Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата



Но не только в изменении конструкций двигателей, поиске их новых типов заключается прогресс автомобилестроения. Надежды (прежде всего экологические) связаны с разработкой новых видов топлива. Первое направление — использование примесей и присадок, снижающих токсичность двигателя. Токсичность существующих видов топлива определяется тем, что большинство применяемых бензинов являются этилированными, т.е. содержащими тетраэтил-свинец (0,4 — 0,8 г/л). Это соединение свинца позволяет поднять степень сжатия смеси в цилиндре, т.е., избежав взрыва, увеличить мощность двигателя. Свинец, являющийся антидетонатором, —одно из самых вредных веществ в выхлопных газах, поэтому ведется поиск новых смесей и присадок. Одна из них —антидетонатор на основе марганца, имеющий существенно меньшую токсичность. Добавление этого антидетонатора в бензин значительно повышает октановое число.

Еще одно направление в повышении экологичности двигателя — поиск новых смесей, например водобензиновых. Добавление воды в бензин приводит к некоторому росту мощности двигателя и существенному снижению токсичности выхлопных газов (особенно окисей углерода и азота). Возможно использование газового топлива (первые модели автомобилей в XIX в. работали на газе, лишь затем предпочтение было отдано более энергоемкому бензину).

Используются разные газы, наиболее распространена смесь пропана и бутана (октановое число более 100). Два безусловных преимущества есть у газовых автомобилей: достаточно чистые выхлопные газы, возможность применения более высоких степеней сжатия (за счет более высокого октанового числа). Еще один, правда, существенно менее распространенный вид топлива — природный газ (смесь метан-этан), имеющий октановое число также больше 100. Но трудность использования природного газа в больших масштабах определяется необходимостью охлаждать сжиженный газ при хранении. Создание криостатов удорожает и усложняет использование природного газа. Идеальным же газом для двигателей (с точки зрения экологии) является водород.

Наконец, последнее (из наиболее разрабатываемых) направление в повышении экологичности двигателей — использование синтетических спиртов (метилового и этилового). Их применение также снижает токсичность выхлопных газов. Метанол, как правило, используется в качестве добавки к бензину. Он ядовит, что заставляет при его использовании быть предельно осторожным. Кроме того, его ресурсы весьма ограниченны. Этанол имеет более высокую энергоемкость по сравнению с метанолом. Отработавшие газы двигателей, работающих на этаноле, содержат меньше углеводородов (по сравнению с метиловым спиртом). В последние годы шире используется топливо из сахарного тростника (особенно в Бразилии).

Важной экологической проблемой, связанной с развитием различных транспортных средств, является высокий уровень шума. Сейчас транспорт — основной источник шума на планете. Наиболее шумны дизельные автопоезда: до 95 дБ(Л), железнодорожные поезда: до 100 дБ(А), самолеты на взлете: до 150 дБ(Л). Рост мощности и скоростей транспортных средств приводит к еще большему росту шума: наружный шум растет по закону квадрата, шум под колесами — по закону куба. На городских транспортных магистралях шум постоянно в течение дневного времени составляет (в среднем ) 90 дБ(Л).

Наиболее эффективные направления снижения "шумового загрязнения", создаваемого транспортом, таковы: правильное техническое содержание транспорта (неисправный двигатель шумит в несколько раз сильнее исправного), снижение шума исправных транспортных средств, например разработка малошумных трансмиссий, создание малошумящих дизелей, применение амортизирующих материалов. В метрополитене все шире применяют пути со сварными рельсами.

Энергетическая проблема

Многие глобально-экологические проблемы могли бы получить успешное разрешение, если бы удалось устранить самый главный дефицит — энергетический.

Преобразующая деятельность человеческого общества в своем историческом развитии сопровождалась непрерывным ростом потребления энергии. Смена источников энергии — древесина, уголь, нефть, природный газ, энергия атома — это по существу вехи технического прогресса. В XX в. широкое использование электрической энергии и двигателей внутреннего сгорания привело к быстрому росту добычи ископаемых топлив и в первую очередь нефти и газа.

Пользуясь ископаемыми источниками энергии, человек фактически расходует энергию Солнца, аккумулированную растительным миром нашей планеты в течение миллиардов лет. Запасы этих источников велики, но не безграничны. Человечество уже почувствовало это, когда в 1973—1974 гг. разразился энергетический кризис и цены на нефть на мировом рынке поднялись в 15 раз, а на природный газ — в 10 раз. Расчеты ученых свидетельствуют о том, что если темпы добычи и потребления нефти и газа сохранятся, то их запасов хватит только на 30 лет. А ведь нефть и природный газ являются ценным сырьем химической промышленности, из которого получают полимерные материалы, красители и др.

В странах бывшего СССР основное количество добываемой нефти пока используется в качестве сырья для получения бензина и топлива, и в среднем лишь 5% идет на цели органического синтеза. Не намного лучше обстоит дело и в других странах. Между тем необходимость устранения проблемы сырьевого дефицита требует повсеместного резкого сокращения расхода нефти и газа на энергетические нужды и замены их другими энергоносителями.

Одним из перспективных путей решения этой задачи должно стать расширение сферы использования каменного угля, поскольку 90% всех горючих ископаемых являются твердыми (доля нефти составляет только 6%). Но использование угля для замены моторных топлив на основе нефти предполагает его переработку в синтетические жидкие топлива. В настоящее время перспективными являются два пути такой переработки каменного угля: его предварительная газификация либо гидрогенизация.

Однако предполагается, что основная масса угля все же пойдет на замену нефти и газа как топлива на теплоэлектростанциях. Такая замена, очевидно, приведет к значительному ухудшению экологической ситуации, в связи с тем, что в газообразных выбросах окажется гораздо больше соединений серы и азота, а также твердых частиц (дыма), чем это имеет место при использовании природного газа и нефтепродуктов.

После успешного пуска атомных реакторов большие надежды в решении энергетической проблемы возлагались на атомную энергетику. (Первая в мире атомная электростанция была пущена в Обнинске в 1954 г.) Теоретические расчеты и первый опыт практического использования атомной энергетики давали для этого все необходимые основания. Ведь количество тепловой энергии, производимой при делении, скажем, 1 г урана — 235 эквивалентно энергии, выделяемой при сгорании около 2200 л нефти-сырья или 2,7 т угля. Однако в настоящее время осознание реальных масштабов экологических последствий аварий на АЭС, а также трудностей безопасного захоронения высокотоксичных радиоактивных отходов вносит определенные коррективы в развитие атомной энергетики. Так, в США прекращено развитие этого вида энергетики, а Швеция реализует программу ее сворачивания до 2010 г. В СССР до Чернобыльской катастрофы была разработана программа широкого развития атомной энергетики, но затем в связи с экологической ситуацией ее пришлось значительно корректировать. В настоящее время на 50 энергоблоках АЭС, расположенных на территории бывшего СССР вырабатывается приблизительно 12 % потребляемой электроэнергии.

Более перспективным может оказаться использование энергии управляемого термоядерного синтеза. Однако основная трудность создания технологии, позволяющей использовать энергию термоядерного синтеза, заключается в том, что для начала реакции необходима температура 10°С. В настоящее время даже в лабораторных условиях пока не удается создать установку, в которой определенную массу газа можно было бы нагреть до такой температуры. Использование термоядерного синтеза для получения энергии в широких масштабах имеет и экологическое ограничение, связанное, в частности, с дополнительной концентрацией энергии на Земле (кроме солнечной). Это чревато разогревом поверхности планеты, серьезным изменением климата и другими непредсказуемыми последствиями.

В разработке проектов будущего нашей цивилизации ученые все чаще обращаются к идее преобразования солнечной энергии, которая поистине является экологически чистой, но пока мало освоенной. Подсчитано, что поверхность Земли получает от Солнца за две недели столько энергии, сколько заключено во всех мировых запасах органического топлива. Сегодня создано несколько технологий солнечной энергетики. В них предусматривается преобразование солнечной энергии различными способами: солнечный нагрев, преобразование солнечной энергии в электрическую, использование биологических и химических фотопроцессов. Предполагается, что в 2000 г. использование гелиоэнергетики составит от 5 до 25% всей энергетики мира.

С экологической точки зрения весьма перспективной является водородная энергетика, предусматривающая сжигание водорода, при котором не возникает вредных выбросов. Однако для развития такой энергетики необходимо решить ряд задач, связанных со снижением себестоимости водорода, созданием надежных средств его хранения и транспортировки. По прогнозу ученых к 2000 г. стоимость водорода станет равной (а возможно даже ниже) стоимости нефти (при сравнении эквивалентных количеств получаемой энергии). Если этот прогноз оправдается, то можно будет говорить о наступлении эры водородной энергетики. Водород станет широко использоваться в авиации, водном и наземном транспорте, промышленности и сельскохозяйственном производстве.

Заключение

Объясняя появление экологических проблем, можно ссылаться на несовершенство технологий, на недостаточность развития экономики тех или иных государств, на множество иных причин, но при этом не следует сбрасывать со счетов и "субъективный фактор", т.е. самого человека, чьи непрерывно растущие материальные потребности в конечном счете являются "центром кристаллизации" всех антропогенных влияний на природную среду. Мысль о том, что человек есть мера всех вещей, была высказана давно, но сегодня она обретает особое, экологическое звучание. Разговор об экологии сегодня не может быть не связан с обсуждением проблемы разумных потребностей человека и человечества.

Содержание

Вступление        

Продовольственная проблема        

Сырьевая проблема        

Транспортная проблема        

Энергитическая проблема        

Заключение        

Список используемой литературы        

Список используемой литературы

А.Т.Глазунов, Е.Б.Кноре. “Экология, техника и производство”.

Н.М.Кузьменок, Е.А.Стрельцов, А.И.Кумачев. “Экология на уроках химии”.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: инновационный менеджмент, курсовая работа по менеджменту.

Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата