1. От раннего средневековья до ХХ века
1.1. «Perpetuum mobile»
1.1.1. «Колеса Орфиеруса»
1.2. От водяного колеса до гидротурбины
1.2.1. математик Эйлер и конструкция Сенгера
1.2.2. Фурнейрон и первая гидротурбина
1.2.2.1. при работе турбина использовала реактивный принцип
1.2.2.2. Существенно отличалась от работы водяного колеса
1.2.3. Первая струйная турбина - американский инженер Пельтон
1.2.3.1. 1000 оборотов в минуту
1.3. тепловые двигатели
1.3.1. Архимед - "Архитронито", Леонрдо Да Винчи - эскизы примитивного парового двигателя,
1.3.2. В паровых машинах рабочим телом является водяной пар, в двигателях внутреннего сгорания – газ.
1.3.3. общие свойства
1.3.3.1. периодичность действия
1.3.3.2. цикличность
1.4. паровые двигатели
1.4.1. Модель Папена
1.4.1.1. В 1680 году Папен изобрёл паровой котёл.
1.4.1.2. Папен был первопроходцем в области конструирования ДВС
1.4.2. Паровой насос Сэвери
1.4.2.1. Томасом Сэвери. Насос предназначался для откачки воды из шахт
1.4.2.2. Клапаны обеспечивали работу насоса
1.4.3. Паровая машина Ньюкомена
1.4.3.1. создана в 1711 году английским изобретателем – кузнечным мастером Томасом Ньюкоменом
1.4.4. Паровая машина Ползунова
1.4.4.1. построена за 20 лет до создания Уаттом
1.4.4.2. Ползунова машина проработала 43 суток,после смерти ее создателя, не только окупила сама себя, но и принесла большую экономию заводу
1.4.4.3. помощью механизмов машина работала самостоятельно, требовалось лишь подбрасывать топливо в топку котла
1.4.5. Паровая машина Уатта
1.4.5.1. Двигатель Уатта оказался не только универсальным, но и мощным и компактным, что позволяло его ставить не только на заводы, но и на средства передвижения.
1.4.5.2. переход от ручного производства к машинному.
1.4.6. Паровая турбина
1.4.6.1. Карл – Густав – Патрик де Лаваль
1.4.6.1.1. Основной ошибкой Лаваля было применение только одной ступени, что и вызывало недостатки
1.4.6.2. инженер Огюст Рато
1.4.6.2.1. Главным новшеством было то, что Рато заставил пар расширятся постепенно, для чего в перегородках между колёсами турбины были проделаны сопла
1.4.6.3. Чарльз Кертис
1.4.6.3.1. недостаток – низкий КПД
1.4.6.4. Чарльз Парсон
1.4.6.4.1. промышленная турбина реактивного типа
1.4.6.5. Двигатели внутреннего сгорания
1.4.6.5.1. Филиппом Лебоном
1.4.6.5.2. Август Отто
1.4.6.5.3. Дуглас Клерк
1.4.6.5.4. Цикл Карно
1.4.6.5.5. «Идеальный двигатель» Рудольфа Дизелеля
1.4.6.5.6. Газовая турбина
1.4.6.5.7. Реактивные двигатели
1.5. Электричество
1.5.1. Электрогенератор
1.5.1.1. Первый генератор электрического тока изобрёл сам открыватель закона электромагнитной индукции – Майкл Фарадей
1.5.1.2. Генератор электрического тока был создан и изобретателем электродвигателя – Б.С. Якоби
1.5.1.3. Грамм
1.5.1.3.1. изобретатель Сименс
1.5.1.3.2. Генератор переменного тока
1.5.2. Электродвигатель
1.5.2.1. Электродвигатели имеют в общих чертах то же устройство, что и генераторы, но основаны на обратном принципе действия
1.5.2.2. К электродвигателям переменного тока относят
1.5.2.2.1. синхронные
1.5.2.2.2. асинхронные
1.5.2.3. К электродвигателям постоянного тока относят
1.5.2.3.1. сериесные
1.5.2.3.2. шунтовые
1.5.3. Химические источники тока
1.5.3.1. Химическую энергию можно преобразовать в электрическую
1.5.3.1.1. При использовании различных металлов возникает разная ЭДС
1.5.4. акумулятор
1.5.4.1. В аккумуляторах накопление электрической энергии происходит за счёт её превращения в химическую. В отличие от гальванических элементов, которые сразу готовы к работе, аккумулятор нужно зарядить
1.5.4.2. виды
1.5.4.2.1. ксилотные
1.5.4.2.2. щелочные
2. источники энергии древнего мира
2.1. добыча огня
2.1.1. от удара молнии
2.1.2. силой трения
2.1.3. с помощью искры
2.2. Применение энергии волокон, дерева, сухожилий
2.2.1. изобретение лука
2.2.1.1. обычного построения
2.2.2. метательные машины
2.2.2.1. метавшие снаряды по навесной траектории
2.2.2.2. для метания стрел «прямой наводкой»
2.2.2.2.1. катапульты
2.2.2.2.2. камнеметы
2.2.2.2.3. пороховые снаряды
2.3. водяное колесо
2.3.1. верхнебойные
2.3.1.1. сложное
2.3.1.2. меньшая мощьность
2.3.2. нижнебойные
2.3.2.1. простое
2.3.2.2. имеет большую мощьность
2.4. паровая турбина Герона
2.4.1. работа основана на принципе реактивного движения: пар из котла поступал по трубке в шар, укреплённый на горизонтальной оси; вытекая затем из коленчато-изогнутых трубок, пар толкал эти трубки в обратном направлении, и шар начинал вращаться
2.4.2. в наше время по такому принципу работают устройства реактивных двигателей
2.5. энергия химических соединений
2.5.1. Марк Грек «Книга огней для сжигания врагов"
2.5.2. порох открыт Сунь Сымяо, описано в тракте "Дань Дзинь"
2.5.2.1. разрывные снаряды «Огненный ястреб», «Чёрный дракон"
2.5.2.1.1. появления пороха в Европе сделало переворот и поменяло феодальный строй
2.5.2.2. реакции происходящии при горении пороха
2.5.2.2.1. Менделеев предложил усовершенствование изготовления пороха
3. ХХ век
3.1. Атомная энергия
3.1.1. реакция деления U – 235
3.1.2. реакция размножения ядерного топлива
3.1.3. Графитовый реактор
3.1.3.1. Основой реактора является алюминиевая рама с большим количеством трубок, в которые вставляются ТВЭЛы – тепловыделяющие элементы, представляющие собой трубку из циркониевого сплава
3.1.4. Гомогенный реактор
3.1.4.1. Основой реактора служит сфера из нержавеющей стали диаметром около 30 сантиметров, что приближает активную зону к размерам атомной бомбы. Но начало неуправляемой цепной реакции предотвращает механизм саморегулирования
3.1.5. Реактор на тяжёлой воде
3.1.5.1. Основа реактора – алюминиевый бак с трубками для ввода (и извлечения) управляющих стержней и ТВЭЛов. Роль замедлителя и теплоносителя играет так называемая тяжёлая вода.
3.1.6. Атомный реактор
3.1.6.1. Первый реактор – реактор Ферми
3.1.7. Реактор на быстрых нейтронах
3.1.7.1. С внедрением этого реактора в широкое производство электроэнергии человечество будет обеспечено энергией на много столетий вперёд.
3.2. Энергия термоядерного синтеза.
3.2.1. Энергия, выделяющаяся при термоядерной реакции, пропорциональна разности энергии связи синтезированного вещества (в случае с дейтерием и тритием это гелий) и энергии связи исходных веществ (дейтерия и трития). Коэффициент пропорциональности равен скорости света в квадрате.
3.2.2. Установки управляемого термоядерного синтеза
3.2.2.1. ТОКАМАК представляет собой трансформатор, первичная обмотка которого не имеет каких – либо существенных особенностей, вторичной «обмоткой» является шнур ионизированной смеси дейтерия и трития
3.2.3. Мюонный катализ
3.2.3.1. Мю-мезон, неся заряд, равный заряду электрона, тяжелее его более чем в 250 раз, из-за чего мезонная молекула имеет меньший диаметр, вследствие чего возможно сближение ядер мезонной и обычной молекул до расстояний, когда начинают действовать силы притяжения
3.2.4. МГД – генератор
3.2.4.1. Магнитогидродинамический эффект позволяет сконструировать генератор электрического тока без движущихся частей. Любой газ при высокой температуре ионизирован, т.е. электроны его атомов способны двигаться независимо от ядер и таким образом служить носителями электрического тока.
3.2.4.2. генератор обладает тем незаменимым преимуществом, что в нём не используются вращающиеся детали, следовательно, отсутствуют потери на трение