Ջրային գոլորշիների նկատմամբ հետաքրքրությունը՝ որպես էներգիայի հասանելի աղբյուր, ի հայտ եկավ հին ժամանակների առաջին գիտական ​​գիտելիքների հետ մեկտեղ: Մարդիկ երեք հազարամյակ փորձում են ընտելացնել այս էներգիան։ Որո՞նք են այս ճանապարհի հիմնական փուլերը: Ո՞ւմ մտորումներն ու նախագծերն են մարդկությանը սովորեցրել առավելագույն օգուտ քաղել դրանից:

Գոլորշի շարժիչների արտաքին տեսքի նախադրյալները

Մշտապես եղել է մեխանիզմների անհրաժեշտություն, որոնք կարող են նպաստել աշխատատար գործընթացներին։ Մոտավորապես մինչև 18-րդ դարի կեսերը այդ նպատակով օգտագործվում էին հողմաղացներ և ջրային անիվներ։ Քամու էներգիան օգտագործելու հնարավորությունն ուղղակիորեն կախված է եղանակի քմահաճույքներից: Իսկ ջրային անիվներ օգտագործելու համար գետափերին պետք է գործարաններ կառուցվեին, ինչը ոչ միշտ է հարմար ու նպատակահարմար։ Եվ երկուսի արդյունավետությունը չափազանց ցածր էր։ Հիմնականում անհրաժեշտ է նոր շարժիչ, հեշտությամբ կառավարելի և զուրկ այս թերություններից:

Գոլորշի շարժիչների գյուտի և կատարելագործման պատմությունը

Գոլորշի շարժիչի ստեղծումը շատ գիտնականների երկար մտորումների, հաջողության և ձախողման արդյունք է:

Ճանապարհի սկիզբը

Առաջին, մեկանգամյա նախագծերը պարզապես հետաքրքիր հետաքրքրություններ էին: Օրինակ, Արքիմեդնախագծել է գոլորշու թնդանոթ, Հերոն Ալեքսանդրացինօգտագործել է գոլորշու էներգիան հնագույն տաճարների դռները բացելու համար: Իսկ աշխատանքներում հետազոտողները նշումներ են գտնում գոլորշու էներգիայի գործնական օգտագործման վերաբերյալ՝ այլ մեխանիզմների ակտիվացման համար Լեոնարդո դա Վինչի.

Դիտարկենք այս թեմայով առավել նշանակալից նախագծերը:

16-րդ դարում արաբ ինժեներ Թագի ալ-Դինը մշակել է պարզունակ շոգետուրբինի նախագիծ։ Այնուամենայնիվ, այն գործնական կիրառություն չստացավ տուրբինի անիվի շեղբերին մատակարարվող գոլորշու շիթերի ուժեղ ցրման պատճառով։

Արագ առաջ դեպի միջնադարյան Ֆրանսիա: Ֆիզիկոս և տաղանդավոր գյուտարար Դենիս Պապինը բազմաթիվ անհաջող ծրագրերից հետո կանգ է առել հետևյալ դիզայնի վրա՝ ջրով լցված ուղղահայաց գլան, որի վրա տեղադրվել է մխոց։

Գլանը տաքացրել են, ջուրը եռացել ու գոլորշիացել։ Ընդարձակվող գոլորշին բարձրացրեց մխոցը։ Այն ամրացված էր վերին բարձրացման կետում, և ակնկալվում էր, որ մխոցը կհովանա և գոլորշու խտացում: Մխոցում գոլորշու խտացումից հետո առաջացել է վակուում։ Մխոցը, որն ազատվել է ամրացումից, մթնոլորտային ճնշման ազդեցությամբ վակուում է մտցվել: Մխոցի այս անկումն էր, որը պետք է օգտագործվեր որպես աշխատանքային հարված:

Այսպիսով, մխոցի օգտակար հարվածը առաջացել է գոլորշու խտացման և արտաքին (մթնոլորտային) ճնշման հետևանքով վակուումի առաջացման հետևանքով։

Քանի որ Papen գոլորշու շարժիչըինչպես հետագա նախագծերի մեծ մասը կոչվեցին գոլորշու-մթնոլորտային մեքենաներ:

Այս դիզայնը ուներ շատ նշանակալի թերություն. ցիկլի կրկնելիությունը չի ապահովվել։Դենիսը միտք է հղացել գոլորշի ստանալու ոչ թե բալոնով, այլ առանձին՝ գոլորշու կաթսայում։

Դենիս Պապինը մտավ գոլորշու շարժիչների ստեղծման պատմության մեջ որպես շատ կարևոր դետալի՝ գոլորշու կաթսայի գյուտարար։

Եվ քանի որ նրանք սկսեցին գոլորշի ստանալ բալոնից դուրս, շարժիչն ինքնին անցավ արտաքին այրման շարժիչների կատեգորիա։ Բայց անխափան շահագործումն ապահովելու բաշխման մեխանիզմի բացակայության պատճառով այս նախագծերը գրեթե գործնական կիրառություն չեն գտել։

Գոլորշի շարժիչների զարգացման նոր փուլ

Շուրջ 50 տարի այն օգտագործվել է ածխահանքերում ջուր մղելու համար Թոմաս Նյուկոմենի գոլորշու պոմպ.Այն հիմնականում կրկնում էր նախորդ նախագծերը, բայց պարունակում էր շատ կարևոր նորամուծություններ՝ խտացրած գոլորշու հեռացման խողովակ և ավելորդ գոլորշու ազատման անվտանգության փական։

Դրա էական թերությունն այն էր, որ բալոնը պետք է տաքացվեր մինչև գոլորշու ներարկումը, այնուհետև սառչեր մինչև խտացումը: Բայց նման շարժիչների պահանջարկն այնքան մեծ էր, որ չնայած դրանց ակնհայտ անարդյունավետությանը, այդ մեքենաների վերջին օրինակները սպասարկվեցին մինչև 1930 թվականը:

1765 թ Անգլիացի մեխանիկ Ջեյմս Ուոթ,ձեռնարկելով Newcomen մեքենայի կատարելագործումը, առանձնացրել է կոնդենսատորը գոլորշու բալոնից:

Այժմ հնարավոր է մխոցը մշտապես տաքացնել։ Մեքենայի արդյունավետությունը անմիջապես բարձրացավ։ Հետագա տարիներին Ուոթը զգալիորեն բարելավեց իր մոդելը՝ սարքավորելով այն այս կամ այն ​​կողմից գոլորշու մատակարարման սարքով։

Հնարավոր է դարձել այս մեքենան օգտագործել ոչ միայն որպես պոմպ, այլև տարբեր հաստոցներ վարելու համար։ Ուոթը արտոնագիր ստացավ իր գյուտի համար՝ շարունակական գոլորշու շարժիչ: Սկսվում է այդ մեքենաների զանգվածային արտադրությունը։

19-րդ դարի սկզբին Անգլիայում գործում էին ավելի քան 320 Վտ հզորությամբ գոլորշու շարժիչներ։ Դրանք սկսեցին գնել նաև եվրոպական այլ երկրներ։ Սա նպաստեց արդյունաբերական արտադրության զգալի աճին ինչպես Անգլիայի, այնպես էլ հարևան երկրների շատ ոլորտներում:

Քսան տարի առաջ Watt, Ռուսաստանում մի նախագծի վրա շոգեքարշԱշխատել է ալթայի մեխանիկ Իվան Իվանովիչ Պոլզունովը։

Գործարանի ղեկավարները նրան խնդրեցին կառուցել մի բլոկ, որը կշարժի հալման վառարանի փչիչը:

Նրա կառուցած մեքենան երկգլան էր և ապահովում էր դրան միացված սարքի շարունակական աշխատանքը։

Ավելի քան մեկուկես ամիս հաջող աշխատելով՝ կաթսան սկսեց արտահոսք։ Այդ ժամանակ Պոլզունովն ինքն այլևս կենդանի չէր։ Մեքենան չեն վերանորոգել. Եվ միայնակ ռուս գյուտարարի հրաշալի ստեղծագործությունը մոռացվեց։

Ռուսաստանի այն ժամանակվա հետամնացության պատճառով Երկրորդ Պոլզունովի գյուտի մասին աշխարհը շատ ուշացումով իմացավ...

Այսպիսով, շոգեշարժիչը վարելու համար անհրաժեշտ է, որ գոլորշու կաթսայից առաջացած գոլորշին, ընդլայնվելով, սեղմի մխոցին կամ տուրբինի շեղբերին։ Իսկ հետո նրանց շարժումը փոխանցվել է այլ մեխանիկական մասերի։

Շոգեշարժիչների օգտագործումը տրանսպորտում

Չնայած այն հանգամանքին, որ այն ժամանակվա գոլորշու շարժիչների արդյունավետությունը չէր գերազանցում 5%, մինչև 18-րդ դարի վերջը նրանք սկսեցին ակտիվորեն օգտագործվել գյուղատնտեսության և տրանսպորտի մեջ.

• Ֆրանսիայում հայտնվում է շոգեշարժիչով մեքենա.
• Միացյալ Նահանգներում մի շոգենավ սկսում է վազել Ֆիլադելֆիա և Բերլինգթոն քաղաքների միջև.
• Անգլիայում ցուցադրվել է շոգեքարշով աշխատող երկաթուղային լոկոմոտիվ.
• Սարատովի նահանգի ռուս գյուղացին արտոնագրել է իր կառուցած 20 ձիաուժ հզորությամբ տրակտորը: Հետ;
• Բազմիցս փորձեր են արվել շոգեշարժիչով ինքնաթիռ կառուցել, բայց, ցավոք, այդ ագրեգատների ցածր հզորությունը՝ օդանավի մեծ քաշով, այդ փորձերն անհաջող են դարձրել։

19-րդ դարի վերջին շոգեմեքենաները, իրենց դերը ունենալով հասարակության տեխնոլոգիական առաջընթացի մեջ, իրենց տեղը զիջում են էլեկտրական շարժիչներին։

Steam սարքերը 21-րդ դարում

20-րդ և 21-րդ դարերում էներգիայի նոր աղբյուրների գալուստով կրկին առաջանում է գոլորշու էներգիայի օգտագործման անհրաժեշտություն։ Գոլորշի տուրբինները դառնում են ատոմակայանների անբաժանելի մասը։Նրանց սնուցող գոլորշին ստացվում է միջուկային վառելիքից։

Այս տուրբինները լայնորեն կիրառվում են նաև ջերմաէլեկտրակայանների խտացման համար։

Մի շարք երկրներում արևային էներգիայից գոլորշու ստացման փորձեր են իրականացվում։

Չեն մոռացվել նաև փոխադարձ գոլորշու շարժիչները։ Բարձրադիր վայրերում՝ որպես լոկոմոտիվ դեռ օգտագործվում են շոգեքարշներ։

Այս վստահելի աշխատողները և՛ անվտանգ են, և՛ ավելի էժան: Նրանք էլեկտրահաղորդման գծերի կարիք չունեն, իսկ վառելանյութը՝ փայտն ու էժան ածուխը միշտ ձեռքի տակ են։

Ժամանակակից տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս գրավել մթնոլորտային արտանետումների մինչև 95%-ը և արդյունավետությունը հասցնել 21%-ի, ուստի մարդիկ որոշեցին առայժմ չբաժանվել դրանցից և աշխատում են նոր սերնդի շոգեքարշերի վրա։

Եթե ​​այս հաղորդագրությունը օգտակար է ձեզ համար, ուրախ ենք տեսնել ձեզ:

Գոլորշի շարժիչի շահագործման սկզբունքը

Բովանդակություն

անոտացիա

1. Տեսական մաս

1.1 Ժամկետային շղթա

1.2 Գոլորշի շարժիչ

1.2.1 Գոլորշի կաթսա

1.2.2 Գոլորշի տուրբիններ

1.3 Գոլորշի մեքենաներ

1.3.1 Առաջին շոգենավերը

1.3.2 Երկանիվ մեքենաների ծնունդ

1.4 Շոգեշարժիչների կիրառում

1.4.1 Գոլորշի շարժիչների առավելությունները

1.4.2 Արդյունավետություն

2. Գործնական մաս

2.1 Մեխանիզմի ստեղծում

2.2 Մեքենան և դրա արդյունավետությունը բարելավելու ուղիներ

2.3 Հարցաթերթ

Եզրակացություն

Մատենագիտություն

Հավելված

շոգեքարշշահավետ գործողություն

անոտացիա

Սույն գիտական ​​աշխատանքը բաղկացած է 32 թերթից և ներառում է տեսական մաս, գործնական մաս, հայտ և եզրակացություն։ Տեսական մասում դուք կծանոթանաք շոգեմեքենաների և մեխանիզմների աշխատանքի սկզբունքին, դրանց պատմությանը և կյանքում դրանց կիրառման դերին։ Գործնական մասը մանրամասն պատմում է տանը գոլորշու մեխանիզմի նախագծման և փորձարկման գործընթացի մասին։ Այս գիտական ​​աշխատանքը կարող է ծառայել լավ օրինակաշխատանք և էներգիայի օգտագործում

Ներածություն

Աշխարհ, որը հնազանդվում է բնության ցանկացած քմահաճույքին, որտեղ մեքենաները շարժվում են մկանային ուժով կամ ջրային անիվների և հողմաղացների ուժով. այդպիսին էր տեխնոլոգիայի աշխարհը մինչև շոգեմեքենայի ստեղծումը: կրակի վրա, կարող է տեղահանել խոչընդոտը (քանի որ օրինակ, թղթի թերթիկ), որն իր ճանապարհին է: Սա մարդուն ստիպեց մտածել, թե ինչպես կարող եք գոլորշին օգտագործել որպես աշխատանքային միջավայր: Դրա արդյունքում, բազմաթիվ փորձերից հետո, հայտնվեց գոլորշու շարժիչը: Եվ պատկերացրեք գործարաններ՝ ծխացող ծխնելույզներով, գոլորշու շարժիչներով և տուրբիններով, շոգեքարշով և շոգեքարշով. միակ ունիվերսալ շարժիչը և հսկայական դեր է խաղացել մարդկության զարգացման գործում: Գոլորշի շարժիչը խթան հանդիսացավ տրանսպորտային միջոցների հետագա զարգացման համար: Հարյուր տարի այն եղել է միակ արդյունաբերական շարժիչը, որն ունի բազմակողմանիություն, որը հարմար է դարձրել գործարաններում, երկաթուղիներում և նավատորմում օգտագործելու համար: Գոլորշի շարժիչի գյուտը հսկայական թռիչք է, որը կանգնած է երկու դարաշրջանի վերջում: Եվ դարերի ընթացքում այս գյուտի ողջ նշանակությունն էլ ավելի սուր է զգացվում։

Վարկած.

Հնարավո՞ր է ձեր սեփական ձեռքերով կառուցել գոլորշու հետ աշխատող ամենապարզ մեխանիզմը:

Աշխատանքի նպատակը՝ նախագծել գոլորշու վրա շարժվելու ունակ մեխանիզմ։

Հետազոտության նպատակը.

1. Ուսումնասիրել գիտական ​​գրականություն.

2. Նախագծել և կառուցել գոլորշու վրա աշխատող ամենապարզ մեխանիզմը:

3. Դիտարկենք ապագայում արդյունավետության բարձրացման հնարավորությունը:

Այս գիտական ​​աշխատանքը կծառայի որպես ձեռնարկ ֆիզիկայի դասերի համար ավագ դպրոցի աշակերտների և նրանց համար, ովքեր հետաքրքրված են այս թեմայով։

1.ՏէոՌետեխնիկական մաս

Գոլորշի շարժիչը ջերմային մխոցային շարժիչ է, որում գոլորշու կաթսայից եկող ջրի գոլորշու պոտենցիալ էներգիան վերածվում է մխոցի փոխադարձ շարժման կամ լիսեռի պտտվող շարժման մեխանիկական աշխատանքի:

Գոլորշին ջերմային համակարգերում տաքացվող հեղուկով կամ գազային աշխատանքային հեղուկով, ջրի և ջերմային յուղերի հետ միասին ջերմային համակարգերում ամենատարածված ջերմային կրիչներից մեկն է: Ջրային գոլորշին ունի մի շարք առավելություններ, այդ թվում՝ օգտագործման պարզությունն ու ճկունությունը, ցածր թունավորությունը, տեխնոլոգիական գործընթացին զգալի քանակությամբ էներգիա մատակարարելու ունակությունը։ Այն կարող է օգտագործվել մի շարք համակարգերում, որոնք ենթադրում են հովացուցիչ նյութի անմիջական շփում սարքավորումների տարբեր տարրերի հետ՝ արդյունավետորեն օգնելով նվազեցնել էներգիայի ծախսերը, նվազեցնել արտանետումները և արագ վերադարձնել:

Էներգիայի պահպանման օրենքը բնության հիմնարար օրենք է, որը հաստատված է էմպիրիկորեն և բաղկացած է նրանից, որ մեկուսացված (փակ) ֆիզիկական համակարգի էներգիան պահպանվում է ժամանակի ընթացքում։ Այլ կերպ ասած, էներգիան չի կարող առաջանալ ոչնչից և չի կարող անհետանալ ոչ մի տեղ, այն կարող է անցնել միայն մի ձևից մյուսը: Հիմնարար տեսանկյունից, ըստ Նոյթերի թեորեմի, էներգիայի պահպանման օրենքը ժամանակի միատարրության հետևանք է և այս առումով ունիվերսալ է, այսինքն՝ բնորոշ է շատ տարբեր ֆիզիկական բնույթի համակարգերին։

1.1 Ժամկետային շղթա

4000 մ.թ.ա ե. - մարդը հորինել է անիվը:

3000 մ.թ.ա ե. - Հին Հռոմում հայտնվեցին առաջին ճանապարհները:

2000 մ.թ.ա ե. - անիվը մեզ համար ավելի ծանոթ ձև է ստացել։ Այժմ նա ունի հանգույց, եզր և դրանք միացնող ճառագայթներ:

1700 մ.թ.ա ե. - հայտնվեցին փայտե ճառագայթներով սալապատված առաջին ճանապարհները։

312 մ.թ.ա ե. - Հին Հռոմում կառուցվեցին առաջին քարե ճանապարհները: Քարտաշինությունն ուներ մեկ մետր հաստություն։

1405 - հայտնվեցին առաջին գարնանային ձիաքարշ կառքերը:

1510 - ձիաքարշը ձեռք բերեց պատերով և տանիքով մարմին: Ուղևորները ճանապարհորդության ընթացքում հնարավորություն են ստացել պաշտպանվել վատ եղանակից։

1526 - Գերմանացի գիտնական և նկարիչ Ալբրեխտ Դյուրերը մշակել է «անձի կառքի» հետաքրքիր նախագիծ, որն աշխատում է մարդկանց մկանային ուժով: Կառքի կողքով քայլող մարդիկ պտտում էին հատուկ բռնակներ։ Այս պտույտը փոխանցվում էր որդնաշարի միջոցով անձնակազմի անիվներին։ Ցավոք, վագոնը չի պատրաստվել։

1600 - Սայմոն Ստիվինը կառուցում է զբոսանավ անիվների վրա՝ քամու ուժգնությամբ: Նա դարձավ առաջին անձի կառքի դիզայնը:

1610 - Վագոնները ենթարկվեցին երկու նշանակալի բարելավման: Նախ, անվստահելի և չափազանց փափուկ գոտիները, որոնք ճամփորդության ընթացքում ցնցում էին ուղևորներին, փոխարինվեցին պողպատե աղբյուրներով: Երկրորդ՝ կատարելագործվել է ձիու զրահը։ Հիմա ձին կառքը քաշեց ոչ թե վզով, այլ կրծքով։

1649 - Անցվեցին մարդու կողմից նախկինում ոլորված զսպանակի՝ որպես շարժիչ ուժ օգտագործելու առաջին թեստերը: Գարնանային կառքը կառուցվել է Յոհան Հոուչի կողմից Նյուրնբերգում: Սակայն պատմաբանները կասկածի տակ են դնում այս տեղեկությունը, քանի որ կա վարկած, որ մեծ աղբյուրի փոխարեն կառքի ներսում մարդ է նստած, ով գործի է դրել մեխանիզմը։

1680 - խոշոր քաղաքներում ձիասպորտի առաջին օրինակները հանրային տրանսպորտ.

1690 Ստեֆան Ֆարֆլերը Նյուրնբերգից հորինում է եռանիվ կառքը, որը շարժվում է ձեռքերով պտտվող երկու բռնակներով: Այս շարժման շնորհիվ վագոնի դիզայները կարող էր տեղից տեղ շարժվել առանց ոտքերի օգնության:

1698 - Անգլիացի Թոմաս Սեվերին կառուցում է առաջին գոլորշու կաթսան։

1741 - Ռուս ինքնուս մեխանիկ Լեոնտի Լուկյանովիչ Շամշուրենկովը Նիժնի Նովգորոդի նահանգային կանցլեր է ուղարկում «զեկույց»՝ «ինքնակառավարվող անվասայլակի» նկարագրությամբ։

1769 - Ֆրանսիացի գյուտարար Կունյոն ստեղծեց աշխարհում առաջին գոլորշու շարժիչը:

1784 Ջեյմս Ուոթը կառուցում է առաջին գոլորշու շարժիչը:

1791 - Իվան Կուլիբինը նախագծեց եռանիվ ինքնագնաց վագոն, որը կարող էր տեղավորել երկու ուղևոր: Շարժումն իրականացվել է ոտնակային մեխանիզմի միջոցով։

1794 - Cugno-ի գոլորշու շարժիչը հանձնվեց «մեքենաների, գործիքների, մոդելների, գծագրերի և նկարագրությունների բոլոր տեսակի արվեստների և արհեստների պահեստին», որպես մեկ այլ մեխանիկական հետաքրքրություն:

1800 - կարծիք կա, որ հենց այս տարի է Ռուսաստանում կառուցվել աշխարհում առաջին հեծանիվը: Դրա հեղինակը ճորտ Էֆիմ Արտամոնովն էր։

1808 - Փարիզի փողոցներում հայտնվեց առաջին ֆրանսիական հեծանիվը։ Այն պատրաստված էր փայտից և բաղկացած էր երկու անիվներից միացնող խաչաձողից։ Ի տարբերություն ժամանակակից հեծանիվի, այն չուներ ղեկ կամ ոտնակ։

1810 - Վագոնների արդյունաբերությունը սկսեց առաջանալ Ամերիկայում և Եվրոպայում: Խոշոր քաղաքներում հայտնվեցին ամբողջ փողոցներ և նույնիսկ թաղամասեր, որտեղ ապրում էին վարպետ կառապանները։

1816 - Գերմանացի գյուտարար Կառլ Ֆրիդրիխ Դրայսը ստեղծեց մեքենա, որը հիշեցնում է ժամանակակից հեծանիվ: Քաղաքի փողոցներում հայտնվելուն պես այն ստացավ «վազող մեքենա» անվանումը, քանի որ դրա տերը, ոտքերով հրելով, իրականում վազեց գետնով։

1834 - Փարիզում փորձարկվեց Մ.Հակուետի նախագծած առագաստանավային անձնակազմը։ Այս անձնակազմն ուներ 12 մ բարձրությամբ կայմ։

1868 - Ենթադրվում է, որ այս տարի ֆրանսիացի Էռն Միշոն ստեղծել է ժամանակակից մոտոցիկլետի նախատիպը։

1871 - Ֆրանսիացի գյուտարար Լուի Պերոն մշակում է հեծանիվների գոլորշու շարժիչը:

1874 թ - Ռուսաստանում կառուցվել է շոգեանիվ տրակտոր: Որպես նախատիպ օգտագործվել է անգլիական «Էվելին Փորթեր» մեքենան։

1875 թ - Փարիզում տեղի ունեցավ Amadeus Bdley-ի առաջին գոլորշու շարժիչի ցուցադրությունը:

1884 - Ամերիկացի Լուի Քոուփլենդը մոտոցիկլետ է կառուցում առջևի անիվի վերևում տեղադրված գոլորշու շարժիչով: Այս դիզայնը կարող էր արագանալ մինչև 18 կմ/ժ։

1901 թ - Ռուսաստանում կառուցվել է մոսկովյան «Dux» հեծանիվների գործարանի մարդատար լաստանավ:

1902 թ - Լեոն Սերպոլլեն իր շոգեմեքենաներից մեկի վրա սահմանեց 120 կմ/ժ արագության համաշխարհային ռեկորդ:

Մեկ տարի անց նա սահմանեց ևս մեկ ռեկորդ՝ 144 կմ/ժ։

1905 - Ամերիկացի Ֆ. Մարիոթը շոգեմեքենայով գերազանցեց 200 կմ արագությունը

1.2 Գոլորշիշարժիչ

Գոլորշիով աշխատող շարժիչ: Ջուրը տաքացնելուց առաջացած գոլորշին օգտագործվում է շարժման համար։ Որոշ շարժիչներում գոլորշին ստիպում է շարժվել բալոններում գտնվող մխոցները: Սա ստեղծում է փոխադարձ շարժում: Կցված մեխանիզմը սովորաբար այն վերածում է պտտվող շարժման: Շոգեքարշերում (լոկոմոտիվներում) օգտագործվում են մխոցային շարժիչներ։ Որպես շարժիչներ օգտագործվում են նաև գոլորշու տուրբիններ, որոնք ուղղակիորեն տալիս են պտտվող շարժում՝ պտտելով մի շարք անիվներ սայրերով։ Գոլորշի տուրբինները շարժում են էլեկտրակայանների գեներատորները և նավի պտուտակներ: Ցանկացած գոլորշու շարժիչում գոլորշու կաթսայում (կաթսա) ջրի տաքացման արդյունքում առաջացած ջերմությունը վերածվում է շարժման էներգիայի: Ջերմությունը կարող է մատակարարվել վառարանում այրվող վառելիքից կամ միջուկային ռեակտորից: Շոգեշարժիչների պատմության մեջ առաջինը եղել է մի տեսակ պոմպ, որի օգնությամբ նրանք դուրս են մղել հանքերը լցված ջուրը։ Այն հայտնագործվել է 1689 թվականին Թոմաս Սավերիի կողմից։ Դիզայնով շատ պարզ այս մեքենայում գոլորշին խտանում էր՝ վերածվելով փոքր քանակությամբ ջրի, և դրա շնորհիվ ստեղծվել էր մասնակի վակուում, որի պատճառով ջուրը ներծծվում էր լիսեռից։ 1712 թվականին Թոմաս Նյուքոմենը հորինել է գոլորշու շարժիչով մխոցային պոմպ: 1760-ական թթ. Ջեյմս Ուոթը բարելավեց Newcomen-ի դիզայնը և ստեղծեց շատ ավելի արդյունավետ գոլորշու շարժիչներ։ Շուտով դրանք գործածվեցին գործարաններում՝ հաստոցների սնուցման համար։ 1884 թվականին անգլիացի ինժեներ Չարլզ Փարսոնը (1854-1931) հայտնագործեց առաջին գործնական գոլորշու տուրբինը։ Նրա նախագծերն այնքան արդյունավետ էին, որ շուտով փոխարինեցին էլեկտրակայաններում փոխադարձ գոլորշու շարժիչները։ Գոլորշի շարժիչների ոլորտում ամենաապշեցուցիչ առաջընթացը եղել է միկրոսկոպիկ, ամբողջությամբ փակ, աշխատող գոլորշու շարժիչի ստեղծումը: Ճապոնացի գիտնականներն այն ստեղծել են՝ օգտագործելով ինտեգրալ սխեմաների ստեղծման տեխնիկան: Էլեկտրական ջեռուցման տարրով հոսող փոքր հոսանքը ջրի կաթիլը վերածում է գոլորշու, որը շարժում է մխոցը: Այժմ գիտնականները պետք է պարզեն, թե որ ոլորտներում այս սարքը կարող է գործնական կիրառություն գտնել:

Գոլորշի շարժիչի հայտնագործման գործընթացը, ինչպես հաճախ լինում է տեխնոլոգիայի մեջ, ձգվել է գրեթե մեկ դար, ուստի այս իրադարձության ամսաթվի ընտրությունը բավականին կամայական է: Սակայն ոչ ոք չի ժխտում, որ այն բեկումը, որը հանգեցրեց տեխնոլոգիական հեղափոխության, իրականացրել է շոտլանդացի Ջեյմս Ուոթը։

Մարդիկ մտածում էին գոլորշին որպես աշխատանքային միջավայր օգտագործելու մասին նույնիսկ հին ժամանակներում։ Սակայն միայն XVII-XVIII դդ. հաջողվել է գոլորշու հետ օգտակար աշխատանք կատարելու միջոց գտնել։ Գոլորշին մարդուն ծառայության մեջ դնելու առաջին փորձերից մեկն արվել է Անգլիայում 1698թ.-ին. գյուտարար Սվերիի մեքենան նախագծված էր հանքերը ցամաքեցնելու և ջուր մղելու համար: Ճիշտ է, Savery-ի գյուտը դեռ շարժիչ չէր բառի ամբողջական իմաստով, քանի որ, բացի ձեռքով բացվող և փակվող մի քանի փականներից, դրա մեջ շարժվող մասեր չկային։ Savery-ի մեքենան աշխատում էր հետևյալ կերպ՝ սկզբում գոլորշով լցրեցին փակ բաքը, ապա բաքի արտաքին մակերեսը սառեցրեցին սառը ջրով, որը խտացրեց գոլորշին, և բաքում ստեղծվեց մասնակի վակուում։ Դրանից հետո ջուրը, օրինակ՝ հանքի հատակից, ներծծվել է տանկի մեջ ջրառի խողովակով և գոլորշու հաջորդ մասը ներարկվելուց հետո դուրս է շպրտվել:

Մխոցով առաջին գոլորշու շարժիչը կառուցվել է ֆրանսիացի Դենիս Պապենի կողմից 1698թ.-ին: Մխոցով ջուրը տաքացնում էին ուղղահայաց մխոցի ներսում, և ստացված գոլորշին մխոցը հրում էր դեպի վեր: Երբ գոլորշին սառչում էր և խտանում, մխոցը ցած էր մղվում մթնոլորտային ճնշման պատճառով։ Բլոկների համակարգի միջոցով Papen-ի գոլորշու շարժիչը կարող էր վարել տարբեր մեխանիզմներ, ինչպիսիք են պոմպերը:

Ավելի կատարյալ մեքենա կառուցվել է 1712 թվականին անգլիացի դարբին Թոմաս Նյուքոմենի կողմից։ Ինչպես Papen մեքենայում, մխոցը շարժվեց ուղղահայաց գլանով: Կաթսայից գոլորշին մտավ մխոցի հիմքը և բարձրացրեց մխոցը: Երբ սառը ջուր ներարկվեց գլան, գոլորշին խտացավ, մխոցում առաջացավ վակուում, և մթնոլորտային ճնշման ազդեցության տակ մխոցը իջավ: Այս թիկնալվածը ջուրը հանեց մխոցից և ճոճանակի պես շարժվող ճոճանակին միացված շղթայի միջոցով բարձրացրեց պոմպի ձողը վեր։ Երբ մխոցը գտնվում էր իր հարվածի ամենացածր կետում, գոլորշին նորից մտավ մխոց, և պոմպի ձողին կամ ճոճվող թևին ամրացված հակակշիռի օգնությամբ մխոցը բարձրացրին իր սկզբնական դիրքին։ Դրանից հետո ցիկլը կրկնվեց։

Newcomen մեքենան լայնորեն կիրառվում է Եվրոպայում ավելի քան 50 տարի: 1740-ական թվականներին 2,74 մ երկարությամբ և 76 սմ տրամագծով գլան ունեցող մեքենան մեկ օրում կատարեց այն աշխատանքը, որը 25 հոգուց և 10 ձիից բաղկացած թիմը, որն աշխատում էր հերթափոխով, մեկ շաբաթվա ընթացքում կատարեց: Եվ այնուամենայնիվ, դրա արդյունավետությունը չափազանց ցածր էր։

Արդյունաբերական հեղափոխությունն առավել վառ դրսևորվեց Անգլիայում, առաջին հերթին տեքստիլ արդյունաբերության մեջ։ Գործվածքների մատակարարման և արագ աճող պահանջարկի միջև անհամապատասխանությունը դիզայներական լավագույն մտքերին գրավել է մանող և հյուսող մեքենաների զարգացմանը: Cartwright, Kay, Crompton, Hargreaves անունները ընդմիշտ մտել են անգլիական տեխնոլոգիայի պատմության մեջ։ Բայց նրանց ստեղծած մանող և հյուսող մեքենաներին անհրաժեշտ էր որակապես նոր, ունիվերսալ շարժիչ, որը շարունակաբար և հավասարաչափ (դա հենց այն է, ինչ չէր կարող ապահովել ջրային անիվը) մեքենաները կբերեր միակողմանի պտտվող շարժման։ Այստեղ էր, որ իր ողջ փայլով ի հայտ եկավ հայտնի ինժեներ, «գրինոկից կախարդ» Ջեյմս Ուոթի տաղանդը։

Ուոթը ծնվել է Շոտլանդիայի Գրինոկ քաղաքում՝ նավաշինողի ընտանիքում։ Գլազգոյի արհեստանոցներում որպես աշկերտ աշխատելու ընթացքում Ջեյմսը առաջին երկու տարիներին ձեռք է բերել փորագրողի որակավորում, վարպետ մաթեմատիկական, գեոդեզիական, օպտիկական գործիքների և նավիգացիոն տարբեր գործիքների արտադրության մեջ։ Իր հորեղբոր՝ պրոֆեսորի խորհրդով Ջեյմսը ընդունվել է տեղի համալսարան՝ որպես մեխանիկ։ Այստեղ էր, որ Ուոթը սկսեց աշխատել գոլորշու շարժիչներ.

Ջեյմս Ուոթը փորձեց կատարելագործել Newcomen-ի գոլորշու-մթնոլորտային շարժիչը, որն, ընդհանուր առմամբ, հարմար էր միայն ջուր մղելու համար։ Նրա համար պարզ էր, որ Newcomen մեքենայի հիմնական թերությունը մխոցի փոփոխական ջեռուցումն ու սառեցումն էր։ 1765 թվականին Ուոթը եկավ այն մտքին, որ բալոնը կարող է մշտապես տաք լինել, եթե գոլորշին արտահոսել է առանձին տանկի մեջ փականով խողովակաշարով մինչև խտացումը: Բացի այդ, Ուոթը ևս մի քանի բարելավումներ արեց, որոնք վերջապես գոլորշու-մթնոլորտային շարժիչը վերածեցին գոլորշու: Օրինակ, նա հորինել է ծխնի մեխանիզմ՝ «Վաթի զուգահեռագիծ» (այսպես կոչված, քանի որ այն կազմող օղակներից մի քանիսը` լծակները կազմում են զուգահեռագիծ), որը մխոցի փոխադարձ շարժումը վերածում է հիմնական լիսեռի պտտվող շարժման: Այժմ ջուլհակները կարող էին անընդհատ աշխատել։

1776 թվականին Ուոթի մեքենան փորձարկվեց։ Պարզվեց, որ դրա արդյունավետությունը երկու անգամ գերազանցում է Newcomen մեքենային: 1782 թվականին Ուոթը կառուցեց առաջին ունիվերսալ կրկնակի գործող գոլորշու շարժիչը։ Գոլորշին մխոցի մի կողմից հերթով մտավ մխոց, հետո մյուս կողմից։ Հետևաբար, մխոցը գոլորշու օգնությամբ կատարեց և՛ աշխատանքային, և՛ հակադարձ հարված, ինչը չկար նախորդ մեքենաներում։ Քանի որ մխոցաձողը քաշում և մղում էր կրկնակի գործող շոգեշարժիչի մեջ, հին շղթայական և քարշակային շարժիչ համակարգը, որն արձագանքում էր միայն ձգմանը, պետք է վերանախագծվեր: Ուոթը մշակեց զուգակցված կապի համակարգ և օգտագործեց մոլորակային մեխանիզմ՝ մխոցաձողի փոխադարձ շարժումը պտտվող շարժման փոխակերպելու համար՝ օգտագործելով ծանր թռչող անիվ, կենտրոնախույս արագության կարգավորիչ, սկավառակի փական և ճնշման չափիչ՝ գոլորշու ճնշումը չափելու համար: Watt-ի արտոնագրված «պտտվող գոլորշու շարժիչը» սկզբում լայնորեն կիրառվել է մանող և ջուլհակ գործարաններում, իսկ ավելի ուշ՝ այլ արդյունաբերական ձեռնարկություններում։ Watt-ի շարժիչը հարմար էր ցանկացած մեքենայի համար, և ինքնագնաց մեխանիզմների գյուտարարները չուշացան օգտվել դրանից:

Watt-ի գոլորշու շարժիչը իսկապես դարի գյուտն էր և արդյունաբերական հեղափոխության սկիզբը: Սակայն գյուտարարը դրանով չի սահմանափակվել. Հարևանները մեկ անգամ չէ, որ զարմացած հետևում էին, թե ինչպես է Ուոթը մարգագետնում հետապնդում ձիերին՝ քաշելով հատուկ ընտրված կշիռները: Ահա թե ինչպես հայտնվեց ուժային միավորը. Ձիաուժ, որը հետագայում ստացել է համընդհանուր ճանաչում։

Ցավոք, ֆինանսական դժվարությունները ստիպեցին Ուոթին, արդեն հասուն տարիքում, կատարել գեոդեզիական հետազոտություններ, աշխատել ջրանցքների կառուցման վրա, կառուցել նավահանգիստներ և նավահանգիստներ և վերջապես գնալ տնտեսապես ստրկական դաշինք ձեռնարկատեր Ջոն Ռեբեկի հետ, որը շուտով լիակատար ֆինանսական փլուզում ապրեց:

Ես ապրում եմ միայն ածուխով և ջրով և դեռ բավականաչափ էներգիա ունեմ 100 մղոն/ժ արագություն անելու համար: Սա հենց այն է, ինչ կարող է անել շոգեքարշը: Չնայած այս հսկա մեխանիկական դինոզավրերն այժմ անհետացել են աշխարհի երկաթուղիների մեծ մասում, գոլորշու տեխնոլոգիան ապրում է մարդկանց սրտերում, և նման լոկոմոտիվները դեռևս ծառայում են որպես զբոսաշրջային վայրեր շատ պատմական երկաթուղիներում:

Առաջին ժամանակակից գոլորշու շարժիչները հայտնագործվեցին Անգլիայում 18-րդ դարի սկզբին և նշանավորեցին արդյունաբերական հեղափոխության սկիզբը:

Այսօր մենք կրկին վերադառնում ենք գոլորշու էներգիայի: Այրման գործընթացի նախագծման շնորհիվ գոլորշու շարժիչը ավելի քիչ աղտոտում է արտադրում, քան շարժիչը: ներքին այրման... Այս տեսանյութում տեսեք, թե ինչպես է այն աշխատում:

Ո՞րն էր հին գոլորշու շարժիչի հզորությունը:

Էներգիա է պահանջվում անել այն ամենը, ինչ կարող եք մտածել՝ գնալ սքեյթբորդ, թռչել ինքնաթիռով, գնալ խանութներ կամ քշել փողոցով: Էներգիայի մեծ մասը, որը մենք այսօր օգտագործում ենք փոխադրումների համար, ստացվում է նավթից, բայց դա միշտ չէ, որ այդպես է եղել: Մինչև 20-րդ դարի սկիզբը ածուխը աշխարհի ամենասիրելի վառելիքն էր, և այն սնուցում էր ամեն ինչ՝ գնացքներից և նավերից մինչև չարաբաստիկ շոգեինքնաթիռներ, որոնք հորինել էր ամերիկացի գիտնական Սամուել Պ. Լանգլին՝ Ռայթ եղբայրների վաղ մրցակիցը: Ինչո՞վ է առանձնահատուկ ածուխը: Երկրի ներսում այն ​​շատ է, ուստի այն համեմատաբար էժան էր և լայնորեն հասանելի:

Ածուխը օրգանական քիմիական նյութ է, ինչը նշանակում է, որ դրա հիմքում ընկած է ածխածինը։ Ածուխը գոյանում է միլիոնավոր տարիների ընթացքում, երբ մեռած բույսերի մնացորդները թաղվում են ժայռերի տակ, սեղմվում ճնշման տակ և եռում Երկրի ներքին ջերմության ազդեցության տակ։ Ահա թե ինչու է այն կոչվում հանածո վառելիք: Ածուխի կտորները իսկապես էներգիայի զանգված են: Նրանց ներսում գտնվող ածխածինը կապված է ջրածնի և թթվածնի ատոմների հետ քիմիական կապեր կոչվող միացություններում: Երբ մենք կրակի վրա ածուխ ենք վառում, կապերը քայքայվում են, և էներգիան ազատվում է ջերմության տեսքով:

Ածուխը պարունակում է ավելի մաքուր հանածո վառելիքի մեկ կիլոգրամի էներգիայի մոտ կեսը, ինչպիսիք են բենզինը, դիզելը և կերոսինը, և սա պատճառներից մեկն է, որով գոլորշու շարժիչները պետք է այդքան շատ այրվեն:

Պատրա՞ստ են գոլորշու շարժիչները էպիկական վերադարձի:

Ժամանակին շոգեմեքենան գերիշխում էր՝ նախ գնացքներում և ծանր տրակտորներում, ինչպես գիտեք, բայց, ի վերջո, նաև մեքենաներում: Այսօր դժվար է հասկանալ, բայց 20-րդ դարի սկզբին ԱՄՆ-ում մեքենաների կեսից ավելին աշխատում էր գոլորշու միջոցով: Գոլորշի շարժիչն այնքան էր կատարելագործված, որ 1906 թվականին «Stanley Rocket» կոչվող շոգեմեքենան նույնիսկ երկրի վրա արագության ռեկորդ էր սահմանել՝ ժամում 127 մղոն արագությամբ:

Այժմ դուք կարող եք մտածել, որ գոլորշու շարժիչը հաջողություն ունեցավ միայն այն պատճառով, որ ներքին այրման շարժիչներ (ICEs) դեռ գոյություն չունեին, բայց իրականում գոլորշու շարժիչները և ICE մեքենաները մշակվեցին միաժամանակ: Քանի որ ինժեներներն արդեն ունեին գոլորշու շարժիչների 100 տարվա փորձ, գոլորշու շարժիչը բավականին մեծ մեկնարկ ունեցավ: Մինչ մեխանիկական ծնկաձև լիսեռները սեղմում էին դժբախտ օպերատորների ձեռքերը, 1900-ին գոլորշու շարժիչներն արդեն լիովին ավտոմատացված էին և առանց կալանքի կամ փոխանցման տուփի (գոլորշին ապահովում է մշտական ​​ճնշում, ի տարբերություն ներքին այրման շարժիչի հարվածի), շատ հեշտ է աշխատել: Միակ նախազգուշացումն այն է, որ դուք պետք է մի քանի րոպե սպասեիք, որպեսզի կաթսան տաքանա:

Այնուամենայնիվ, մի քանի կարճ տարի հետո Հենրի Ֆորդը կգա և կփոխի ամեն ինչ։ Չնայած գոլորշու շարժիչը տեխնիկապես գերազանցում էր ներքին այրման շարժիչին, այն չէր կարող համապատասխանել արտադրական Fords-ի գնին: Գոլորշի մեքենաների արտադրողները փորձեցին փոխել արագությունը և իրենց մեքենաները վաճառել որպես պրեմիում, շքեղ ապրանքներ, բայց 1918 թվականին Ford Model T-ը վեց անգամ ավելի էժան էր, քան Steanley Steamer-ը (այն ժամանակվա ամենահայտնի գոլորշու շարժիչը): 1912թ.-ին էլեկտրական մեկնարկային շարժիչի հայտնվելով և ներքին այրման շարժիչի արդյունավետության անընդհատ աճով, շատ քիչ ժամանակ անցավ, մինչև շոգեշարժիչը անհետացավ մեր ճանապարհներից:

Ճնշման տակ

Վերջին 90 տարիների ընթացքում գոլորշու շարժիչները մնացել են անհետացման եզրին, իսկ հսկա գազանները դուրս են եկել հին մեքենաների ցուցադրություններ, բայց ոչ շատ: Հանգիստ, սակայն, հետին պլանում հետազոտությունները հանգիստ առաջ են ընթանում, մասամբ այն պատճառով, որ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար մեր կախվածությունը գոլորշու տուրբիններից է, և նաև այն պատճառով, որ որոշ մարդիկ կարծում են, որ գոլորշու շարժիչներն իրականում կարող են գերազանցել ներքին այրման շարժիչներին:

ICE-ները ունեն իրենց բնորոշ թերությունները. դրանք պահանջում են հանածո վառելիքներ, դրանք առաջացնում են մեծ աղտոտում և աղմկոտ են: Մյուս կողմից, գոլորշու շարժիչները շատ անաղմուկ են, շատ մաքուր և կարող են օգտագործել գրեթե ցանկացած վառելիք: Շոգեշարժիչները, մշտական ​​ճնշման շնորհիվ, չեն պահանջում միացում. առավելագույն ոլորող մոմենտ և արագացում դուք ստանում եք անմիջապես, հանգստի ժամանակ: Քաղաքային վարելու համար, որտեղ կանգ առնելը և մեկնարկը սպառում են հսկայական քանակությամբ հանածո վառելիք, գոլորշու շարժիչների շարունակական հզորությունը կարող է շատ հետաքրքիր լինել:

Տեխնոլոգիան երկար ճանապարհ է անցել 1920-ականներից սկսած՝ առաջին հերթին մենք հիմա ենք նյութական վարպետներ... Բնօրինակ գոլորշու շարժիչները պահանջում էին հսկայական, ծանր կաթսաներ, որպեսզի դիմակայեին ջերմությանը և ճնշմանը, և արդյունքում նույնիսկ փոքր գոլորշու շարժիչները կշռում էին մի քանի տոննա: Ժամանակակից նյութերով գոլորշու շարժիչները կարող են լինել նույնքան թեթև, որքան իրենց զարմիկները: Ներդրեք ժամանակակից կոնդենսատոր և ինչ-որ գոլորշիացնող կաթսա, և դուք կարող եք կառուցել գոլորշու շարժիչ՝ արժանապատիվ արդյունավետությամբ և տաքացման ժամանակով վայրկյանների ընթացքում, ոչ թե րոպեների ընթացքում:

Վ վերջին տարիներըայս ձեռքբերումները միավորվել են որոշ հետաքրքիր փորձառությունների մեջ: 2009 թվականին բրիտանական թիմը սահմանեց գոլորշու ուժով քամու արագության նոր ռեկորդ՝ 148 մղոն/ժ, վերջապես գերազանցելով Սթենլի հրթիռի ռեկորդը, որը պահպանվում էր ավելի քան 100 տարի: 1990-ականներին Volkswagen-ի R&D ստորաբաժանումը՝ Enginion-ը, ասաց, որ կառուցել է գոլորշու շարժիչ, որը նույնքան արդյունավետ է, որքան ներքին այրման շարժիչը, բայց ավելի ցածր արտանետումներով: Վերջին տարիներին Cyclone Technologies-ը պնդում է, որ մշակել է գոլորշու շարժիչ, որը երկու անգամ ավելի արդյունավետ է, քան ներքին այրման շարժիչը: Մինչ օրս, սակայն, ոչ մի շարժիչ չի գտել իր ճանապարհը դեպի կոմերցիոն մեքենա:

Առաջ շարժվելով՝ քիչ հավանական է, որ գոլորշու շարժիչները երբևէ իջնեն ներքին այրման շարժիչից, թեկուզ միայն Big Oil-ի հսկայական թափի պատճառով: Այնուամենայնիվ, մի օր, երբ մենք վերջապես որոշենք լրջորեն նայել անձնական փոխադրումների ապագային, գուցե գոլորշու էներգիայի հանգիստ, կանաչ, սահող շնորհը կստանա երկրորդ հնարավորություն:

Մեր ժամանակի գոլորշու շարժիչներ

Տեխնոլոգիա.

Նորարարական էներգիա. NanoFlowcell®-ը ներկայումս էներգիայի պահպանման ամենանորարար և ամենահզոր համակարգն է շարժական և ստացիոնար հավելվածների համար: Ի տարբերություն սովորական մարտկոցների, nanoFlowcell®-ը սնուցվում է հեղուկ էլեկտրոլիտներով (bi-ION), որոնք կարող են պահվել բջջից հեռու: Այս տեխնոլոգիայով մեքենայի արտանետումը ջրային գոլորշի է։

Ինչպես սովորական հոսքի բջիջը, դրական և բացասական լիցքավորված էլեկտրոլիտիկ հեղուկները պահվում են առանձին երկու տանկի մեջ և, ինչպես սովորական հոսքի բջիջը կամ վառելիքի բջիջը, մղվում են փոխարկիչով (իրական nanoFlowcell) առանձին շղթաներով:

Այստեղ երկու էլեկտրոլիտային շղթաները բաժանված են միայն թափանցելի թաղանթով: Իոնների փոխանակումը տեղի է ունենում հենց այն ժամանակ, երբ դրական և բացասական էլեկտրոլիտների լուծույթները միմյանց հետ անցնում են փոխարկիչի մեմբրանի երկու կողմերում: Սա բի-իոնով կապված քիմիական էներգիան վերածում է էլեկտրականության, որն այնուհետև ուղղակիորեն հասանելի է էլեկտրաէներգիայի սպառողներին:

Ջրածնային մեքենաների նման, nanoFlowcell EV-ների արտադրած «արտանետումները» ջրային գոլորշի են: Բայց արդյո՞ք ապագա էլեկտրական մեքենաների ջրի գոլորշիների արտանետումները էկոլոգիապես մաքուր են:

Էլեկտրոնային շարժունակության քննադատներն ավելի ու ավելի են կասկածի տակ դնում էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրների բնապահպանական համատեղելիությունն ու կայունությունը: Շատերի համար մեքենաների էլեկտրական շարժիչները միջակ փոխզիջում են զրոյական արտանետումներով վարելու և կանաչ տեխնոլոգիաների միջև: Սովորական լիթիում-իոնային կամ մետաղի հիդրիդային մարտկոցները ոչ կայուն են, ոչ էլ էկոլոգիապես համատեղելի՝ արտադրության, օգտագործման կամ վերամշակման մեջ, նույնիսկ եթե գովազդը ենթադրում է մաքուր «էլեկտրոնային շարժունակություն»:

nanoFlowcell Holdings-ին նաև հաճախ են հարցնում nanoFlowcell տեխնոլոգիայի և բի-իոնային էլեկտրոլիտների կայունության և շրջակա միջավայրի հետ համատեղելիության մասին: Ե՛վ ինքնին nanoFlowcell-ը, և՛ դրա սնուցման համար անհրաժեշտ bi-ION էլեկտրոլիտային լուծույթները արտադրվում են էկոլոգիապես մաքուր եղանակով՝ էկոլոգիապես մաքուր հումքից: Գործողության ընթացքում nanoFlowcell տեխնոլոգիան բացարձակապես ոչ թունավոր է և որևէ կերպ չի վնասում առողջությանը: Bi-ION-ը, որը բաղկացած է թեթևակի աղի ջրային լուծույթից (ջրում լուծված օրգանական և հանքային աղեր) և իրական էներգիայի կրիչներից (էլեկտրոլիտներ), նույնպես անվտանգ է շրջակա միջավայրի համար, երբ օգտագործվում և վերամշակվում է:

Ինչպե՞ս է աշխատում nanoFlowcell շարժիչը էլեկտրական մեքենայում: Ինչպես բենզինով աշխատող ավտոմեքենան, էլեկտրոլիտային լուծույթը սպառվում է նանոհոսով բջիջ ունեցող էլեկտրական մեքենայի մեջ: Նանո ծորակի ներսում (իրական հոսքի բջիջ) մեկ դրական և մեկ բացասական լիցքավորված էլեկտրոլիտային լուծույթ մղվում է բջջային թաղանթով: Ռեակցիան՝ իոնափոխանակությունը, տեղի է ունենում դրական և բացասական լիցքավորված էլեկտրոլիտային լուծույթների միջև։ Այսպիսով, բի-իոններում պարունակվող քիմիական էներգիան արտազատվում է որպես էլեկտրականություն, որն այնուհետև օգտագործվում է էլեկտրական շարժիչներ վարելու համար։ Դա տեղի է ունենում այնքան ժամանակ, քանի դեռ էլեկտրոլիտները մղվում են մեմբրանի միջով և արձագանքում: QUANTiNO nanoflowcell drive-ի դեպքում մեկ էլեկտրոլիտի բաքը բավարար է ավելի քան 1000 կիլոմետր անցնելու համար: Դատարկվելուց հետո բաքը պետք է համալրվի։

Ի՞նչ «թափոններ» են առաջանում նանոհոսկելային էլեկտրական մեքենան: Ներքին այրման շարժիչով սովորական տրանսպորտային միջոցում հանածո վառելիքի (բենզին կամ դիզել) այրումը առաջացնում է վտանգավոր արտանետվող գազեր՝ հիմնականում ածխածնի երկօքսիդ, ազոտի օքսիդներ և ծծմբի երկօքսիդ, որոնք բազմաթիվ հետազոտողների կողմից ճանաչվել են որպես կլիմայի փոփոխության պատճառ: փոփոխություն. Այնուամենայնիվ, մեքենա վարելիս nanoFlowcell մեքենայի միակ արտանետումները գրեթե ամբողջությամբ ջրածնային մեքենայի նման են:

Այն բանից հետո, երբ իոնների փոխանակումը տեղի ունեցավ նանոբջիջում, bi-ION էլեկտրոլիտի լուծույթի քիմիական բաղադրությունը գործնականում անփոփոխ մնաց: Այն այլևս ռեակտիվ չէ և, հետևաբար, համարվում է «սպառված», քանի որ չի կարող վերալիցքավորվել: Հետևաբար, nanoFlowcell տեխնոլոգիայի բջջային հավելվածների համար, ինչպիսիք են էլեկտրական մեքենաները, որոշում է կայացվել միկրոսկոպիկորեն գոլորշիացնել և արձակել լուծված էլեկտրոլիտը, երբ մեքենան շարժման մեջ է: 80 կմ/ժ-ից ավելի արագության դեպքում էլեկտրոլիտիկ թափոնների տարան դատարկվում է չափազանց նուրբ ցողացիրային վարդակների միջոցով՝ օգտագործելով շարժիչ էներգիայով աշխատող գեներատոր: Էլեկտրոլիտները և աղերը նախապես մեխանիկորեն զտվում են: Ներկայում մաքրված ջրի արտանետումը սառը ջրի գոլորշու տեսքով (միկրո-նուրբ մառախուղ) լիովին համատեղելի է շրջակա միջավայրի հետ: Ֆիլտրը փոխվում է մոտ 10 գ-ով:

Այս տեխնիկական լուծման առավելությունն այն է, որ մեքենայի բաքը դատարկվում է սովորական վարման ժամանակ և կարող է հեշտությամբ և արագ լիցքավորվել՝ առանց դուրս մղելու անհրաժեշտության:

Այլընտրանքային լուծում, որը որոշ չափով ավելի բարդ է, ծախսված էլեկտրոլիտի լուծույթը հավաքելն է առանձին տանկի մեջ և ուղարկել այն վերամշակման: Այս լուծումը նախատեսված է նման կայուն nanoFlowcell հավելվածների համար:

Այնուամենայնիվ, այժմ շատ քննադատներ ենթադրում են, որ ջրային գոլորշու այն տեսակը, որն ազատվում է վառելիքի բջիջներում ջրածնի փոխակերպման ընթացքում կամ նանո-հեռացման դեպքում էլեկտրոլիտիկ հեղուկի գոլորշիացման արդյունքում, տեսականորեն ջերմոցային գազ է, որը կարող է ունենալ: ազդեցություն կլիմայի փոփոխության վրա: Ինչպե՞ս են առաջանում այս խոսակցությունները։

Մենք դիտարկում ենք ջրային գոլորշիների արտանետումները իրենց բնապահպանական նշանակության տեսանկյունից և հարցնում ենք, թե որքան ավելի շատ ջրային գոլորշի կարելի է ակնկալել լայնածավալ օգտագործումից: Փոխադրամիջոցնանոհոսքային բջիջներով՝ ընդդեմ ավանդական շարժիչ տեխնոլոգիաների, և արդյոք այս H2O արտանետումները կարող են բացասական ազդեցություն ունենալ շրջակա միջավայրի վրա:

Ամենակարևոր բնական ջերմոցային գազերը՝ CH 4, O 3 և N 2 O-ի հետ միասին, ջրային գոլորշիներն են և CO 2-ը: Ածխածնի երկօքսիդը և ջրի գոլորշին աներևակայելի կարևոր են գլոբալ կլիմայի պահպանման համար: Արեգակնային ճառագայթումը, որը հասնում է Երկիր, կլանվում և տաքացնում է երկիրը, որն իր հերթին ջերմություն է հաղորդում մթնոլորտ: Այնուամենայնիվ, այս ճառագայթված ջերմության մեծ մասը երկրագնդի մթնոլորտից դուրս է գալիս տիեզերք: Ածխածնի երկօքսիդը և ջրի գոլորշին ունեն ջերմոցային գազերի հատկություններ՝ ձևավորելով «պաշտպանիչ շերտ», որը թույլ չի տալիս ամբողջ ճառագայթված ջերմությունը հետ դուրս գալ տիեզերք: Բնական համատեքստում այս ջերմոցային էֆեկտը չափազանց կարևոր է Երկրի վրա մեր գոյատևման համար. առանց ածխածնի երկօքսիդի և ջրային գոլորշի, Երկրի մթնոլորտը թշնամական կլիներ կյանքի համար:

Ջերմոցային էֆեկտը խնդրահարույց է դառնում միայն այն դեպքում, երբ մարդու անկանխատեսելի միջամտությունը խաթարում է բնական ցիկլը: Երբ, բացի բնական ջերմոցային գազերից, մարդիկ մթնոլորտում ջերմոցային գազերի ավելի մեծ կոնցենտրացիաներ են առաջացնում հանածո վառելիքի այրման միջոցով, դա մեծացնում է երկրագնդի մթնոլորտի տաքացումը:

Լինելով կենսոլորտի մաս՝ մարդիկ իրենց գոյությամբ անխուսափելիորեն ազդում են շրջակա միջավայրի և, հետևաբար, կլիմայական համակարգի վրա։ Քարի դարից հետո Երկրի բնակչության մշտական ​​աճը և մի քանի հազար տարի առաջ բնակավայրերի ստեղծումը՝ կապված քոչվորական կյանքից գյուղատնտեսության և անասնապահության անցման հետ, արդեն ազդել են կլիմայի վրա։ Աշխարհի բնօրինակ անտառների և անտառների գրեթե կեսը մաքրվել է գյուղատնտեսական նպատակներով: Անտառները օվկիանոսների հետ միասին հանդիսանում են ջրի գոլորշիների հիմնական արտադրողը:

Ջրային գոլորշին մթնոլորտի ջերմային ճառագայթման հիմնական կլանիչն է։ Ջրային գոլորշին կազմում է մթնոլորտի զանգվածի միջինը 0,3%, ածխածնի երկօքսիդը՝ ընդամենը 0,038%, ինչը նշանակում է, որ ջրային գոլորշին կազմում է մթնոլորտում ջերմոցային գազերի զանգվածի 80%-ը (մոտ 90% ծավալով) և, հաշվի առնելով 36-ից։ մինչև 66% Երկրի վրա մեր գոյության համար ամենակարևոր ջերմոցային գազն է:

Աղյուսակ 3. Ջերմոցային գազերի ամենակարևոր մասնաբաժինը, ինչպես նաև ջերմաստիճանի բարձրացման բացարձակ և հարաբերական բաժինը (Zittel)

ԳՈԼՈՐՇԻ ՊՏՈՏԱՅԻՆ ՇԱՐԺԱՐԻՉ և ԳՈԼՈՐՇԻ ՍՌՈՒՆԱՅԻՆ ՄԽՈՎ ՇԱՐԺԱՐ

Պտտվող գոլորշու շարժիչը (պտտվող գոլորշու շարժիչը) եզակի ուժային մեքենա է, որի արտադրության զարգացումը դեռ պատշաճ զարգացում չի ստացել։

Մի կողմից, պտտվող շարժիչների տարբեր ձևավորումներ գոյություն ունեին 19-րդ դարի վերջին երրորդում և նույնիսկ լավ էին աշխատում, այդ թվում՝ դինամո մեքենաներ վարելու համար՝ էլեկտրական էներգիա արտադրելու և ցանկացած առարկայի էներգիա մատակարարելու համար: Բայց նման գոլորշու շարժիչների (շոգեշարժիչների) արտադրության որակն ու ճշգրտությունը շատ պարզունակ էր, ուստի դրանք ունեին ցածր արդյունավետություն և ցածր հզորություն: Այդ ժամանակից ի վեր փոքր գոլորշու շարժիչները դարձել են անցյալ, բայց իսկապես անարդյունավետ և անհեռանկար փոխադարձ գոլորշու շարժիչների հետ միասին անցյալում են անցել նաև պտտվող գոլորշու շարժիչները, որոնք լավ հեռանկարներ ունեն:

Հիմնական պատճառն այն է, որ 19-րդ դարի վերջի տեխնոլոգիայի մակարդակով հնարավոր չէր ստեղծել իսկապես բարձրորակ, հզոր և դիմացկուն պտտվող շարժիչ։
Հետևաբար, գոլորշու շարժիչների և գոլորշու շարժիչների ամբողջ բազմազանությունից մինչև մեր ժամանակները ապահով և ակտիվ գոյատևել են միայն հսկայական հզորության գոլորշու տուրբինները (20 ՄՎտ և ավելի), որոնք այսօր կազմում են մեր երկրում էլեկտրաէներգիայի արտադրության մոտ 75%-ը: Բարձր հզորության գոլորշու տուրբինները էներգիա են ապահովում նաև հրթիռակիր մարտական ​​սուզանավերի միջուկային ռեակտորներից և արկտիկական խոշոր սառցահատների վրա: Բայց սրանք բոլորը հսկայական մեքենաներ են: Գոլորշի տուրբինները արագորեն կորցնում են իրենց ողջ արդյունավետությունը, երբ դրանց չափերը կրճատվում են:

…. Այդ իսկ պատճառով աշխարհում չկան 2000 - 1500 կՎտ (2 - 1,5 ՄՎտ) ցածր հզորությամբ էլեկտրական գոլորշու շարժիչներ և գոլորշու շարժիչներ, որոնք արդյունավետորեն կաշխատեն էժան պինդ վառելիքի և տարբեր ազատ այրվող թափոնների այրումից ստացված գոլորշու վրա։ .
Տեխնոլոգիայի այս այժմ դատարկ դաշտում է (և բացարձակապես մերկ, բայց շատ կարիք ունի ապրանքի առաջարկի կոմերցիոն խորշում), այս շուկայում ցածր էներգիայի մեքենաների տեղը, գոլորշու պտտվող շարժիչները կարող են և պետք է զբաղեցնեն իրենց արժանի տեղը։ . Եվ դրանց կարիքը միայն մեր երկրում՝ տասնյակ և տասնյակ հազարավոր ... Հատկապես նման փոքր և միջին էներգիայի մեքենաներ ինքնավար էլեկտրաէներգիայի արտադրության և անկախ էլեկտրամատակարարման համար անհրաժեշտ են փոքր և միջին ձեռնարկություններին խոշոր քաղաքներից հեռու գտնվող տարածքներում: և խոշոր էլեկտրակայաններ. - փոքր սղոցարաններում, հեռավոր հանքերում, դաշտային ճամբարներում և անտառային հողամասերում և այլն, և այլն:
…..

..
Եկեք նայենք այն ցուցանիշներին, որոնք պտտվող գոլորշու շարժիչները դարձնում են ավելի լավը, քան իրենց ամենամոտ զարմիկները՝ գոլորշու շարժիչները՝ փոխադարձ գոլորշու շարժիչների և գոլորշու տուրբինների տեսքով:
… — 1) Պտտվող շարժիչները դրական տեղաշարժի հզորության մեքենաներ են, ինչպես մխոցային շարժիչները: Նրանք. նրանք ունեն փոքր գոլորշու սպառում մեկ միավոր հզորության համար, քանի որ գոլորշին ժամանակ առ ժամանակ մատակարարվում է նրանց աշխատանքային խոռոչներին և խիստ չափված մասերով, և ոչ մշտական ​​առատ հոսքով, ինչպես գոլորշու տուրբիններում: Այդ իսկ պատճառով պտտվող գոլորշու շարժիչները շատ ավելի խնայող են, քան գոլորշու տուրբինները մեկ միավորի հզորության համար։
— 2) Պտտվող գոլորշու շարժիչներն ունեն կիրառման ոտք գազի ուժեր(ոլորող մոմենտի թեւը) զգալիորեն (մի քանի անգամ) ավելի է, քան մխոցային շոգեշարժիչները։ Հետևաբար, նրանց զարգացած հզորությունը շատ ավելի բարձր է, քան գոլորշու մխոցային շարժիչները:
— 3) Պտտվող գոլորշու շարժիչները շատ ավելի մեծ հարված ունեն, քան մխոցային գոլորշու շարժիչները, այսինքն. հնարավորություն ունեն գոլորշու ներքին էներգիայի մեծ մասը վերածել օգտակար աշխատանքի։
— 4) Պտտվող գոլորշու շարժիչները կարող են արդյունավետորեն աշխատել հագեցած (խոնավ) գոլորշու վրա՝ առանց դժվարության թույլ տալով գոլորշու զգալի մասի խտացում՝ ջրի մեջ անցնելով անմիջապես գոլորշու պտտվող շարժիչի աշխատանքային հատվածներում: Սա նաև մեծացնում է գոլորշու էլեկտրակայանի արդյունավետությունը՝ օգտագործելով գոլորշու պտտվող շարժիչ:
— 5 ) Պտտվող գոլորշու շարժիչները աշխատում են 2-3 հազար պտ/րոպ արագությամբ, որը էլեկտրաէներգիա արտադրելու օպտիմալ արագություն է՝ ի տարբերություն շոգեքարշի տիպի ավանդական շոգեքարշների չափազանց դանդաղ արագությամբ մխոցային շարժիչների (200-600 պտ/րոպ) կամ չափազանց արագընթաց տուրբիններ (10-20 հազար պտ/րոպե):

Միևնույն ժամանակ, տեխնոլոգիական առումով պտտվող գոլորշու շարժիչները համեմատաբար հեշտ են արտադրվում, ինչը համեմատաբար ցածր է դարձնում դրանց արտադրության ծախսերը: Ի տարբերություն շոգետուրբինների, որոնց արտադրությունը չափազանց թանկ է:

ԱՅՍՊԵՍ, ԱՅՍ ՀՈԴՎԱԾԻ ՀԱՄԱՌՈՏ ԱՄՓՈՓՈՒՄ - Պտտվող գոլորշու շարժիչը բարձր արդյունավետությամբ գոլորշու էներգիայի մեքենա է, որը գոլորշու ճնշումը փոխակերպում է պինդ վառելիքի և այրվող թափոնների ջերմությունից մեխանիկական էներգիայի և էլեկտրական էներգիայի:

Այս կայքի հեղինակն արդեն ստացել է պտտվող գոլորշու շարժիչների նախագծման տարբեր ասպեկտների վերաբերյալ գյուտերի ավելի քան 5 արտոնագիր: Եվ նաև արտադրեց մի շարք փոքր պտտվող շարժիչներ՝ 3-ից 7 կՎտ հզորությամբ: Այժմ ընթացքի մեջ է 100-ից 200 կՎտ հզորությամբ պտտվող գոլորշու շարժիչների նախագծումը։
Բայց պտտվող շարժիչներն ունեն «ընդհանուր թերություն»՝ կնիքների բարդ համակարգ, որը փոքր շարժիչների համար պարզվում է, որ չափազանց բարդ է, մանրանկարչություն և թանկարժեք արտադրություն:

Միևնույն ժամանակ, կայքի հեղինակը մշակում է գոլորշու առանցքային մխոցային շարժիչներ՝ մխոցների հակառակ շարժումով: Այս դասավորությունը ամենաարդյունավետն է մխոցային համակարգի օգտագործման բոլոր հնարավոր սխեմաների հզորության տատանումների առումով:
Փոքր չափերի այս շարժիչները որոշ չափով ավելի էժան և պարզ են, քան պտտվող շարժիչները, և դրանցում օգտագործվում են ամենավանդական և ամենապարզ կնիքները:

Ստորև ներկայացված է փոքր հակադիր առանցքային մխոցային բռնցքամարտիկի շարժիչի օգտագործման տեսանյութը:

Ներկայումս արտադրվում է նման 30 կՎտ հզորությամբ առանցքային մխոցային բռնցքամարտիկ շարժիչ։ Ակնկալվում է, որ շարժիչի ռեսուրսը կկազմի մի քանի հարյուր հազար աշխատանքային ժամ, քանի որ գոլորշու շարժիչի պտույտները 3-4 անգամ ավելի ցածր են, քան ներքին այրման շարժիչի պտույտները, «մխոց-գլան» շփման զույգում, որը ենթարկվում է իոնային: պլազմայի ազոտավորումը վակուումային միջավայրում և շփման մակերեսների կարծրությունը կազմում է 62-64 միավոր մեկ HRC-ում: Ազոտավորման միջոցով մակերեսային կարծրացման գործընթացի մանրամասների համար տե՛ս.

Ահա այսպիսի առանցքային մխոցային բռնցքամարտիկ շարժիչի գործարկման սկզբունքի անիմացիա՝ մխոցների հակաշարժմամբ, դասավորությամբ նման: