マンホールの爆発は、大都市に住むことによる奇妙で興味深い副作用の 1 つです。通りを歩いていると、突然マンホールの蓋が50フィートの高さまで飛んでいくところを想像してみてください。
知恵袋ブログの今回のエディションでは、これらの爆発の原因と、それを車のエンジンの燃焼室とどのように比較するかを学びます。
地面を揺るがす
鋳鉄製のマンホールの蓋の重さは85 ～ 300 ポンド (35 ～ 136 kg) あり、爆発によりこれらの巨大な円盤は 1 フィートから 50 フィート (0.3 ～ 15 m) の高さまで飛ばされました。このような爆発の本当の問題は（負傷の危険性は別として）その余波で電力が失われることです。
ほとんどの場合、爆発につながるイベントは次のとおりです。
- 地下ケーブルは、経年劣化、腐食性化学薬品、過負荷、ネズミの噛みつきなどにより擦り切れてしまいます。これらのケーブルには13,000 ボルト程度の電力が流れます。
- これらの電線は紙、鉛、ゴムの絶縁体を加熱します。
- 断熱材がくすぶり、発火し、ガスが発生します。
- マンホール内ではガスによる圧力が高まります。
- 電線が稲妻のように弧を描き、ガスに点火して強力な爆発を引き起こします。
マンホール内に溜まったガス圧の量によっては、カバーがひっくり返ったり、数フィートの高さまで飛び出すことがあります。多くの場合、爆発は起こらず、大量の煙や火災が発生するだけです。
一部の電力会社は、固体マンホール カバーをスロット付きマンホール カバーに置き換える作業を進めています。これらの新しいカバーにより、ガスの放出が緩やかになり、爆発の可能性を早期に警告することもできます。
どこでもエネルギー
私たちは、私たちの周囲にどれだけの未利用のエネルギーが存在しているか、あまり気づいていません。これらのマンホールの爆発の背後にある原理は、車のエンジンの仕組みと似ています。建物と同じくらい大きなピストンを備えた都市サイズのエンジンを想像してみてください。この例えでは、マンホールはエンジンの燃焼室であり、電線は点火プラグです。これらの強力なマンホール爆発が十分な頻度で発生すれば、理論的には都市に電力を供給することができます。
レシプロ内燃エンジンの背後には非常に基本的な原理があります。つまり、密閉された狭い空間に少量の高エネルギー燃料 (ガソリンなど) を入れて点火すると、信じられないほどの量のエネルギーが次の形で放出されます。膨張するガス。
これを理解するには、内燃エンジンの基本プロセスを理解する必要があります。エンジンがサイクルを終えると次のようなことが起こります。
- 吸気ストローク– ピストンは上部から始まり、吸気バルブが開き、ピストンが下方に移動して空気とガソリンをシリンダー内に送り込みます。これが機能するには、ガソリンをほんのわずか一滴でも空気中に混ぜるだけで済みます。
- 圧縮ストローク– ピストンが上向きに戻り、この燃料と空気の混合物を圧縮します。圧縮すると爆発がより強力になります。
- 燃焼行程– ピストンが行程の頂点に達すると、点火プラグが火花を放出してガソリンに点火します。シリンダー内のガソリンが爆発し、ピストンが下降します。
- 排気ストローク– ピストンがストロークの底に達すると、排気バルブが開き、排気がシリンダーから出てテールパイプを通って排出されます。
問題のマンホールはすでに膨張するガスで満たされており、火花があればさらに膨張することになる。内燃機関では、爆発によりガスがピストンを押し上げます。マンホールでは、爆発により重いマンホールの蓋が地面から飛び散ります。
爆発するマンホールの上にピストンを配置することができれば、その力を利用してクランクシャフトを回転させることができるかもしれません。爆発のたびに、ピストンを押すのに十分な力が放出されます。そして、クランクシャフトを発電機に接続し、爆発が頻繁に発生した場合、これらの事故のエネルギーを利用して都市全体の住民に電力を供給することができます。
