Тепловые двигатели

Тепловые двигатели и их применение Условия, необходимые для работы тепловых двигателей. Простейшей машиной, при помощи которой люди давно использовали энергию излучения Солнца для получения работы, являются ветряные мельницы (ветряные двигатели). Вращение крыльев двигателя, приводящее в движение вал, совершающий какую-либо работу, возникает под действием ветра. Для возникновения ветра необходима разность давлений, а эта последняя возникает вследствие различия в температуре различных частей атмосферы. Ветер есть не что иное, как конвекционное движение атмосферы, обусловленное неравномерным нагреванием ее. Таким образом, энергия, доставляемая Солнцем, может быть использована для получения работы в ветряном двигателе только при условии, что имеется разность температур отдельных частей атмосферы, создаваемая поглощением лучистой энергии Солнца и частичным испусканием ее в мировое пространство. Установлено, что непрерывное или периодически повторяющееся получение работы за счет охлаждения тел может иметь место лишь в том случае, если совершающая работу машина не только получает теплоту от какого-либо тела (это тело называют нагревателем), но вместе с тем отдает часть теплоты другому телу (холодильнику). Итак, на совершение работы идет не вся теплота, полученная от нагревателя, а только ее часть, остальная же теплота отдается холодильнику. Машины, производящие механическую работу в результате обмена теплотой с окружающими телами, называются тепловыми двигателями. В большинстве таких машин нагревание получается при сгорании топлива, благодаря чему нагреватель получает достаточно высокую температуру. В этих случаях работа совершается за счет использования внутренней энергии смеси топлива с кислородом воздуха. Кроме того, существуют машины, в которых нагревание производится Солнцем, а также проекты машин, использующих разности температур морской воды. Однако пока ни те, ни другие не имеют заметного практического значения. В настоящее время эксплуатируются также тепловые машины, использующие теплоту, выделяющуюся в реакторе, где происходит расщепление и преобразование атомных ядер. Паросиловая станция. Раньше всего (в конце XVIII века) были созданы паровые поршневые двигатели (паровые машины). Спустя примерно 100 лет появились паровые турбины. Как показывает название, работа этих двигателей производится посредством пара. В огромном большинстве случаев — это водяной пар, но возможны машины, работающие с парами других веществ (например, ртути). Паровые турбины ставятся на мощных электрических станциях и на больших кораблях. Поршневые двигатели в настоящее время находят применение только в железнодорожном и водном транспорте (паровозы и пароходы). Для работы парового двигателя необходим ряд вспомогательных машин и устройств. Все это хозяйство вместе носит название паросиловой станции. На паросиловой станции все время циркулирует одна и та же вода. Схема оборудования паросиловой станции Она превращается в пар в котле, пар производит работу в турбине (или в поршневой машине) и снова превращается в воду в барабане, охлаждаемом проточной водой (конденсатор).

Поршень представляет собой полый, с одной стороны закрытый цилиндр 1, опоясанный пружинящими кольцами 2, вложенными в канавки на поршне (поршневые кольца). Назначение поршневых колец — не пропускать газы, образующиеся при сгорании топлива, в промежуток между поршнем и стенками цилиндра (показаны штриховой линией). Поршень снабжен металлическим стержнем 3 («пальцем»), служащим для соединения поршня с шатуном 4. Шатун в свою очередь служит для передачи движения от поршня коленчатому валу 5. Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами, закрытыми клапанами. Через один из каналов — впускной подается горючая смесь, через другой — выпускной выбрасываются продукты сгорания. Клапаны имеют вид тарелок, прижимаемых к отверстиям пружинами. Клапаны открываются при помощи кулачков, помещенных на кулачковом валу; при вращении вала кулачки поднимают клапаны посредством стальных стержней (толкателей). Кроме клапанов, в верхней части цилиндра помещается так называемая свеча. Это — приспособление для зажигания смеси посредством электрической искры, получаемой от установленных на двигателе электрических приборов (магнето или бобины). Весьма важной частью бензинового двигателя является прибор для получения горючей смеси — карбюратор. Его устройство схематически показано на рисунке. Если в цилиндре открыт только впускной клапан и поршень движется к коленчатому валу, то сквозь отверстие 1 засасывается воздух. Воздух проходит мимо трубочки 2, соединенной с поплавковой камерой 3. В камере 3 находится бензин, подцеживаемый при помощи поплавка 4 на таком уровне, что в трубочке 1 он как раз доходит до конца ее. Это достигается тем, что поплавок, поднимаясь при натекании бензина в камеру, запирает отверстие 5 особой запорной иглой 6 и тем прекращает подачу бензина, если уровень его повысится. Воздух, проходя с большой скоростью мимо конца трубочки 2, засасывает бензин и распыляет его (пульверизатор, § 182). Таким образом получается горючая смесь (пары бензина и воздух), приток которой в цилиндр регулируется дроссельной заслонкой 7. Работа двигателя состоит из четырех тактов. Четыре такта работы двигателя внутреннего сгорания I такт — всасывание. Открывается впускной клапан /, и поршень 2, двигаясь вниз, засасывает в цилиндр горючую смесь из карбюратора. II такт — сжатие. Впускной клапан закрывается, и поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь. Смесь при сжатии нагревается. III такт — сгорание. Когда поршень достигает верхнего положения (при быстром ходе двигателя несколько раньше), смесь поджигается электрической искрой, даваемой свечой. Сила давления газов — раскаленных продуктов сгорания горючей смеси — толкает поршень вниз. Движение поршня передается коленчатому валу, и этим производится полезная работа. Производя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются и давление их падает. К концу рабочего хода давление в цилиндре падает почти до атмосферного. IV такт — выпуск (выхлоп). Открывается выпускной клапан 3, и отработанные продукты горения выбрасываются сквозь глушитель в атмосферу. Из четырех тактов двигателя (т. е. за два оборота коленчатого вала) только один, третий, является рабочим.

В конденсаторе пары должны превратиться в воду. Но пар конденсируется в воду только в том случае, если отводится выделяющаяся при конденсации теплота испарения. Это делают при помощи холодной воды. Например, конденсатор может быть устроен в виде барабана, внутри которого расположены трубы с проточной холодной водой. Схема поверхностного конденсатора Отработанный пар проходит мимо труб, по которым протекает холодная вода. Пар конденсируется. Получившийся конденсат отсасывается от конденсатора по трубе, показанной снизу. В конденсаторах давление пара обычно значительно ниже атмосферного (0,02—0,03 атм). Воду, получившуюся из пара (конденсат), и воздух, проникший вместе с ней, откачивают из конденсатора особым насосом. Коэффициент полезного действия теплового двигателя. Назначение теплового двигателя — производить механическую работу. Но только часть теплоты, полученной двигателем, затрачивается на совершение работы. Отношение механической работы, совершаемой двигателем, к израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия двигателя (к. п. д.). Рассмотрим вопрос об учете энергии, расходуемой в двигателе. Обычно это энергия смеси: топливо — кислород воздуха. Ее легко оценить, если известны количество топлива и его удельная теплота сгорания, т. е. количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива. Удельную теплоту сгорания различных сортов топлива определяют, сжигая небольшую порцию топлива в закрытом сосуде, помещенном в калориметр. Удельная теплота сгорания некоторых сортов топлива приведена в табл. 25 (цифры округлены). Удельная теплота сгорания некоторых сортов топлива Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг Керосин 44 Бензин 46 Уголь каменный 30 -бурый 20 Дерево 10 Рассмотрим пример. Пусть в двигателе сожжено 3 кг бензина. Выделившаяся при этом энергия равна 46 МДж/кг х З кг=138 МДж. Если при израсходовании 3 кг бензина двигатель произвел работу 29 МДж, то его к. п. д.= 29 : 138 = 0,21, т. е. равен 21 %. Коэффициент полезного действия паросиловой станции. Энергетический баланс паросиловой станции с турбиной показан на рисунке. Он является примерным; к. п. д. паросиловой станции может быть и больше (до 27 %). Потери энергии, которые имеют место при работе паросиловой станции, можно разделить на две части. Часть потерь обусловлена несовершенством конструкции и может быть уменьшена без изменения температуры в котле и в конденсаторе. Например, устроив более совершенную тепловую изоляцию котла, можно уменьшить потери теплоты в котельной. Вторая, значительно большая часть — потеря теплоты, переданной воде, охлаждающей конденсатор, оказывается при заданных температурах в котле и в конденсаторе совершенно неизбежной. Как было отмечено ранее, условием работы теплового двигателя является не только получение некоторого количества теплоты от нагревателя, но и передача части этой теплоты холодильнику. Примерный энергетический баланс паросиловой станции с турбиной Большой научный и технический опыт по устройству тепловых двигателей и глубокие теоретические исследования, касающиеся условий работы тепловых двигателей, установили, что к. п. д. теплового двигателя зависит от разности температур нагревателя и холодильника.

Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

Сенатор (с 1775), автор многих политических проектов и постановлений. ТЕПЛОВАЯ МАШИНА - машина (тепловой двигатель, тепловой насос и др.), в которой осуществляется преобразование теплоты в работу или работы в теплоту. В основе действия тепловой машины лежит круговой процесс (цикл термодинамический), совершаемый рабочим телом (газом, водяным паром и др.). Если при осуществлении цикла на одних его участках теплота подводится к рабочему телу, а на других отводится (при более низкой температуре), то рабочее тело совершает работу, равную (для идеальной тепловой машины) разности количеств подведенной и отведенной теплоты. ТЕПЛОВАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ТПЭС) - тепловая электростанция, на которой для привода электрического генератора используется паровая турбина. Подразделяются на конденсационные электростанции (вырабатывающие только электроэнергию) и теплоэлектроцентрали (вырабатывающие, помимо электрической энергии, и тепловую). Наиболее распространенный вид тепловых электростанций. ТЕПЛОВАЯ СЕТЬ - система трубопроводов (теплопроводов) централизованного теплоснабжения, по которым теплоноситель (горячая вода или пар) переносит тепло от источника к потребителям и возвращается обратно к источнику ... »

Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин

РЕФЕРАТ ПО ТЕМЕ: Реактивные Двигатели и Основы Работы Тепловой Машины. НАПИСАЛ: Лукин А.В. ПРОВЕРИЛА: Шелкунова Т.В. г.НОВОКУЗНЕЦК -1- Знание закона сохранения импульса во многих случаях даёт возможность выполнить расчёты результата взаимодействия тел, когда значения действующих сил неизвестны. Тепловой машиной называется устройство, которое преобразует энергию теплового движения в механическую энергию. Существуют два типа тепловых машин: нециклические тепловые машины и циклические тепловые машины. Рассмотрим принцип действия машин второго типа. В основе теоретического обоснования тепловых машин лежит второй закон термодинамики, который утверждает: невозможно создать циклически работающий тепловой двигатель, единственным результатом действия которого получения от источника количества теплоты и превращение его полностью в механическую энергию. Чтобы тепловая машина могла циклически работать, она обязательно должна включать: -Нагреватель. -Холодильник. -Рабочее тело. Принцип работы такой машины состоит в следующем: рабочее тело, находясь в контакте с негревателем, получает от него в результате теплообмена количество теплоты Q1, нагреваясь до температуры 1. открыть »

Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

Входит в Международную конфедерацию свободных профсоюзов (МКСП). 400 тыс. членов (1994). ФОРСЕТИ - в скандинавской мифологии бог, сын Бальдра, который разрешает споры и возвращает согласие спорящим. ФОРСИРОВАНИЕ - в технике - кратковременное повышение мощности теплового двигателя (напр., реактивного двигателя) сверх номинальной за счет повышения интенсивности теплового процесса (напр., увеличение расхода горючей смеси). ФОРСИРОВАНИЕ (нем. forcieren - усиливать - от франц. force - сила), ускорение темпа, усиление напряженности в какой-либо деятельности. ФОРС-МАЖОР - см. Непреодолимая сила. ФОРСМАН (Forssmann) Вернер (1904-79) - немецкий хирург и уролог, один из авторов метода катетеризации сердца. Нобелевская премия (1956, совместно с А. Курнаном и Д. Ричардсом). ФОРСТЕН Георгий Васильевич (1857-1910) - российский историк, один из основоположников изучения истории скандинавских стран в России. Главный труд - по балтийскому вопросу в 15-17 вв. ФОРСТЕР (Vorster) Балтазар (1915-83) - в 1933-78 премьер-министр, в 1978-79 президент ЮАР ... »

Реактивный двигатель

РЕФЕРАТ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬВыполнил: Мельников Семен. Физическая основа теплового двигателя Совершение механической работы в современных машинах и механизмах в основном происходит за счет внутренней энергии веществ. Тепловой двигатель – устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию Невозможно представить себе современную цивилизацию без тепловых двигателей. Механическая работа в двигателе совершается при расширении рабочего вещества, перемещающего поршень в цилиндре. Для цикличной, непрерывной работы двигателя необходимо возвращения поршня в его первоначальное положение, т.е. сжатие рабочего вещества. Легко сжимаемым веществом является вещество в газообразном состоянии, поэтому в качестве рабочего вещества в тепловых двигателях используется газ или пар. Работы теплового двигателя состоит из периодически повторяющихся процессов расширения и сжатия газа. Сжатие газа не может быть самопроизвольным, оно происходит только под действием внешней силы, например за счет энергии, запасенной маховиком двигателя при расширении газа. открыть »

Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

Пример: Карно цикл идеальной тепловой машины. В т. н. прямом цикле термодинамическом часть теплоты, сообщаемой рабочему телу, преобразуется в полезную работу, а в обратном цикле термодинамическом за счет затраты работы осуществляется передача теплоты от тел менее нагретых к более нагретым. Прямые циклы термодинамические происходят, напр., в тепловых двигателях, обратные - в холодильных машинах. ЦИКЛ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ - постоянно повторяющиеся колебания экономической активности. Рост общественного производства осуществляется нелинейно и сопровождается периодическим падением. Возможные фазы цикла экономического: кризис, депрессия (стагнация), оживление, подъем. Регулирование экономических процессов позволяет сокращать отдельные фазы цикла, в той или иной мере сглаживать отрицательные явления. Точка максимума каждого последующего подъема оказывается выше предыдущей. ЦИКЛАМЕН (дряква - альпийская фиалка), род многолетних трав семейства первоцветных. Около 15 видов, в Средиземноморье и Передней Азии. Цикламены используют в комнатной культуре, изредка выращивают в открытом грунте. Ядовиты ... »

Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД)

Эти двигатели пока находятся в стадии теоретических разработок и опытных исследований. Большинство практически применяемых в настоящее время РД использую? химическую энергию, носителем которой является топливо. Топливо может быть одно-, двух- .и. многокомпонентным. Чаще всего используют двухкомпонентное топливо, состоящее из горючего и окислителя. Источником энергии в этом случае является реакция горения (экзотермическая, идущая с выделением тепла). Экзотермической реакцией может быть также реакция разложения некоторых веществ, или ассоциация (рекомбинация) атомов и радикалов. Химическая энергия топлива преобразуется в камере сгорания (КС) в тепловую энергию продуктов реакции (продуктов сгорания). Затем тепловая энергия в сопле переходит в кинетическую энергию вытекающих продуктов сгорания (ПС), в результате чего образуется реактивная сила (тяга). Химические РД (в зависимости от агрегатного состояния топлива до его использования в двигателе) можно разделить на следующие основные группы: жидкостные ракетные двигатели (ЖРД); ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ); гибридные (комбинированные) ракетные двигатели (ГРД), использующие топливо смешанного агрегатного состояния. открыть »

Двигатели внутреннего сгорания

Несколько позже был создан Уральский автомобильный завод. За годы послевоенных пятилеток вступили в строй Кутаисский, Кременчугский, Ульяновский, Минский автомобильные заводы. Начиная с конца 60-х гг., развитие автомобилестроения характеризуется особо быстрыми темпами. В 1971 г. вступил в строй Волжский автомобильный завод им. 50-летия СССР. За последние годы заводами автомобильной промышленности освоены многие образцы модернизированной и новой автомобильной техники, в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности. Двигатели внутреннего сгорания В настоящее время существует большое количество устройств, использующих тепловое расширение газов. К таким устройствам относится карбюраторный двигатель, дизели, турбореактивные двигатели и т.д. Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы: 1. Двигатели с внешним сгоранием - паровые машины, паровые турбины, двигатели Стирлинга и т.д. 2. Двигатели внутреннего сгорания. В качестве энергетических установок автомобилей наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращением ее в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах. открыть »

Двигатели Стирлинга. Области применения

Даже при использовании природных топлив присущей этим двигателям устойчивый процесс горения позволяет значительно понизить уровень концентрации токсичных веществ, выбрасываемых в атмосферу, по сравнению с уровнями концентрации таких веществ, выбрасываемых другими двигателями, при условии, что предусмотрены специальные меры для снижения температуры ниже порога образования окислов азота. Автомобильный двигатель Стирлинга является в настоящее время единственной энергосиловой установкой, удовлетворяющей жестким стандартным по допустимым уровням содержания токсичных веществ в автомобильных выбросах. 10. Доля энергии цикла, которая отводится через холодильник, в двигателе Стирлинга на 60-250% выше, чем в обычных поршневых двигателях. Чтобы справиться с такой тепловой нагрузкой, необходимы радиаторы больших размеров. В тех случаях, когда установка предназначена для использования всех видов вырабатываемой энергии, это может дать двигателю Стирлинга дополнительные преимущества. 11. Энергосиловая установка автомобиля с двигателем Стирлинга имеет большие перспективы с точки зрения устранения выбросов, загрязняющих окружающую среду, уменьшения расхода топлива и соответственно снижения затрат на эксплуатацию. 5. Очерк развития двигателей Стирлинга Роберт Стирлинг постоянно совершенствовал свой двигатель, работающий на подогретом воздухе. К 1908г. двигатель Стирлинга был уже настолько усовершенствован, что по обе стороны Атлантического океана широко использовались регенератор и принцип двойного действия в нем. открыть »

Тепло. Термины и определения

При низких темп-рах излучаются в осн. инфракрасные лучи, при более высоких темп-рах появляется видимое свечение. Тепловой двигатель преобразует тепловую энергию в механич. Классифицируется по различным признакам: поршневые, лопаточные; паровые, газовые; внутр. или внеш. сгорания и др. Тепловой насос теппоэнергетич. установка, в к-рой с помощью компрессора и низкокипящей жидкости подогревается теплоноситель в системе отопления. В осн. состоит из конденсатора высокого давления, испарителя низкого давления, компрессора и дроссельного вентиля. Испарение низкокипящей жидкости при низком давлении ведется за счет тепла водоема невысокой темп-ры; далее пар сжимается в компрессоре и конденсируется в конденсаторе высокого давления, охлаждаемом теплоносителем системы отопления. Проходя через дроссельный вентиль, жидкость снижает свое давление и поступает в испаритель, после чего цикл повторяется. Тепловые циклы круговые процессы, при к-рых рабочее тело (пар, газ) теплового двигателя, претерпев ряд изменений в полостях этого двигателя, возвращается в первонач. состояние. Изменение состояния (термодинамич. процесс) выражается в изменении характерных параметров рабочего тела: темп-ры Т, давления р, удельного объема отличаются пористым строением, малым объемным весом и низким коэфф. теплопроводности (меньше 0,25 ккал/м-час-град). Различают Т. м.: органические (древесно-вопокнистые плиты, торфяные изоляционные плиты, камышит, фибролит пенопористые пластические массы и др.) и неорганические (стеклянная и минеральная вата, пенобетон, пеносиликат газобетон, шпаки, вспученный вермикулит, асбестовые материалы и др.) Теплоизоляция тепловая изоляция, термоизоляция, защита зданий, тепловых установок, трубопроводов, камер холодильников и т.п. от теплообмена с окружающей средой. Т. осуществляется устройством ограждений (оболочек, покрытий), затрудняющих переход тепла из одной зоны в другую и выполняемых преим. из теплоизоляционных материалов. открыть »

Разработка логической схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза

Предварительно выбранный двигатель в общем случае должен быть проверен на нагрев, динамическую и перегрузочную способность. Однако, в следствии того, что цикл шлюзования довольно значите- лен ( 30 минут и более ), а длительность работы привода ворот в цикле не выше ( порядка 3 - 4 минуты ), тепловой режим двигателя достаточно легкий. Поэтому проверку предварительно выбранного двигателя в этом случае можно на нагрев не производить, а ограничется проверками на динамическую и перегрузочную способности. Вместе с тем электродвигатель двустворчатых ворот требует специфической проверки по аварийному режиму работы из условия "наезд на препятствие" ( внезапное столкновение ), выполнение которой целесообразно до основных проверок. а) Проверка по режиму внезапного стопорения При внезапном стопорение створки кинематическая энергия, запасенная ротором двигателя и вращающимися элементами передач, переходит в энергию упругих колебаний и дополнительно нагружает механизм. Проверка по режиму внезапного стопорения позволяет уточнить частоту вращения электродвигателя, откоректировать передаточное число механизма и жесткость упругих элементов. открыть »

Двигатель ЗиЛ-130

Двигатели, в которых тепловая энергия преобразуется в механическую работу, являются тепловыми. Тепловая энергия получается при сжигании какого-либо топлива. Двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри цилиндра и энергия образующихся при этом газов воспринимается движущимся в цилиндре поршнем, называется поршневым двигателем внутреннего сгорания. Такие двигатели в основном и применяются на современных автомобилях. Рассмотрим двигатель ЗиЛ-130: Двигатель состоит из механизм и систем обеспечивающих его работу: -кривошитно-шатунный механизм, -газораспределительный механизм, -система охлаждения, -система смазки, -система питания, -кривошино-шатунный механизм: Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов при такте сгорание - расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно- поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Кривошипно-шатунный механизм состоит из: блока цилиндров с картером, головки цилиндров, поршней с кольцами, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала, маховика и поддона картера. Блок цилиндров. Блок цилиндров является основной деталью двигателя к которой крепятся все механизмы и детали. открыть »

Билеты по физике; развернутый план

Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. 1. Определение явления. 2. Условия при которых оно протекает. 3. Взаимосвязь электрических и магнитных полей. 4. Закон электромагнитной индукции: формулировка матем.запись 5. Демонстрация опытов, подтверждающих справедливость закона. 6. Правило Ленца: формулировка пример использования 7. Использование явления электромагнитной индукции в генераторах. II. Принцип действия тепловых двигателей. КПД тепловых двигателей и пути его повышения. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. 1. Назначение тепловых двигателей. 2. Принцип действия. 3. Цикличность тепловых двигателей. 4. Схема устройства. 5. Назначение: нагревателя рабочего цикла тела холодильника 6. КПД теплого двигателя . 7. КПД идеальной тепловой машины. 8. Пути повышения КПД. 9. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве. 10. Тепловые двигатели и охрана природы. III. Задача на определение продукта ядерной реакции. 1. Записано правило смещения 2. Определение химического элемента по таблице Менделеева.БИЛЕТ 18 I. Электромагнитное поле и его материальность. Электромаг- нитные волны, их свойства. открыть »

Двигатель внутреннего сгорания

Существуют: жидкостные и газовые, с внешним (карбюраторные двигатели) и внутренним (дизели) смесеобразованием, поршневые и турбинные, реактивные и комбинированные Двигатели внутреннего сгорания. В Двигателе внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием (карбюраторные двигатели) зажигание рабочей смеси в цилиндре производится электрической искрой. В двигателях с внутренним смесеобразованием (дизелях) топливо самовоспламеняется при впрыскивании его в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры. Мощность, экономичность и другие характеристики двигателей постоянно улучшаются, основной принцип действия остаётся неизменным. В двигателе внутреннего сгорания топливо сгорает внутри цилиндров и тепловая энергия, выделяющаяся при этом, преобразуется в механическую работу. Рабочим циклом называется совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности в цилиндре. В четырехтактном двигателе рабочий цикл совершается за четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание и расширение) и выпуск, или, иначе говоря, за два оборота коленчатого вала. открыть »

Динамические и статистические законы

Количество теплоты ?Q, сообщенное телу, идет на увеличение его внутренней энергии ?U и на совершение телом работы ?A, т. е. ?Q = ?U ?A Всякая представленная самой себе система стремится перейти в состояние термодинамического равновесия, в котором тела покоятся друг относительно друга, обладая одинаковыми температурами и давлением. Достигнув этого состояния, система сама по себе из него не выходит. Значит все термодинамические процессы, приближающиеся к тепловому равновесию, необратимы. 2. 2. Второе начало термодинамики. Сущность второго начала термодинамики составляет утверждение о невозможности получения работы за счет энергии тел, находящихся в термодинамическом равновесии. Окружающая нас среда обладает значительными запасами тепловой энергии. Двигатель, работающий только за счет энергии находящихся в тепловом равновесии тел, был бы для практики вечным двигателем. Второе начало термодинамики исключает возможность создания такого вечного двигателя. Необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. открыть »

Топливные элементы

Топливные элементы Булатов Г.Р. УГАТУ, группа ИИТ-122 Топливные элементы. В настоящее время основной долей энергии, используемой человечеством, является химическая энергия реакции горения природного топлива: топливо кислород = продукты окисления топлива (1) Химическая энергия этой реакции затем превращается либо в механическую (двигатели внутреннего сгорания), либо в электрическую (тепловые электростанции) по схеме Химическая энергия ( теплота ( механическая энергия ( электрическая энергия В двигателях внутреннего сгорания процесс идет до генерации механической энергии, на тепловых электростанциях – до электрической. Недостатком существующих методов преобразования энергии является малый КПД. Особенно большие потери энергии происходят на стадии превращения теплоты в механическую работу. В силу специфической особенности теплоты она может лишь частично превращаться в работу, основная часть теплоты бесполезно рассеивается в окружающем пространстве. Поэтому фактический КПД электростанций составляет 30-40%, а транспортных установок в городских условиях 10-15%. Таким образом, 60-90% химической энергии топлива бесполезно рассеивается в окружающее пространство. открыть »

Современная судовая газотурбинная установка

Принципиальная схема двухкомпрессорного ГТД приведена на рис.1.2. На ней показаны компрессора и турбины, их количество, взаимное расположение и силовая связь. Собственно газовыми турбинами являются ТВД, ТНД. ТВ; совокупность КНД, ТНД, и соединяющего их вала образует турбокомпрессорный блок низкого давления (ТКНД); совокупность КВД, ТВД и соединяющих их конструкций—турбокомпрессорный блок высокого давления (ТКВД): часть ГТД, включающую ТКНД, ТКВД и КС, часто называют генератором газа (ГГ). Таким образом, ГТД можно рассматривать как совокупность генератора газа и пропульсивнои турбины. 1.1.3. Передача Оптимальные условия работы гребного винта и пропульспвной турбины ГТД обеспечиваются обычно при различных частотах вращения. Для достижения приемлемых экономичности, масс и габаритов частота вращения ротора пропульсивной турбины должна быть значительно выше, чем гребного винта. Снижение частоты вращения осуществляется в передаче при обязательном требовании минимальных потерь мощности. Передача может выполнять и другие функции, в частности «собирать» мощности нескольких двигателей на один движитель, «раздавать» мощность теплового двигателя на несколько движителей, разобщать двигатели от движителей, осуществлять реверс и т. д. Различают передачи механические, гидравлические, электрические. открыть »

Экология. Атмосферный воздух

и его охрана. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ВЫБРОСАМИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА Автомобиль - этот “символ” XX в. в индустриальных странах Запада, где слабо развит общественный транспорт, все чаще становится настоящим бедствием. Десятки миллионов личных автомашин заполнили улицы городов и автострады, то и дело возникают многокилометровые “пробки”, без толку сжигается дорогостоящее горючее, воздух отравляется ядовитыми выхлопными газами. Во многих городах они превышают суммарные выбросы в атмосферу промышленных предприятий. Суммарная мощность автомобильных двигателей в СССР значительно превышает установленную мощность всех тепловых электростанций страны. Соответственно и горючего автомобили “съедают” гораздо больше, чем тепловые электростанции и если удастся повысить экономичность автомобильных двигателей хотя бы немного, это обернется миллионной экономией. Автомобильные выхлопные газы - смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды - не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора. открыть »

Динамические и статистические закономерности в природе

Практическая их ценность в определенных границах нисколько не умаляется. При разговоре о смене теорий имеется в виду, в первую очередь, смена глубоких физических представлений более глубокими представлениями о сущности явлений, описание которых дается соответствующими теориями. Одновременно со сменой физических представлений расширяется область применения теории. Статистические теории расширяются на больший круг явлений, недоступных динамическим теориям. Понятие энтропии — меры хаоса — связано с развитием термодинамики и формулированием ее двух основных законов. Первый закон термодинамики является законом сохранения энергии применительно к тепловым процессам. Этот закон утверждает невозможность создания вечного двигателя первого рода, который бы производил работу без подведения энергии. Этот закон утверждает, что тепловая энергия, подведенная к замкнутой системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии и работу, производимую против внешних сил. Согласно первому закону термодинамики, могут протекать только такие процессы, при которых полная энергия системы остается постоянной. Например, превращение тепловой энергии полностью в механическую не связано с нарушением первого закона термодинамики, но тем не менее оно невозможно. открыть »