Un progres global

Motorul cu abur este un motor termic cu ardere externă, care transformă energia termică a aburului în lucru mecanic. Aburul sub presiune este produs într-un generator de abur prin fierbere şi se destinde într-un agregat cu cilindri, în care expansiunea aburului produce lucru mecanic prin deplasarea liniară a unui piston, mişcare care de cele mai multe ori este transformată în mişcare de rotaţie cu ajutorul unui mecanism bielă-manivelă. Căldura necesară producerii aburului se obţine din arderea unui combustibil sau prin fisiune nucleară.
Motoarele cu abur au dominat industria şi mijloacele de transport din timpul Revoluţiei industriale până în prima parte a secolului al XX-lea, fiind utilizate la acţionarea locomotivelor, vapoarelor, pompelor, generatoarelor electrice, maşinilor din fabrici, utilajelor pentru construcţii (excavatoare) şi a altor utilaje. A fost înlocuit în majoritatea acestor aplicaţii de motorul cu ardere internă şi de cel electric.



Motorul diesel este un motor cu ardere internă în care combustibilul se aprinde datorită temperaturii ridicate create de comprimarea aerului necesar arderii, şi nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, aşa cum ar fi bujia în cazul motorului cu aprindere prin scânteie.Numele motorului a fost dat după inginerul german Rudolf Diesel la sugestia soţiei sale, Martha Diesel, care în 1895 îl sfătuieşte cu: Nenn ihn doch einfach Dieselmotor! („numeşte-l pur şi simplu motor Diesel!”),^[1] uşurînd astfel lui Diesel căutarea după denumirea motorului, pe care l-a inventat în 1892 şi l-a patentat pe 23 februarie 1893. Intenţia lui Diesel a fost ca motorul său să utilizeze o gamă largă de combustibili, inclusiv praful de cărbune. Diesel şi-a prezentat invenţia funcţionând în 1900 la Expoziţia Universală (World's Fair) având drept combustibil ulei de alune (vezi biodiesel).Un motor electric (sau electromotor) este un dispozitiv electromecanic ce transformă energia electrică în energie mecanică. Transformarea în sens invers, a energiei mecanice în energie electrică, este realizată de un generator electric. Nu există diferenţe de principiu semnificative între cele două tipuri de maşini electrice, acelaşi dispozitiv putând îndeplini ambele roluri în situaţii diferite.Majoritatea motoarelor electrice funcţionează pe baza forţelor electromagnetice ce acţionează asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat în câmp magnetic. Există însă şi motoare electrostatice construite pe baza forţei Coulomb şi motoare piezoelectrice.Majoritatea motoarelor electrice funcţionează pe baza forţelor electromagnetice ce acţionează asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat în câmp magnetic. Există însă şi motoare electrostatice construite pe baza forţei Coulomb şi motoare piezoelectrice.


 Un motor cu reacţie este un motor care eliberează un jet rapid de fluide pentru a genera contrapresiune în conformitate cu a treia lege a mişcării a lui Newton. Această definiţie largă include turboreactoare, turbopropulsoare, turboventilatoare, pulsoreactoare, statoreactoare şi motoare rachetă, dar de obicei se referă la o turbină cu gaze folosită pentru a produce un jet de gaze de mare viteză în scopul propulsiei.





Energia nucleara a debutat cu desoperirea radiatiilor ionizate, care au constituit doar o curiozitate de laborator, cunoscuta numai catorva initiati. Descoperirea radioactivitatii artificiale si apoi aceea a fisiunii uraniului, in deceniul al patrulea al acestui secol, au dat un puternic imbold cercetarilor de fizica nucleara. Pentru marele public, energia nucleara a iesit insa din anonimat abia dupa aruncarea celor doua bombe nucleare in 1945 asupra Japoniei. Aceasta sursa de energie – energia nucleara – a fost adusa la cunostinta omenirii prin forta distructiva si va fi multa vreme privita cu teama si suspiciune, intampinand destule obstacole in drumul dezvoltarii ei in scopuri pasnice. De aceea se impune familiarizarea maselor largi cu problema nucleara, atat cu partile bune, cat si cu pericolele poluarii radioactive, astfel incat deciziile sa fie luate cunoscandu-se toate datele problemei!

Energia nucleara

Energia nucleara se bazeaza pe reactii nucleare.

Reactiile nucleare – sunt transformarile suferite de nucleele atomilor unor substante, cand sunt bombardate cu particule alfa, beta si neutroni.
a) daca energia de reactie Q mai mica decat 0, avem reactii endoenergetice, care se petrec numai cu absorbtia unei parti din energia cinetica a particulelor incidente.
b) daca energia de reactie Q mai mare decat 0, avem reactii exoenergetice, in care se elibereaza energie nucleara sub forma de energie cinetica, se mai numesc si reactii exoterme, deoarece se elibereaza energie si sub forma de caldura.

Intr-o reactie nucleara numarul de nucleoni care intra in reactie, este egal cu numarul de nucleoni rezultati din reactie. In 1934 Enrico Fermi a studiat reactii pe nuclee grele, la bombardarea acestora cu neutroni. In experientele lor Joliot Curie si Savitch, stimulati de Fermi au gasit printre produsii derivati un element beta- activ, pe care l-au luat drept un izotop al radiului. Otto Hahn si F. Strassman au incercat sa identifice acest izotop, gasind spre surprinderea lor ca activitatea Beta- trebuie sa apartina unui izotop de bariu si nu se lasa identificat ca radiu. in publicatia lor (ianuarie 1939) Hahn si Strassman trageau de aici concluzia, ca la bombardarea cu neutroni lenti nucleul de uraniu se scinda in doua fragmente, aproximativ egale ca marime, eliberandu-se in acest proces caldura si neutroni.
Termenul de energie nucleara este folosit in doua contexte:
– la nivel microscopic, energia nucleara este energia asociata fortelor de coeziune a nucleonilor data de interactiunea tare a protonilor si neutronilor din nucleele atomice.
– la nivel macroscopic prin energie nucleara se intelege energia eliberata prin reactiile de fuziune nucleara din stele si din bombele cu hidrogen, respectiv cea eliberata prin fisiune nucleara in bombele atomice si in aplicatiile civile (centrale nucleare).
De-a lungul erei nucleare, energia nucleara a fost folosita in diverse scopuri, mai mult sau mai putin constructive, iar unele dintre acestea au dat nastere la anumite incidente.

Turbină cu gaze

Schema funcţionării unei turbine cu gaze cu compresor axial.

O turbină cu gaze este o turbină termică, care utilizează căderea de entalpie a unui gaz sau a unui amestec de gaze pentru a produce prin intermediul unor palete care se rotesc în jurul unui ax o cantitate de energie mecanică disponibilă la cupla turbinei.^[1][2] Turbina cu gaze mai este cunoscută şi sub denumirea de instalaţie de turbină cu gaze (ITG).
Din punct de vedere termodinamic o turbină cu gaze funcţionează destul de asemănător cu motorul unui automobil. Aerul din atmosferă este admis într-un compresor cu palete, unde este comprimat, urmează introducerea unui combustibil, aprinderea şi arderea lui într-o cameră de ardere. Gazele de ardere se destind într-o turbină, care extrage din ele lucrul mecanic, iar apoi sunt evacuate în atmosferă. Procesul este continuu, iar piesele execută doar mişcări de rotaţie, ceea ce pentru o putere dată conduce la o masă totală a instalaţiei mai mică. Ca urmare, turbinele cu gaze s-au dezvoltat în special ca motoare de aviaţie, însă îşi găsesc aplicaţii în multe alte domenii, unul dintre cele mai moderne fiind termocentralele cu cicluri combinate abur-gaz.

 

Istoric

Dezvoltarea turbinelor cu gaze este de dată mult mai recentă decât a turbinelor în general, şi de dată mai recentă decât a turbinelor cu abur.
În 1791 englezul John Barber a brevetat prima adevărată turbină cu gaze, turbină care avea principalele elemente din turbinele cu gaze moderne.^[3] În 1872 Dr. F. Stolger din Germania a construit prima turbină cu gaze, care însă n-a funcţionat niciodată independent.^[3]
În 1903 norvegianul Ægidius Elling a construit prima turbină cu gaze funcţională, care a produs lucru mecanic, eveniment important, luând în considerare lipsa de cunoştinţe de aerodinamică a vremii. Turbina sa a reuşit să producă o putere de 11 cai putere, foarte mult pentru zilele respective. Din turbina sa s-a inspirat Frank Whittle.
În 1914 Charles Curtis a realizat prima aplicaţie practică a unei turbine cu gaze.
În 1918 General Electric, unul din cei mai mari producători, inclusiv din zilele noastre, îşi începe producţia de turbine cu gaze.

Turboreactor RD-500, clonă a Rolls-Royce Nene, fabricat în URSS.

În 1930 englezul Frank Whittle brevetează proiectul unei turbine cu gaze pentru propulsia avioanelor (motor cu reacţie).^[4][5] Realizarea practică a acestui proiect s-a făcut însă abia în anul 1937. Compresorul acestui motor era de tip centrifugal, şi pe baza lui s-a dezvoltat motorul Rolls-Royce Welland, care a echipat avionul Gloster Meteor.
În 1936 Hans von Ohain şi Max Hahn dezvoltă în Germania un motor cu reacţie bazat pe un brevet propriu.^[5][6] Compresorul acestui motor era de tip axial, şi pe baza lui s-a dezvoltat motorul Junkers Jumo 004 care a echipat avionul

F-1 (motor de rachetă)

F-1 este un motor de rachetă dezvoltat de Rocketdyne şi utilizat la racheta Saturn V. Cinci motoare F-1 au fost folosite în prima etapă S-IC la fiecare rachetă Saturn V, rachetă care a servit ca vehiculul de lansare principal în cadrul programului Apollo. F-1 este în continuare cel mai puternic motor unicameral de rachetă cu combustibil lichid^[1]. RD-170 are tracţiune mai uşoară, folosind un grup de patru camere de ardere mai mici şi duze^[2].