Жылу қозғалтқыштарының тиімділігі мен экологияға әсері

Хосылбай А.

Ғылыми жетекші: Бркенова Асемгуль Сарсенбаевна,

Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау қ.

akhelikkhosylbai@gmail.com

Жылу қозғалтқыштары – бұл энергияны жылудан механикалық жұмысқа айналдыратын құрылғылар. Олар негізінен автокөліктерде, өнеркәсіптік қондырғыларда, электр станцияларында және көптеген басқа салаларда қолданылады. Жылу қозғалтқыштарының тиімділігі мен экологияға әсері бүгінгі күнде ғаламдық маңызға ие мәселе болып отыр. Қазіргі таңда осы қозғалтқыштардың қоршаған ортаға зиянын азайту мен энергияны тиімді пайдалануды арттыру мақсатында көптеген ғылыми зерттеулер жүргізілуде.

Жылу қозғалтқышының тиімділігі – бұл қозғалтқыштың шығаратын энергияның шамасының оның отынынан алынатын энергияға қатынасы. Яғни, тиімділік - қозғалтқыштың пайдалы жұмыс атқару қабілеті мен оның жұмыс барысында жоғалатын энергияның арасындағы айырмашылықты көрсетеді. Тиімділік деңгейі қозғалтқыштың конструкциясына, қолданылатын отын түріне және жұмыс жағдайларына байланысты әртүрлі болуы мүмкін.

Электрлік мотордың тұтынатын қуаты 2000 Вт, ал оның шығаратын пайдалы механикалық қуаты 1500 Вт. Мотордың ПӘК-ін табыңыз.

Шешуі:

1. ПӘК формуласын қолданамыз:

\eta = \frac{P_{\text{пайдалы}}}{P_{\text{жұмсалған}}} \times 100\%

2. Орнына қоямыз:

\eta = \frac{1500}{2000} \times 100\% = 75\%

Жауабы: 75%

Жылу қозғалтқыштарының тиімділігі әдетте 30-40% аралығында болады, ал қалған энергия жылу түрінде жоғалады. Мысалы, ішкі жану қозғалтқыштары (IC қозғалтқыштары) өз жұмысында тиімділік деңгейін арттыру үшін көптеген әдістерді қолданады. Бұларға жоғары қысыммен отын жағу, қозғалтқыштың жылуын қалпына келтіру, қосымша жылу алмастырғыштарды пайдалану сияқты әдістер жатады. Бұл технологиялар қозғалтқыштардың тиімділігін арттыруға бағытталған, бірақ сонымен қатар олар экологияға теріс әсер ететін шығарындыларды көбейтеді.

Жылу қозғалтқыштары қоршаған ортаға әртүрлі зиянды әсерлерін тигізеді, әсіресе олар пайдаланатын отын түрлеріне байланысты. Ішкі жану қозғалтқыштары, мысалы, автомобильдерде қолданылатын қозғалтқыштар, көмірқышқыл газын (CO2), азот оксидтерін (NOx), көміртегі тотығын (CO) және басқа да ластаушы заттарды атмосфераға шығарады. Бұл шығарындылар ауа сапасының нашарлауына және ғаламдық жылыну мәселелеріне себеп болады.

Әсіресе, автокөліктердің ішкі жану қозғалтқыштары экологиялық мәселелердің басты көзіне айналды. Бұл көліктердің көптігі қаладағы ауа ластануына, денсаулыққа зиянды әсер етуіне және климаттық өзгерістерге ықпал етеді. Сонымен қатар, дизельді қозғалтқыштардың шығаратын бөлшектері ауаны ластайды және қатерлі ауруларға (жүрек-қан тамырлары аурулары, тыныс алу жүйесінің аурулары) әкелуі мүмкін.

Жылу қозғалтқыштарының тиімділігін арттыру және экологиялық зиянды әсерлерін азайту үшін көптеген шаралар қарастырылуда. Мұндай шараларға мыналар кіреді:

1.Гибридті көліктер мен электр көліктері ішкі жану қозғалтқыштарын алмастыратын, энергияны тиімді пайдаланатын құрылғылар болып табылады. Электр қозғалтқыштары нөлдік шығарындылармен жұмыс істейді, сондықтан олар экологияға мейлінше аз зиян келтіреді.

2.Жоғары тиімділікті қозғалтқыштар.

Қазіргі уақытта жану қозғалтқыштарын жақсарту үшін ғалымдар жоғары тиімділікке ие конструкциялар мен жаңа технологияларды қолдануға бағытталған зерттеулер жүргізуде. Бұл әдістерге қозғалтқыштарды толық автоматтандыру, жаңа түрдегі отындар мен катализаторларды қолдану кіреді.

3.Жаңартылатын энергия көздері

Жылу қозғалтқыштарының экологияға әсерін азайту үшін жаңартылатын энергия көздерін пайдалануға көшу өте маңызды. Мұндай көздерге күн, жел және геотермалдық энергия жатады. Бұл энергия түрлері көмірқышқыл газын шығармайды және қоршаған ортаға зиян келтірмейді.

4.Қоршаған ортаға зиянды шығарындыларды қысқарту

Заманауи технологиялар шығарындыларды азайтуға мүмкіндік береді. Мысалы, ішкі жану қозғалтқыштарына арналған жаңа фильтрация жүйелері мен катализаторлар көмірқышқыл газын және басқа да зиянды заттарды әлдеқайда аз мөлшерде шығарады.

Жылу қозғалтқыштарының тиімділігі мен экологияға әсері – бұл қазіргі заманның ең маңызды мәселелерінің бірі. Қозғалтқыштардың тиімділігін арттыру және экологияға зиянды әсерін азайту үшін жаңа технологиялар мен жаңартылатын энергия көздерін дамыту қажет. Бұл бағытта жүргізіліп жатқан зерттеулер мен ғылыми жетістіктер көлік саласында және өнеркәсіпте экологиялық таза шешімдер ұсынуға көмектеседі. Сонымен қатар, бұл тек ғаламдық жылынуды тоқтатып қана қоймай, қоршаған орта мен адам денсаулығын сақтау үшін де маңызды болып табылады.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1.Никитин, А. И. (2015). Жылу қозғалтқыштарының теориясы. Мәскеу: Машиностроение.

2.Тимофеев, И. В. (2017). Энергияның тиімділігі мен экологияға әсері. Санкт-Петербург: Энергия.

3.Жуков, Н. П. (2018). Ішкі жану қозғалтқыштарының экологиялық әсері. Қазан: Көлік.

4.Рахметов, Б. С. (2019). Жаңартылатын энергия көздері: Технологиялар мен перспективалар. Алматы: Қазақ университеті.

5.Шаухаметов, Н. М. (2020). Гибридті және электр көліктерінің болашағы. Астана: Жоғары мектеп.