Тепловые двигатели и их применение

·        фотонные. Тяга двигателя создается  направленным истечением квантов электромагнитного  излучения – фотонов. Фотонный двигатель  имеет предельно возможный удельный импульс, так как скорость истечения  фотонов равна скорости света;

·        комбинированные.

По назначению и  характеру использования в ракетно-космической  технике ракетные двигатели подразделяются на основные (маршевые, стартовые) и  вспомогательные  (рулевые, корректирующие, микроракетные, тормозные и др.).

    Термомагнитные  двигатели и

          тепловые двигатели с внешним  подводом теплоты

По данным Агентства  экономических новостей, наиболее перспективными разработками в настоящее время  являются  термомагнитный двигатель  и тепловой двигатель с внешним подводом теплоты.

Термомагнитный двигатель  выгодно отличается простой конструкцией, в котором тепловая энергия горячих  газов, получаемых от сгорания топлива, переходит в механическую энергию  за счет фазового перехода материала  ротора из магнитного состояния в  немагнитное и обратно. Двигатель  может иметь коэффициент полезного  действия выше, чем у двигателей внутреннего сгорания и для своей  работы может даже использовать низкотемпературные газы (порядка 100 град. С), которые другие двигатели не могут использовать совсем или использовать с меньшей  эффективностью.

Используя горячие  газы, полученные сжиганием жидкого  или газообразного топлива, предложенный двигатель может заменять двигатели  внутреннего сгорания. Однако новый  двигатель гораздо проще по конструкции  и работает без шума, что является его большим достоинством.

Новый двигатель  может также работать, используя  горячие газы, являющиеся отходами при работе различных высокотемпературных  агрегатов: металлургических печей, котельных  установок и т.п.

Двигатель с внешним  подводом теплоты предназначен для  утилизации тепловой энергии горячих  газов, являющихся отходами различных  производств и процессов. Извлеченное  тепло двигатель превращает в  механическую работу, которая с помощью  электрогенератора может быть превращена в электроэнергию. В современном  производстве тепловых отходов в  виде газов горячих очень много. Это горячие газы, выходящие из металлургических печей, котельных  установок разного рода, газы в трубах систем отопления.

Наиболее перспективным  применением двигателя является использование его в частных  домах в районах с холодным климатом (Север и Сибирь Российской Федерации, Аляска, Канадский Север, Скандинавия). В этом случае тепло  отходящих газов системы отопления  будет использовано для обеспечения  дома электроэнергией. Двигатель также  может приводить в движение насос  для подачи в дом воды из реки.

Влияние тепловых двигателей на окружающую среду

Тепловые двигатели (в том числе и реактивный) –  необходимый атрибут современной  цивилизации. С их помощью вырабатывается около 80% электроэнергии. Без тепловых двигателей невозможно представить  современный транспорт. В тоже время  повсеместное использование тепловых двигателей связано с отрицательным  воздействием на окружающую среду.

Сжигание топлива  сопровождается выделением в атмосферу  углекислого газа, способного поглощать  тепловое инфракрасное (ИК) излучение  поверхности Земли. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере, увеличивая поглощение  ИК – излучения, приводит к повышению ее температуры («парниковый  эффект»). Ежегодно температура атмосферы  Земли повышается на 0,05ºС. Этот эффект  может создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана.

Продукты сгорания топлива существенно загрязняют окружающую среду.

Углеводороды, вступая  в реакцию с озоном, находящимся  в атмосфере, образуют химические соединения, неблагоприятно воздействующие на  жизнедеятельность растений, животных и человека.

Потребление кислорода  при горении топлива уменьшает его содержание в атмосфере.

Для охраны окружающей среды широко использует очистные сооружения, препятствующие выбросу в атмосферу  вредных веществ, резко ограничивают использование соединений тяжелых  металлов, добавляемых в топливо, разрабатывают двигатели, использующие водород в качестве горючего (выхлопные  газы состоят из безвредных паров  воды), создают электромобили и  автомобили, использующие солнечную  энергию.

[1]Ф. Энгельс говорит,  что «паровая машина была первым  действительно интернациональным  открытием» (К. Маркс, Ф. Энгельс.  Соч.— 2-е изд., т. 14, с. 570). Энгельс упоминает Папина (француза), Лейбница (немца), Сэвери и Ньюкомена (англичан), а также Уатта (англичанина), придавшего «паровой машине в принципе ее современный вид». Энгельсу в то время не были известны материалы о русском горном инженере, работавшем на Урале и в Сибири, И. И. Ползунове (1728—1766), на 21 год раньше Уатта разработавшем проект паровой машины.