Р. Байтасов - Основы энергосбережения. Конспект лекций

Вопросами эффективного использования энергии при её производстве, преобразовании, транспортировке, распределении и потреблении занимается новое направление энергетики – энергосбережение. В образовательные стандарты всех специальностей ВУЗов включён курс «Основы энергосбережения», который является базовой дисциплиной для последующего изучения специальных, в том числе и экономических вопросов эффективного использования энергетических ресурсов в конкретных отраслях народного хозяйства и призван способствовать привитию энергосберегающего образа мышления людям.

Цель дисциплины: формирование у специалистов правильного подхода к постановке и решению проблем эффективного использования ТЭР на основе мирового опыта и государственной политики в области энергосбережения.

Задачи дисциплины – формирование у студентов основных знаний и представлений по следующим направлениям:

– традиционные источники, способы производства, преобразования и потребления энергии;

– важнейшие энергосберегающие технологии на основе использования вторичных и возобновляемых источников энергии;

– основные принципы оценки энергетической эффективности технологий и энергетического менеджмента.

Энергия(греч. – действие, деятельность) – общая количественная мера различных форм движения материи, или Энергияявляется мерой способности объекта совершать работу.

Энергию делят на следующие виды:

Механическая энергия – проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц.

К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах – транспортных и технологических.

Тепловая энергия – энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ.

Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопления, проведения технологических процессов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.д.).

Электрическая энергия – энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока).

Электрическая энергия применяется для получения механической энергии с помощью электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: для проведения электрохимических реакций; получения тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной обработки материалов (электроэрозионная обработка).

Химическая энергия – это энергия, «запасённая» в атомах веществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами.

Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах.

Магнитная энергия – энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом энергии, но «отдающих» её весьма неохотно. Однако электрический ток создаёт вокруг себя протяжённые, сильные магнитные поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной энергии.

Электрическая и магнитная энергия тесно взаимосвязаны друг с другом, каждая из них может рассматриваться как «оборотная» сторона другой.

Электромагнитная энергия – это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.

Таким образом, электромагнитная энергия – это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

Ядерная энергия – энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоактивных веществ. Она высвобождается при делении тяжёлых ядер (ядерная реакция) или синтезе лёгких ядер (термоядерная реакция).

Гравитационная энергия – энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, это, например, энергия, «запасённая» телом, поднятым на определённую высоту над поверхностью Земли – энергия силы тяжести.