Читаем Тепловая электрическая станция - это очень просто онлайн бесплатно

Скажите честно, много ли вы знали о своей будущей специальности, когда после окончания школы принесли свои документы в приемную комиссию Уральского федерального университета и решили стать турбинистом? И сколько осталось тех, кто потом не пожалел о своем выборе? Для того чтобы помочь школьникам сделать правильный выбор, а студентам – понять, чем, собственно, является и какое значение для энергетики в целом имеет этот сложный агрегат - турбина, авторы решили написать эту книгу.

Учебное пособие предназначено, прежде всего, для студентов первого курса кафедры «Турбины и двигатели» (лучшей в МИРЕ кафедре) Уральского энергетического института (Урал ЭНИН) – структурного подразделения Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, крупнейшего федерального университета России. Пособие может быть полезно также учащимся старших классов средних школ, выпускникам колледжей (техникумов) и абитуриентам вузов при выборе будущей профессии и конкретной специальности. Эта книга продолжает серию, начатую учебным пособием «Турбина - это очень просто», идея которой выношена заведующим лучшей в мире кафедрой Ю. М. Бродовым в течение 50-ти лет работы (и непрерывной учебы) в стенах УрФУ (ранее УПИ им. С. М. Кирова, позднее УГТУ – УПИ).

Авторы постарались простыми словами, как и советовал А. Эйнштейн, рассказать об истории развития главных составных частей электрической станции, основным элементом которой является турбоагрегат, о появлении первых тепловых станций, об устройстве современной тепловой станции, управлении энергетикой и перспективах ее дальнейшего развития. Чтобы читателю было интересно, мы включили в книгу занимательные истории, фрагменты биографий и факты из жизни великих ученых, инженеров и изобретателей разных стран, гением которых были разработаны фундаментальные основы теплотехники и электротехники, созданы турбины, генераторы и построены первые промышленные электростанции.

Материал учебного пособия изложен на доступном, даже популярном уровне, чтобы его могли читать не только студенты, но и школьники, а также люди, далекие от техники, но проявляющие к ней интерес. Авторы выражают благодарность рецензентам за ценные советы и замечания, сделанные при подготовке учебного пособия к изданию. Теперь авторы и сами намного лучше понимают, как работает тепловая электрическая станция.

Наверное, нет более широко употребляемого слова, чем энергия. Мы знаем множество громких и звучных словесных конструкций с этим словом. Почитайте только газетные заголовки - тут и «Энергия созидания», и «Энергия разрушения», и «Энергия мысли», и «Энергия действия» и много еще подобного. А сколько разных компаний и предприятий носят название «Энергия»! Хотите – потренируйтесь сами и придумайте другие пафосные клише.

Однако кроме словесных упражнений у этого слова есть еще и строгий научный, точнее физический смысл. Понятие той физической величины, которую мы теперь называем энергией, оставалось неясным до середины XIX века. Ни Галилео Галилей, ни Исаак Ньютон – основоположники современной науки – не знали этого понятия и не пользовались им. Специальный термин энергия был введен в 1807 г. Томасом Юнгом.

Согласно Википедии, энергия (др. – греч. – действие, деятельность, сила, мощь) – это скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Само слово энергия введено Аристотелем в трактате «Физика», однако там оно обозначало деятельность человека.

В современной жизни этот термин мы слышим очень часто. Говорят об энергоносителях, источниках энергии, энергетической ценности продуктов. Большинство процессов во вселенной связано с изменением энергетических состояний. Переходы энергии из одной формы в другую обнаруживаются во множестве природных и бытовых явлений.

Современная физика изучает различные формы движения материи, их взаимные превращения, а также свойства вещества и поля. Подобно тому, как из семи нот образуется все многообразие музыки, так из различных форм энергии движения образуется все многообразие процессов во Вселенной. К наиболее общим формам движения материи относятся механическая, тепловая, электромагнитная, внутриатомная и внутриядерная формы движения материи. Из всех видов энергии нас, теплотехников, больше всего интересует тепловая энергия.

Раньше всего человек использовал превращение механической энергии в тепловую, добывая огонь трением. Умение использовать огонь изменило жизнь человечества, стимулировало развитие цивилизации, научило людей широко применять в жизни различные процессы, связанные с тепловой энергией. Первичными источниками тепловой энергии в основном были и остаются органические топлива (уголь, природный газ, нефть, горючие сланцы и др.).

Многообразие форм существования энергии, свойство их взаимопревращения позволяют использовать для производства и потребления энергии различные топливно-энергетические ресурсы и энергоносители.

Понимание единства и эквивалентности разных форм энергии сложилось к середине XIX века, когда был накоплен большой опыт преобразования одних форм энергии в другие. Опыты и наблюдения ученых говорили о том, что тепловая и механическая энергия могут переходить друг в друга и что, вероятно, можно найти экспериментально механический эквивалент теплоты, то есть количество работы в механических единицах, эквивалентное данному количеству теплоты в тепловых единицах.

Еще в 1744–1745 гг. М. В. Ломоносов в своих «Размышлениях о причине теплоты и холода» высказал утверждение о том, что тепловые явления обусловлены движением частиц тела – его молекул. Ломоносов решительно отверг господствующую тогда теорию теплорода. Ученый придерживался механической теории теплоты и утверждал, что теплота есть движение мельчайших частиц тела. Опытное доказательство правильности идей Ломоносова, значительно способствовавшее установлению механической теории теплоты, было дано лишь в конце XVIII в. Это сделал английский физик Бенджамин Румфорд (Томпсон).