / ¶ l )D l;
D l - a rétegek közötti távolság.

További (hőmérsékleti) feszültségek az anyagban

,
ahol E az anyag rugalmassági modulusa.

Egy anyag elektromos vezetőképességének hőmérsékletétől való függését a következő egyenlet határozza meg:
ahol s eo - elektromos vezetőképesség t = 0 °C-on,
a a hőmérsékleti együttható.

A terhelt szilárd test mechanikai tönkremenetelének sebessége és ennek megfelelően a pusztulásig eltelt idő a test szerkezetétől, tulajdonságaitól, a terhelés okozta igénybevételtől és a hőmérséklettől függ.

Számos empirikus képletet javasoltak, amelyek leírják a t szakadási idő (vagy a pusztulási sebesség u 2) függését ezektől a tényezőktől. Kísérletileg a legnagyobb felismerést számos anyag (tiszta fémek, ötvözetek, polimer anyagok, szerves és szervetlen üveg félvezetői stb.) esetében állapították meg a szilárdság következő hőmérséklet-időfüggése - az s feszültség, a T hőmérséklet és a pillanattól számított t idő között állandó mechanikai terhelés alkalmazása a megsemmisítési mintára:
,
ahol t 0, U 0, g az anyagok szilárdsági tulajdonságait jellemző egyenlet paraméterei.

Az lgt versus s grafikonjai különböző T-hez olyan egyenesek családjai, amelyek egy ponton extrapolálva konvergálnak lgt = lgt 0-nál (3.3.1. ábra). .

Rizs. 3.3.1. Egy anyag tartósságának tipikus függése a feszültségtől különböző hőmérsékleteken (T 1<Т 2 <Т 3 <Т 4)

A pusztulási folyamat sebességére ezért a következőket írhatjuk:
.

Az anyagok szilárdsági tulajdonságainak minden olyan változása, amely tisztaságuk megváltozásakor, a hőkezelés és az alakváltozás során következik be, csak g érték változásával jár. A g értékek az egy hőmérsékleten kapott időfüggésből számíthatók ki:
g = a RT,
ahol a az egyenes dőlésszögének érintője log = f(s).

Mint fentebb említettük, az alacsony hőmérséklet megváltoztatja a szerkezeti és működési anyagok fizikai és mechanikai tulajdonságait. Az alacsony hőmérsékletnek való kitettség következményei:
– a gázolaj viszkozitásának növelése;
– az olajok és zsírok kenési tulajdonságainak csökkenése;
– mechanikai folyadékok, olajok és kenőanyagok megszilárdítása;
– kondenzvíz és hűtőfolyadékok lefagyása;
– a nem hidegálló acélok ütésállóságának csökkentése;
– a gumi keményedése és ridegsége;
– az elektromos vezetők ellenállásának csökkentése;
– gépelemek jegesedése és fagyos bevonása.

E tényezők következményei a következők:
– a súrlódó egységek és gépberendezések működési feltételeinek romlása;
– az elemek teherbírásának csökkenése;
– anyagok teljesítőképességének romlása;
– további terhelések hatása;
– elektromos géprendszerek tekercseinek szigetelésének meghibásodása.

Az alacsony hőmérsékletek felsorolt ​​hatásai az anyagok tulajdonságaira az indítási, terhelési és üzemzavari paraméterek növekedését, valamint a gépelemek élettartamának csökkenését okozzák. .

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Bevezetés

Következtetés

Bevezetés

Relevancia. Az energiaipar helyzetének súlyos súlyosbodása miatt napjaink egyik legfontosabb környezeti problémája a régió főbb villamosenergia-termelőinek gazdasági és műszaki mutatóinak tanulmányozásának szükségessége.

A hőerőművek villamos- és hőenergiát termelnek az ország nemzetgazdasági és közüzemi szükségleteihez. Az energiaforrástól függően vannak hőerőművek (TPP), vízerőművek (HPP), atomerőművek (Atomerőművek) stb. A hőerőművek közé tartoznak a kondenzációs erőművek (CHP) és a kapcsolt hő- és erőművek (CHP). A nagy ipari és lakóterületeket kiszolgáló állami körzeti erőművek (SDPP-k) rendszerint olyan kondenzációs erőműveket foglalnak magukban, amelyek fosszilis tüzelőanyagot használnak, és nem termelnek hőenergiát elektromos energiával együtt. A CHP erőművek szintén fosszilis tüzelőanyaggal működnek, de a CPP-kkel ellentétben a villamos energiával együtt meleg vizet és gőzt állítanak elő a távfűtési igényekhez.

Az erőművek egyik fő jellemzője a beépített teljesítmény, amely megegyezik az elektromos generátorok és fűtőberendezések névleges teljesítményének összegével. A névleges teljesítmény az a legnagyobb teljesítmény, amelyen a berendezés a műszaki feltételeknek megfelelően hosszú ideig képes működni.

Az energetikai létesítmények egy összetett többkomponensű üzemanyag- és energiarendszer részét képezik, amely az üzemanyag-előállító és üzemanyag-finomító ipar vállalkozásaiból, a termelés helyéről a fogyasztókhoz üzemanyagot szállító járművekből, az üzemanyagot kényelmesen használható formába feldolgozó vállalkozásokból áll, és a fogyasztók közötti energiaelosztó rendszerek. Az üzemanyag- és energiarendszer fejlődése döntően befolyásolja az ipar és a mezőgazdaság valamennyi ágazatában az energia rendelkezésre állás szintjét és a munka termelékenységének növekedését.

Az energetikai létesítmények jellemzője a környezettel, különösen a légkörrel és a hidroszférával való kölcsönhatásuk szempontjából a termikus kibocsátás jelenléte. Hő szabadul fel a kémiai energia szerves tüzelőanyagból villamos energiává történő átalakításának minden szakaszában, valamint a hőenergia közvetlen felhasználása során.

A munka célja az energetikai létesítmények környezetre gyakorolt ​​termikus hatásának vizsgálata.

1. Az energetikai létesítmények hőleadása a környezetbe

A hőszennyezés a fizikai (általában antropogén) környezetszennyezés egy fajtája, amelyet a hőmérséklet természetes szint feletti emelkedése jellemez. A hőszennyezés fő forrásai a felmelegített kipufogógázok és a levegő légkörbe történő kibocsátása, valamint a felmelegített szennyvíz tározókba juttatása.

Az energetikai létesítmények magasabb hőmérsékleten működnek. Az intenzív hőhatás különféle lebomlási folyamatok kialakulásához vezethet azokban az anyagokban, amelyekből a szerkezet készült, és ennek következtében hőkárosodáshoz vezethet. A hőmérsékleti tényező befolyását nemcsak az üzemi hőmérséklet, hanem a hőhatás jellege és dinamikája is meghatározza. A dinamikus hőterhelések oka lehet a technológiai folyamat periodikus jellege, az üzemi paraméterek változása az üzembe helyezési és javítási munkák során, valamint a szerkezet felületén a hőmérséklet nem egyenletes eloszlása. Bármilyen szerves tüzelőanyag elégetésekor szén-dioxid képződik - CO2, amely az égési reakció végterméke. Bár a szén-dioxid a szó szokásos értelmében nem mérgező, a légkörbe történő masszív kibocsátása (mindössze egy nap névleges üzemelés alatt egy 2400 MW teljesítményű széntüzelésű hőerőmű kb. 22 ezer tonna gázt bocsát ki. CO2 a légkörbe) összetételének megváltozásához vezet. Ezzel párhuzamosan csökken az oxigén mennyisége és megváltoznak a Föld hőmérlegének feltételei a felszíni réteg sugárzási hőátadás spektrális jellemzőinek változása miatt. Ez hozzájárul az üvegházhatás kialakulásához.

Ezenkívül az égés egy exoterm folyamat, amelyben a kötött kémiai energia hőenergiává alakul. Így az ezen a folyamaton alapuló energia elkerülhetetlenül a légkör „termikus” szennyezéséhez vezet, megváltoztatva a bolygó termikus egyensúlyát is.

A víztestek úgynevezett termikus szennyezése is veszélyes, állapotukban különféle zavarokat okoz. A hőerőművek fűtött gőzzel hajtott turbinákkal állítják elő az energiát, a kipufogó gőzt pedig vízzel hűtik. Ezért az erőművekből folyamatosan vízfolyam folyik a tározókba, amelynek hőmérséklete 8-120 C-kal magasabb, mint a tározóban lévő víz hőmérséklete. A nagy hőerőművek akár 90 m3/s felmelegített vizet bocsátanak ki. Német és svájci tudósok számításai szerint Európa számos nagy folyójának kapacitása az erőművek hulladékhőjének fűtésére már kimerült. A víz felmelegítése a folyóban bárhol nem haladhatja meg a 30 C-nál többel a folyóvíz maximális hőmérsékletét, amelyet 280 C-nak feltételezünk. Ezen feltételek alapján a nagy folyókra épült erőművek teljesítménye 35 000 MW-ra korlátozódik. Az egyes erőművek hűtővizével elvitt hőmennyiség a beépített energiakapacitások alapján ítélhető meg. A hűtővíz átlagos áramlási sebessége 1000 MW teljesítményre vetítve 30 m3/s, illetve 4500 GJ/h a hőerőműveknél, illetve 50 m3/s és 7300 GJ/h az atomerőműveknél. közepes nyomású telített gőzturbinák.

Az elmúlt években elkezdték használni a vízgőz léghűtő rendszerét. Ebben az esetben nincs vízveszteség, és ez a leginkább környezetbarát. Egy ilyen rendszer azonban nem működik magas átlagos környezeti hőmérsékleten. Ezen túlmenően az áram költsége jelentősen megnő. A folyóvizet használó közvetlen átfolyású vízellátó rendszer már nem tudja biztosítani a hőerőművek és atomerőművek számára szükséges hűtővíz mennyiséget. Ezen túlmenően a közvetlen áramlású vízellátás a káros hőhatások (hőszennyezés) és a természetes tározók ökológiai egyensúlyának megbomlásának veszélyét hordozza magában. Ennek megelőzése érdekében a legtöbb iparosodott ország intézkedéseket fogadott el a zárt hűtőrendszerek használatára. Közvetlen áramlású vízellátás esetén a hűtőtornyok részben a keringő víz hűtésére szolgálnak meleg időben.

2. Modern elképzelések a környezeti komponensek hőkezeléséről

Az elmúlt években egyre többen beszélnek és írnak a klímaváltozásról. A Föld egyes területein kialakult nagy népsűrűség, és különösen a területek és országok közötti szoros gazdasági kapcsolatok miatt szokatlan időjárási jelenségek jelentkeztek, amelyek azonban nem lépik túl az időjárási ingadozások normál tartományát. mennyire érzékeny az emberiség az esetleges eltérésekre.hőviszonyok az átlagos értékektől.

A 20. század első felében megfigyelt éghajlati trendek új irányt vettek, különösen az Északi-sarkvidékkel határos atlanti régiókban. A jég mennyisége itt növekedni kezdett. Az elmúlt években katasztrofális aszályokat is megfigyeltek.

Nem világos, hogy ezek a jelenségek milyen mértékben kapcsolódnak egymáshoz. Ha valami, akkor elmondják nekünk, hogy a hőmérsékleti minták, az időjárás és az éghajlat mennyit változhat hónapok, évek és évtizedek során. A korábbi évszázadokhoz képest az emberiség sebezhetősége nőtt az ilyen ingadozásokkal szemben, mivel az élelmiszer- és vízkészletek korlátozottak, a világ népessége növekszik, valamint az iparosodás és az energiafejlesztés.

A földfelszín tulajdonságainak és a légkör összetételének megváltoztatásával, az ipar és a gazdasági tevékenység növekedése következtében a légkörbe és a hidroszférába történő hőkibocsátással az emberek egyre inkább befolyásolják a környezet hőkezelését, ami viszont hozzájárul a klímaváltozáshoz.

A természeti folyamatokba való emberi beavatkozás olyan mértéket ért el, hogy az emberi tevékenység eredménye rendkívül veszélyesnek bizonyul nemcsak azokra a területekre, ahol azt végzik, hanem a Föld klímájára is.

Az ipari vállalkozások, amelyek hőhulladékot bocsátanak ki a levegőbe vagy víztestekbe, és folyékony, gáznemű vagy szilárd (por) szennyezést bocsátanak ki a légkörbe, megváltoztathatják a helyi klímát. Ha a légszennyezettség tovább növekszik, az hatással lesz a globális éghajlatra.

A kipufogógázokat, port és termikus hulladékot kibocsátó szárazföldi, vízi és légi közlekedés szintén befolyásolhatja a helyi klímát. A légáramlást gyengítő vagy leállító, folyamatos épületek, valamint a hideg levegő helyi felhalmozódásának kiáramlása szintén befolyásolja az éghajlatot. A tengerek olajszennyezése, például az olajjal, hatalmas területek éghajlatát érinti. Az emberek által a földfelszín megjelenésének megváltoztatására hozott intézkedések – méretüktől és az éghajlati zónától függően – nem csak helyi hatásokhoz vezetnek. vagy regionális változások, hanem egész kontinensek termikus rezsimeit is érintik. Ilyen változások például az időjárási viszonyok megváltozása, a földhasználat, az erdők elpusztítása vagy éppen ellenkezőleg, az erdőtelepítés, az öntözés vagy lecsapolás, a szűzföldek szántása, új tározók létesítése – minden, ami megváltoztatja a hőháztartást, a vízgazdálkodást és a vízgazdálkodást. a szelek eloszlása ​​hatalmas területeken.

A környezet hőmérsékleti viszonyainak intenzív változásai növény- és állatviláguk elszegényedéséhez és számos populáció számának érezhető csökkenéséhez vezettek. Az állatok élete szorosan összefügg az élőhelyük éghajlati viszonyaival, ezért a hőmérsékleti viszonyok változása elkerülhetetlenül a növény- és állatvilág változásaihoz vezet.

Az emberi tevékenység hatására bekövetkező hőviszonyok változása különösen erősen érinti az állatokat, egyesek számának növekedését, mások csökkenését, mások kipusztulását okozzák. Az éghajlati viszonyok változása a hatások közvetett típusaira utal - az életkörülmények változásaira. Megállapítható tehát, hogy a környezet hőszennyezése idővel visszafordíthatatlan következményekkel járhat a hőmérséklet-változások, valamint a növény- és állatvilág összetételében.

3. A termikus emisszió megoszlása ​​a környezetben

A nagy mennyiségű elégetett fosszilis tüzelőanyag miatt évente hatalmas mennyiségű szén-dioxid kerül a légkörbe. Ha mindez ott maradna, elég gyorsan növekedne a száma. Van azonban olyan vélemény, hogy a valóságban a szén-dioxid feloldódik a Világóceán vizében, és ezáltal kikerül a légkörből. Az óceán hatalmas mennyiségben tartalmazza ezt a gázt, de 90 százaléka mély rétegekben található, amelyek gyakorlatilag nem lépnek kölcsönhatásba a légkörrel, és a felszínhez közeli rétegekben mindössze 10 százalék vesz részt aktívan a gázcserében. Ennek a cserének az intenzitása, amely végső soron meghatározza a légkör szén-dioxid-tartalmát, ma még nem teljesen ismert, ami nem teszi lehetővé megbízható előrejelzések készítését. A tudósok ma sincsenek konszenzussal a légkörben lévő gáz mennyiségének megengedett növekedését illetően. Mindenesetre figyelembe kell venni az éghajlatot ellenkező irányú tényezőket is. Mint például a légkör növekvő porosodása, ami tulajdonképpen csökkenti a Föld hőmérsékletét.

A Föld légkörébe történő hő- és gázkibocsátás mellett az energetikai vállalkozások nagyobb hőhatást gyakorolnak a vízkészletekre.

A hőerőművek által használt vizek speciális csoportját a tározókból vett hűtővizek alkotják a felületi hőcserélők - gőzturbinás kondenzátorok, víz-, olaj-, gáz- és léghűtők - hűtésére. Ezek a vizek nagy mennyiségű hőt vezetnek be a tározóba. A turbinás kondenzátorok a tüzelőanyag elégetése során keletkező teljes hő körülbelül kétharmadát vonják el, ami jóval meghaladja a többi hűtött hőcserélőből származó hőmennyiséget. Ezért a víztestek hőerőművekből és atomerőművekből származó szennyvízzel való „termikus szennyezése” általában a kondenzátorok hűtésével jár. A meleg víz hűtése hűtőtornyokban történik. A felmelegített víz ezután visszakerül a vízi környezetbe. A felmelegített víz víztestekbe juttatása következtében kedvezőtlen folyamatok lépnek fel, amelyek a tározó eutrofizációjához, az oldott oxigén koncentrációjának csökkenéséhez, az algák gyors fejlődéséhez, a vízi fauna fajdiverzitásának csökkenéséhez vezetnek. A hőerőművek vízi környezetre gyakorolt ​​ilyen hatására példaként a következőket lehet felhozni: A szabályozó dokumentumok által megengedett határértékek a természetes tározókban a víz melegítésére: nyáron 30 C, télen 50 C.

Azt is el kell mondani, hogy a hőszennyezés a mikroklíma megváltozásához is vezet. Így a hűtőtornyokból elpárolgó víz erősen megnöveli a környező levegő páratartalmát, ami viszont ködök, felhők stb. kialakulásához vezet.

A technológiai víz fő fogyasztói a teljes vízfogyasztás mintegy 75%-át fogyasztják. Ugyanakkor ezek a vízfogyasztók a szennyeződések fő forrásai. A 300 MW teljesítményű hőerőművek soros blokkjai kazánegységeinek fűtőfelületeinek mosásakor legfeljebb 1000 m3 híg sósav, marónátron, ammónia, ammóniumsók, vas és egyéb anyagok képződnek.

Az elmúlt években az újrahasznosított vízellátásban alkalmazott új technológiák lehetővé tették az állomás édesvízszükségletének 40-szeres csökkentését. Ami viszont a műszaki víz víztestekbe való kibocsátásának csökkenéséhez vezet. De vannak hátrányai is: a sminkbe juttatott víz elpárolgása következtében megnő a sótartalma. A korrózió megelőzése, a vízkőképződés és a biológiai védelem érdekében a természetben nem előforduló anyagokat juttatnak be ezekbe a vizekbe. A vízkibocsátás és a légköri kibocsátás során sók kerülnek a légkörbe és a felszíni vizekbe. A sók cseppbevonatú hidroaeroszolok részeként kerülnek a légkörbe, és ezzel egy speciális típusú szennyezést okoznak. a környező terület és műtárgyak nedvesedése, utak jegesedése, fémszerkezetek korróziója, vezetőképes nedvesített porrétegek kialakulása a kültéri kapcsolóberendezések elemein. Emellett a csepegtetés következtében megnövekszik a keringető víz utánpótlása, ami az állomás saját szükségleteihez kapcsolódó költségek növekedésével jár.

A hőmérséklet változásával összefüggő környezetszennyezés, amely a felmelegített levegő, a füstgázok és a víz ipari kibocsátásából ered, az utóbbi időben egyre nagyobb figyelmet kelt a környezetvédők körében. A nagy ipari területeken fellépő, úgynevezett hősziget kialakulása jól ismert. A nagyvárosokban az évi középhőmérséklet 1-2 0C-kal magasabb, mint a környéken. A hősziget kialakulásában nemcsak az antropogén hőkibocsátás játszik szerepet, hanem a légköri sugárzási egyensúly hosszúhullámú komponensének változása is. Általánosságban elmondható, hogy a légköri folyamatok nem-stacionárius jellege fokozódik ezeken a területeken. Ha ez a jelenség túlzottan fejlődik, az jelentős hatással lehet a globális éghajlatra.

A meleg ipari szennyvíz kibocsátása miatt a víztestek termikus állapotában bekövetkező változások befolyásolhatják a vízi szervezetek (vízben élő élőlények) életét. Ismeretesek olyan esetek, amikor a meleg vizek kibocsátása termikus gátat képez a halak ívóhelye felé vezető úton.

Következtetés

Így az energetikai vállalkozások termikus hatásának környezetre gyakorolt ​​negatív hatása elsősorban a hidroszférában - a szennyvíz kibocsátása során és a légkörben - az üvegházhatáshoz hozzájáruló szén-dioxid-kibocsátáson keresztül fejeződik ki. Ugyanakkor a litoszféra sem marad ki - a szennyvízben lévő sók és fémek bejutnak a talajba, feloldódnak benne, ami változást okoz annak kémiai összetételében. Ezenkívül a környezetre gyakorolt ​​hőhatás a hőmérsékleti rendszer megváltozásához vezet az energiaipari vállalkozások területén, ami viszont télen az utak és a talaj jegesedéséhez vezethet.

Az energetikai létesítmények kibocsátásának környezetre gyakorolt ​​negatív hatásának következményei már ma is érezhetők a bolygó számos régiójában, így Kazahsztánban is, és a jövőben globális környezeti katasztrófával fenyegetnek. Ebben a tekintetben a hőszennyezőanyag-kibocsátást csökkentő intézkedések kidolgozása és gyakorlati megvalósítása nagyon releváns, bár gyakran jelentős tőkebefektetést igényelnek. Ez utóbbi a fő akadálya a gyakorlatban való széles körű megvalósításnak. Bár sok kérdés alapvetően megoldódott, ez nem zárja ki a további fejlesztés lehetőségét. Figyelembe kell venni, hogy a hőkibocsátás csökkenése általában az erőmű hatékonyságának növekedésével jár.

A hőszennyezés súlyos következményekkel járhat. Az N.M. előrejelzései szerint Szvatkov szerint a következő 100-200 évben a környezeti jellemzők változásai (a levegő hőmérsékletének emelkedése és a világóceánok szintjének változása) a környezet minőségi átalakulását idézhetik elő (gleccserek olvadása, a világtengerek szintjének emelkedése 65 méter és hatalmas földterületek elöntése).

A felhasznált források listája

1. Skalkin F.V. és mások Energia és környezet. - L.: Energoizdat, 1981

2. Novikov Yu.V. Környezetvédelem. - M.: Feljebb. iskola, 1987

3. Stadnitsky G.V. Ökológia: tankönyv egyetemek számára. - Szentpétervár: Himizdat, 2001

4. S.I.Rozanov. Általános ökológia. Szentpétervár: Lan Kiadó, 2003

5. Alisov N.V., Khorev B.S. A világ gazdaság- és társadalomföldrajza. M.:

6. Gardariki, 2001

7. Chernova N.M., Bylova A.M., Ökológia. Tankönyv pedagógiai intézetek számára, M., Nevelés, 1988

8. Kriksunov E.A., Pasechnik V.V., Sidorin A.P., Ecology, M., Bustard Publishing House, 1995

9. Általános biológia. Referenciaanyagok, Összeállította: V. V. Zakharov, M., Bustard Publishing House, 1995

Hasonló dokumentumok

A légkört szennyező anyagok, összetételük. Fizetések a környezetszennyezésért. A légkörbe történő szennyezőanyag-kibocsátás számítási módszerei. A vállalkozás, mint légszennyező forrás jellemzői, kibocsátások számítása a Raduga gyógy- és wellness létesítmény példáján.

tanfolyami munka, hozzáadva 2009.10.19


A hőenergetika általános jellemzői és kibocsátása. A vállalkozások légkörre gyakorolt ​​hatása szilárd és folyékony tüzelőanyagok használatakor. Az üzemanyag égetésének ökológiai technológiái. A földgázhasználat hatása a légkörre. Környezetvédelem.

teszt, hozzáadva: 2008.11.06


Abakan város gazdasági tevékenységéből adódó környezeti helyzet jellemzői. Mérgező égéstermék-kibocsátás következtében a környezetszennyezettség mértékének felmérése, A tüzek környezeti és gazdasági kárainak számítása.

teszt, hozzáadva: 2011.06.25


A gépjárművek által okozott környezetszennyezést befolyásoló tényezők. A vezetési módok hatása a jármű károsanyag-kibocsátására. Az éghajlati viszonyok hatása a kibocsátásra. Az ólomkoncentráció változásának mintája az év során.

teszt, hozzáadva: 2013.08.05


Volgográd iparának jellemzői és hozzájárulásuk a környezet romlásához. A kibocsátások emberre gyakorolt ​​káros hatásainak természete. Rákkeltő közegészségügyi kockázat a Volgograd Aluminium OJSC légköri kibocsátása miatt.

tanfolyami munka, hozzáadva 2009.08.27


Az ipari létesítmények hatásának felmérése Kazahsztán környezeti viszonyaira. A hőerőművek működéséből adódó szennyezés sajátosságai. A geoökológiai környezeti feltételek változásának elemzése hőerőmű hatására.

szakdolgozat, hozzáadva: 2015.07.07


A hőerőművek légkörbe történő tisztítási kibocsátásának jelentősége. Mérgező anyagok az üzemanyagban és a füstgázokban. A hőerőművek káros kibocsátásának átalakítása a légköri levegőben. A hamugyűjtők típusai és jellemzői. Kéntartalmú tüzelőanyagok feldolgozása égetés előtt.

tanfolyami munka, hozzáadva 2014.01.05


A természeti környezet emberi tevékenység eredményeként történő megzavarása. Klímaváltozás, légkör- és hidroszféraszennyezés, talajromlás, üvegházhatás. A globális éghajlati és környezeti katasztrófa megelőzésének módjai.

absztrakt, hozzáadva: 2009.12.08


A vasúti közlekedés működésének, fejlesztésének hatékonyságát befolyásoló tényezők. A vasúti közlekedési létesítmények környezetre gyakorolt ​​hatása, szintjének felmérésére és a környezetbiztonság meghatározására szolgáló integrált jellemzők.

bemutató, hozzáadva 2012.01.15


A környezetvédelem problémájának társadalmi-politikai és ökológiai-gazdasági vonatkozásai. Globális környezeti problémák, a növekvő válság jelei. Föld- és talajszennyezés antropogén hatások következtében. Földbolygatás és melioráció.

a tűz károsítja a környezetet az emberekre

Bármilyen tűz veszélyes társadalmi jelenség, amely anyagi károkat és károkat okoz az emberi életben és egészségben.

Ha tűz keletkezik, egy személy életveszélyben lehet a következő okok miatt:

• 1) a testre gyakorolt ​​hőhatások;
• 2) szén-monoxid és egyéb mérgező gázok képződése;
• 3) oxigénhiány.

1. feladat Elméleti kérdés

A szöveget tömör, szakmailag hozzáértő nyelven kell megírni, minden felhasznált anyagra hivatkozni kell a szövegben. A feladat végén legyen egy lista a felhasznált irodalomról. Az elméleti feladat válaszának teljes terjedelmének legalább 5 nyomtatott oldalnak kell lennie.

Asztal 1.

Hőhatások az emberi szervezetre

Fontos figyelembe venni, hogy a tűz során élő szervezetet érő közvetlen hőhatás csak akkor lehetséges, ha az ember teljes eszméleténél nem képes megvédeni magát, vagy eszméletlensége miatt nem tud ellenintézkedést tenni. A fájdalom, mint a testfelület hőkárosodásának (például hólyagok képződésének) figyelmeztető impulzusának észlelése a hőáramlás intenzitásától és a kitettség időpontjától függ. A magas fűtőértékű, gyorsan égő anyagok (pl. pamut, cellulóz-acetátok, poliakrilnitrilszál stb.) kevés időt hagynak a fájdalomérzet (figyelmeztető jelzés) és a testfelület károsodása között.

A hősugárzás okozta károkat a következő adatokkal jellemezzük:

Fűtés 60 °C-ig. Erythema (a bőr kivörösödése).

Fűtés 70 °C-ig. Hólyagosodás (hólyagképződés).

Fűtés 100 °C-ig. A bőr elpusztítása a kapillárisok részleges megőrzésével.

Fűtés 100 °C felett. Izomégés.

Az ilyen közvetett termikus hatások észlelése azt jelenti, hogy a test bizonyos távolságra volt az aktív égés helyétől, és ki volt téve annak másodlagos megnyilvánulásainak - a sugárzó energia elnyelésének és a felmelegített levegő hőátadásának.

A legtöbb embernél a CO okozta halál akkor következik be, ha a karboxihemoglobin koncentrációja a vérben 60%. A levegő 0,2%-os CO-tartalmánál tűz esetén 12-35 perc alatt 50%-os karboxihemoglobin képződik. Ilyen körülmények között az ember fuldokolni kezd, és nem tudja összehangolni mozgását, és elveszti az eszméletét. 1%-os CO-tartalom mellett mindössze 2,5-7 perc alatt éri el ugyanazt a karboxihemoglobin-koncentrációt, 5%-os CO-koncentráció mellett pedig mindössze 0,5-1,5 percet vesz igénybe. A gyerekeket jobban érinti a szén-monoxid, mint a felnőtteket. 2%-os CO2 kétszeres mély belélegzése egy gázelegyben eszméletvesztést és halált okoz két percen belül.

A vérben felszívódó szén-monoxid mennyiségét a CO-koncentráció mellett a következő tényezők határozzák meg:

• 1) a gáz belélegzésének sebessége (növekvő sebességgel növekszik az elnyelt CO mennyisége);
• 2) a tevékenység jellege vagy hiánya, amely meghatározza az oxigénigényt és ezáltal a szén-monoxid felszívódását;
• 3) egyéni érzékenység a gáz hatására.

Ha az áldozat vérvizsgálata azt a minimális CO-mennyiséget mutatja, amely halálhoz vezet, akkor ez azt jelezheti, hogy egy kis, parázsló égési folyamat során hosszabb ideig ki van téve a viszonylag alacsony koncentrációjú gáznak. Másrészt, ha nagyon magas CO-koncentrációt észlelnek a vérben, akkor ez rövidebb ideig tartó, sokkal nagyobb koncentrációjú gáznak való kitettséget jelez a súlyos tűzesetek során.

A tökéletlen égés hozzájárul a szén-monoxiddal együtt különböző mérgező és irritáló gázok képződéséhez. A veszélyesség szempontjából domináns mérgező gáz a hidrogén-cianid gőz, amely számos polimer bomlása során képződik. Ilyenek például a poliuretánok, amelyek számos bevonatban, festékben és lakkban jelen vannak; félkemény poliuretán hab, alkalmas minden típusú bútor drapériához; merev poliuretán hab mennyezetek és falak szigetelésére. Más anyagok, amelyek molekulaszerkezetükben nitrogént tartalmaznak, szintén hidrogén-cianidot és nitrogén-dioxidot termelnek bomlás és égés során. Ezek a termékek hajból, gyapjúból, nejlonból, selyemből, karbamidból és akril-nitril polimerekből készülnek.

A halál okának meghatározásához, ha a vér CO-tartalma alacsony, és nincs más ok, a vérben elemezni kell a hidrogén-cianid (HC) jelenlétét. 0,01%-os jelenléte a levegőben több tíz percen belül halált okoz. A hidrogén-cianid hosszú ideig megmaradhat az öntözött maradékban. Egy tűzvizsgáló, aki gyúlékony folyadékok jelenlétét szag alapján próbálja kimutatni, nem biztos, hogy képes érzékelni a HCL halálos koncentrációját, amely érzéketlenné teszi az orrát a szagokkal szemben.

Nitrogéntartalmú polimerek égésekor más mérgező gázok is keletkeznek, mint például a dinitrogén-oxid és a dinitrogén-oxid. A klórtartalmú polimerek, főként a polivinil-klorid (RUS, PVC) hidrogén-kloridot képeznek - egy nagyon mérgező gázt, amely vízzel érintkezve, mint a klór, sósav formájában a fémelemek súlyos korrózióját okozza.

Kéntartalmú polimerek, szulfonsav-poliészterek és vulkanizált gumi - kén-dioxidot, hidrogén-szulfidot és karbonil-szulfidot képeznek. A karbonil-szulfid lényegesen mérgezőbb, mint a szén-monoxid. A gyakran csomagolóanyagként használt polisztirolok, fénydiffúz szerelvényekben stb., a bomlás és égés során sztirol monomert képeznek, amely szintén mérgező termék.

Minden polimer és kőolajtermék égéskor aldehideket (formaldehidet, akroleint) képezhet, amelyek erősen irritálják az élő szervezet légzőrendszerét.

A légkör oxigénkoncentrációjának 15% (térfogat) alá csökkenése megnehezíti a gázcserét a pulmonalis alveolusokban, akár a teljes megszűnésig. Ha az oxigéntartalom 21%-ról 15%-ra csökken, az izomtevékenység gyengül (oxigén éhezés). 14-10%-os oxigénkoncentrációnál a tudat még megmarad, de a környezetben való tájékozódási képesség csökken, és az óvatosság elveszik. Az oxigénkoncentráció további 10%-ról 6%-ra csökkenése összeomláshoz (teljes erővesztéshez) vezet, de friss levegő vagy oxigén segítségével az állapot megelőzhető.