Экологические проблемы тепловых машин

Использовать тепло для совершения какой-либо механической работы люди научились еще несколько веков назад. Для деятельности тепловых машин практически всегда нужно топливо, которое сгорает и образует выхлоп. Таким образом, происходит загрязнение окружающей среды.

Что такое тепловая машина?

Тепловыми машинами называют двигатели и более простые механизмы, использующие тепловую энергию для выполнения определенных функций. Данный термин очень широк и включает в себя множество самых разных устройств от котла парового отопления до дизельного двигателя магистрального тепловоза.

Механизмы, так или иначе использующие тепло, окружают нас каждый день. Если говорить строго, то даже обычный холодильник попадает под определение тепловой машины, так как работает с теплом. Он переносит его из холодильной камеры на «радиатор», установленный на задней стенке, тем самым незаметно нагревая воздух в комнате. Однако холодильник не создает никаких выбросов, чего не скажешь о большинстве других тепловых механизмов.

Как работает тепловая машина?

Принцип работы механизмов, использующих тепло, различен. Но у большей их части есть одно общее обстоятельство: они сжигают топливо и образуют дым. Он состоит из недогоревших частичек топлива, так как 100% сгорание является невозможным в большинстве условий.

Суть тепловой машины можно легко понять на примере паровоза. Этот локомотив, который уже не встретишь на регулярных железнодорожных рейсах, имеет в своей основе большой бак с водой и топку. В качестве топлива используется уголь, который, сгорая, нагревает воду. Та, в свою очередь, начинает превращаться в пар, толкающий поршни. Система поршней и тяг соединена с колесами и заставляет их вращаться. Таким образом, паровоз является тепловой машиной и без тепла ни смог бы тронуться с места.

В процессе сгорания угля в паровозной топке образуется угольный дым. Он выбрасывается через трубу в открытый воздух, оседая на кузове паровоза, листьях деревьев, зданиях вдоль железнодорожного пути и т.д.

Негативное влияние на экологию

Тепловые машины наносят вред окружающей среде из-за их огромного количества, а также из-за применения химических видов топлива. Рассмотренный ранее паровоз, вряд ли мог загрязнить окружающую среду, если бы был один. Но парк паровозов в странах мира был огромен, и они вносили немалую лепту в создание дымных смогов над крупными городами. И это при том, что дым представлял собой мельчайшую угольную пыль.

Дым от современного транспорта имеет гораздо более «интересный» состав. Дизельное топливо, бензин, керосин, мазут и другие нефтяные производные являются химическими веществами, которые в процессе сгорания дополнительно модифицируются, представляя серьезную опасность для здоровья человека. Крайне негативно влияют они и на живую природу. Более того, постоянные выбросы горячих выхлопных газов и дыма от промышленных предприятий усиливают парниковый эффект, грозящий глобальным потеплением.

Методы борьбы с влиянием тепловых машин

Уменьшить негативное влияние на окружающую среду от тепловых механизмов можно путем их доработки и более рационального использования. В настоящее время по всему миру активно внедряются энергосберегающие технологии, которые, в свою очередь, приводят к уменьшению выбросов в атмосферу даже при производстве электрической энергии.

Вторым шагом является разработка новых систем фильтрации, а также вторичное использование отработанного дыма или выхлопных газов. Системы замкнутого цикла позволяют увеличить количество полезной работы одновременно с уменьшением выброса вредных веществ в атмосферу.