Техника - молодёжи 1962-02, страница 14

Г. СМИРНОВ, инженер

рис.в.воссдятд ЕСЛИ ЭНЕРГИЯ НЕУНИЧТОЖИМА, ЗАЧЕМ!

V

История донесла до наших дней миф о дочерях царя Даная, которые за убийство, совершенное по приказу отца, навлекли на себя гнев богов Олимпа. Вечно носят данаиды воду и выливают ее в чашу без дна. Вытекает вода, пустеет чаша — без конца идет бесплодная работа. Парадоксально, что и в наше время люди занимаются почти такой же работой. Мы не замечаем и не сознаем, что жилые дома, фабрики, заводы, поезда, самолеты и даже космические корабли есть своеобразные «чаши данаид». Только в них надо поддерживать .не уровень воды, а температуру.

Чтобы не замерзнуть в холодную погоду, обитателям легкой брезентовой палатки часто приходится подбрасывать в печку дрова. А в доме с толстыми стенами достаточно время от времени сжигать несколько поленьев.

Однако самое главное, принципиальное отличие в другом. Но прежде чем разобраться в этом лучше, пожалуй, нужно будет вспомнить вопрос, который английский физик Роберт Эмден вздумал как-то задавать своим знакомым. Он спрашивал: «Почему мы топим зимой?» Те из его знакомых, которые не были искушены в науках, простодушно отвечали: «Чтобы не было холодно». Специалисты же считали иначе: «Чтобы подвести недостающую энергию». Эмден с удивлением убеждался, что люди несведущие оказывались ближе к истине, чем специалисты.

Ведь если бы главной задачей отопления было простое возмещение тепла, ушедшего через стены помещения, перед человечеством открылись бы совершенно фантастические возможности. Под слоем льда в реках и озерах есть сколько угодно воды, каждый кубометр которой таит в себе столько же тепла, сколько выделяется при сгорании 1 кг самых лучших дров. Однако если внести в теплую комнату с мороза несколько ведер воды, то в комнате станет только холоднее, хотя количество тепла в комнате увеличится при этом на 30—40 больших калорий. iBot здесь-то и споткнулись специалисты — знакомые Эмдена. Зимой мы топим именно для того, чтобы не было холодно, а для этого нужно подводить не просто тепло, а тепло при температуре более высокой, чем та, которую надо поддерживать в помещении. Положение облегчается тем, что в нашем распоряжении есть такие источники тепла, как уголь, дрова, нефть, газ, ядерное горючее, которые дают тепло при высокой температуре. Данаиды могли бы с гораздо большим успехом справляться со своей работой, будь в их распоряжении источник зоды на более высоком уровне, чем в чаше. Но боги, осудившие данаид, предусмотрительно лишили их этой возможности, заставив черпать воду из подземной реки. У нас нет такого ограничения, в нашем распоряжении миллионы тонн топлива, которое позволяет создавать разность температур, необходимую для отопления зданий, для работы мотороз и электростанций.

* I

НЕРАВНОВЕСНОСТЬ НАДО БЕРЕЧЬ

Шумный поток, бегущий с гор, достигает моря и смешивается с его волнами. Рядом точно такой же поток заперт бетонной плотиной, и его воды, перед тем как влиться в море, вращают мощные гидротурбины. Почему один из этих одинаковых потоков дает электроэнергию, а другой нет? Откуда берется «энергия во втором случае или куда она девается в первом?

Энергия никуда не девается, она неуничтожима. Энергия первого шотока не .исчезает, зато в ,нем безвозвратно растрачивается неравновесность, обусловленная разницей в уровнях, «умерщвляется» полезная энергия, которая целиком переходит в тепло из-за трения, сопровождающего бурление, завихрения, рев...

ПО КАКИМ ПУТЯМ ПОИД

Второй поток упорядочен, направлен через турб> Здесь сведены к минимуму потери на трение. Лолзз энергия, полученная на гидростанции, извлечена из к благодаря правильному использованию разницы в урон Поэтому теоретически температура второго потока, ntf тем как он впадает в море, должна быть ниже, чем т ратура первого.

Разность уровней не единственный вид неравновесно' которую можно использовать для получения энергии. J этой цели могут быть использованы также и неравновес сти, создаваемые разными температурами, давлениями, » центрациями.

Всякая неравновесность теряется быстро, а иногда и • ¹ заметно. Энергия же останется неизменной, ведь она неун ¹ тожима.

В топке котла, в центре раскаленного, бушующего фане температура достигает 1500—1800°С, в то время как те« ратура пара на самых лучших станциях всего 600°С! ИН кпд современных котлов достигает 95%, то есть почтив тепло из топки передается воде и пару, экономичность *^J ших паровых установок не превышает 30%. Так поп не равновесности, обусловливаемая неиспользованным пэр?' дом температур в котле в 900—1200°, незаметно обкра^1, зает нас, недодавая десятки миллионов киловатт-часов эг* троэнергии. Даже обычное дровяное отопление выщ' непозволительным расточительством. ;Ведь в помещав нужна температура около 25°С, а при сгорании дров га* чается температура 800—1000°,С. Опять незаметно, та* теряется температурная неравновесность, вынуждающая J зря сжигать тысячи кубометров дроз.

iBot почему в энергетике стремятся приблизить тзмгсР туру пара к температуре в топке настолько, наскольког зволяют это современные материалы.

ВСЕ ДОРОГИ ВЕДУТ К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ ]

Рассказывают, что однажды двум приятелям предлэж* вытащить гвоздь, забитый в стену по самую шляпку. П« некоторых усилий каждый из них справился с э^ой задали Когда же им понадобилось вытащить только наполол забитый гвоздь, приятели пошли разными путями. Один г ко извлек гвоздь клещами. Второй же заколотил его § чала по шляпку, «сведя задачу к предыдущей», и тол_г< после этого с большим трудом начал его вытаскизать. ,

Достоверность этой истории находится под большим ₄ мнением, но современные методы получения электроэнзр сильно на нее похожи. Независимо от источников нера8* весности инженеры всегда стремятся «свести задачу к ц. дыдущей». На тепловых станциях, на которых вырабатывав большая часть электроэнергии, химическая энергия ij лива превращается сначала в тепловую, потом в мэханн-] скую и только после этого в электрическую. Даже hoi! источник энергии — ядерный реактор — и тот «све; к предыдущей задаче». Практически атомная и угола электростанции отличаются друг от друга только «топк: все же остальное остается без изменений.

«Консервативность» энергетиков не случайна, потому такая схема получения электричества, несмотря на всю ск сложность, оказалась... самой простой. 'Ведь в самом оби виде получение электричества сводится к разделению р ноименных электрических зарядов, в изобилии находящк

12