Уокер — Машины, работающие по циклу Стирлинга
Книга Уокер — Машины, работающие по циклу Стирлинга посвящена новому перспективному типу тепловых машин — двигателям Стирлинга, находящим применение в энергетических и холодильных установках, тепловых насосах, а также различных транспортных и технологических устройствах. Дан термодинамический анализ цикла Стирлинга. Рассмотрены варианты конструктивного выполнения двигателей Стирлинга с регенерацией и без нее, даны методы их расчета. Даиы рекомендации по применению двигателей Стирлинга в различных отраслях техники.
Книга Уокер — Машины, работающие по циклу Стирлинга предназначена для инженеров-теплотехииков, разрабатывающих и исследующих тепловые машины.
В условиях роста населения Земли и бурного развития энергетики как основы технического прогресса, связанного с интенсивной разработкой, эксплуатацией и истощением природных энергетических ресурсов и, как следствие этого, с ощутимым изменением и загрязнением биосферы Земли, отражающимся в конечном итоге на здоровье-людей, перед наукой возникает неотложная проблема: найти другие пути получения энергии, избавить современную энергетику от потребления органического топлива с целью уменьшения отрицательного воздействия на окружающую среду.
Новое отношение к использованию природных ресурсов и к состоянию окружающей среды является в настоящее время важной экономической необходимостью, вытекающей из ограниченности запасов минерального топлива в недрах Земли и ограниченной воспроизводимой мощности земной атмосферы. Например, добыча нефти началась немногим более ста лет назад в промышленных масштабах — с, и прошло всего около ста лет после промышленного получения электроэнергии и изобретения двигателя внутреннего сгорания и менее пятидесяти лет с начала промышленного использования газовых турбин (конец 30-х годов текущего столетия), а энергетический кризис 1973 г. в западных странах дал реально почувствовать, что- запасы ископаемого топлива, и прежде всего жидкого, не безграничны.
В обозримом будущем не угрожает энергетический кризис, который уже сегодня ощутим для ряда стран. Тем не менее использование в будущем новых технических средств по сравнению с существующими, потребляющими в основном ископаемое топливо, будет несомненно способствовать существенной его экономии и сохранению окружающей среды.
Известно, что получение и преобразование энергии неизбежно сопровождается теми или иными загрязнениями среды, причины возникновение которых в настоящее время рассматриваются в самом широком аспекте. Главные источники загрязнения биосферы Земли — промышленные предприятия, электростанции и транспортные системы, а одна из основных причин загрязнения — процессы сжигания каменного угля, нефти и нефтепродуктов и других видов топлива. Наряду с загрязнением воздуха, воды и почвы ухудшение состояния окружающей среды связано также и с чрезмерным увеличением уровня шума, вибрации, рассеивания теплоты. В соответствии с последними оценками ежегодно в атмосферу выбрасывается от 960 до 2600 млн. т твердых частиц и частиц, образующихся при выхлопе газов. Экологические изменения, происшедшие на планете в основном за последние 50 лет, становятся все ощутимее, и природе все труднее нейтрализовать и сохранять в своих недрах отходы промышленного производству Цивилизация — общества имеет тенденцию к увеличению потребления энергии во всех ее видах с удвоением приблизительно через каждые 10 лет, в связи с этим будет возрастать и загрязнение окружающей среды.
Современная энергетика решает не только чисто энергетические проблемы, она охватывает все многообразие методов получения и практического применения различных видов энергии для промышленных и бытовых нужд. С этих позиций важно отметить, что такие маломощные преобразователи энергии, как двигатели внутреннего сгорания (использующиеся в передвижных и стационарных энергоустановках, в транспортных системах и т. п.), являются в настоящее время самыми распространенными потребителями энергии, а, следовательно, и одними из главных источников загрязнения окружающей среды. Двигатель средней мощности за год работы (на автомобиле) выделяет с выхлопными газами около 1 т токсичных веществ в различных соединениях: окись углерода, окислы азота, несгоревшие углеводороды, альдегиды, свинец и его соединения и др. В США на долю этих двигателей приходится до 20% всей потребляемой страной энергии (нефти и нефтепродуктов) и 60% всего количества веществ, загрязняющих атмосферу. Подобное положение наблюдается и в других промышленно развитых странах**.
В качестве мер борьбы с загрязнениями различного рода, вызванными современными двигателями, многими странами разработаны новые, более жесткие требования к составу выхлопных газов и уровню шума. Однако затраты на усовершенствование процессов сгорания (послойное образование рабочей смеси и т. п.), очистку и нейтрализацию токсичных составляющих выхлопных газов…
