Двигатели внутреннего сгорания Работу подготовили: Донецких Сергей, Кочетов Витя, Долганов Артем.

Цель исследования: Изучить историю создания ДВС и внедрение ДВС в промышленность.

Ход исследования: История создания ДВС. Виды ДВС Принципиальная схема Первые попытки внедрения в промышленность. Эффективность использования. Возможные последствия в экологии.

Тепловой машиной называется устройство, в котором внутренняя энергия превращается в механическую. Примеры тепловых машин: Двигатель внутреннего сгорания (ДВС):) а) карбюраторный двигатель; б) дизельный двигатель. Реактивный двигатель. Паровые и газовые турбины.

Первые тепловые двигатели Кто и когда изобрёл? Деви Папин – английский физик, один из изобретателей парового двигателя. 1680г. – Изобрёл паровой котёл 1681г. – Снабдил его предохранительным клапаном 1690г. – Первым использовал пар для поднятия поршня и описал замкнутый термодинамический цикл парового двигателя. 1707г. – Представил описание своего двигателя

Кто и когда построил? Конец 18 века – Конец 18 века – построены первые построены первые паровые машины. паровые машины год – 1774 год – английским изобретателем английским изобретателем Джеймсом Уаттом построена первая универсальная паровая машина. Джеймсом Уаттом построена первая универсальная паровая машина. С 1775 по 1785 г. – С 1775 по 1785 г. – фирмой Уатта построено 56 паровых машин. фирмой Уатта построено 56 паровых машин. С 1785 по 1795г. – С 1785 по 1795г. – той же фирмой поставлено уже 144 такие машины. той же фирмой поставлено уже 144 такие машины.

Первый паровой автомобиль 1770г. 1770г. Жан Кюньо – Жан Кюньо – французский французский инженер, инженер, построил построил первую первую самодвижущуюся тележку, предназначенную самодвижущуюся тележку, предназначенную для передвижения для передвижения артиллерийских орудий артиллерийских орудий

«Младший брат» - паровоз 1803г. – 1803г. – Английский изобретатель Ричард Тревитик сконструировал первый паровоз. Английский изобретатель Ричард Тревитик сконструировал первый паровоз. Через 5 лет Тревитик построил новый паровоз. Через 5 лет Тревитик построил новый паровоз. он развивал скорость до 30 км/ч он развивал скорость до 30 км/ч 1816г. – 1816г. – Не имея поддержки, Не имея поддержки, Тревитик разорился и уехал Тревитик разорился и уехал в Южную Америку в Южную Америку

Решающая роль г. – г. – Английский конструктор и изобретатель Джордж Стефенсон Английский конструктор и изобретатель Джордж Стефенсон 1814г. – 1814г. – Начал заниматься строительством паровозов. Начал заниматься строительством паровозов. 1823г. – 1823г. – Основал первый в мире паровозостроительный завод Основал первый в мире паровозостроительный завод 1829г. – 1829г. – На соревновании лучших локомотивов первое место занял паровоз Стефенсона «Ракета». На соревновании лучших локомотивов первое место занял паровоз Стефенсона «Ракета». Его мощность составляла 13 л.с., а скорость 47 км/ч. Его мощность составляла 13 л.с., а скорость 47 км/ч.

Двигатель внутреннего сгорания 1860г. – 1860г. – Французским механиком Ленуаром был изобретён двигатель внутреннего сгорания Французским механиком Ленуаром был изобретён двигатель внутреннего сгорания 1878г. – 1878г. – Немецким изобретателем Отто Немецким изобретателем Отто сконструирован четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. сконструирован четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. 1825г. – 1825г. – Немецким изобретателем Даймлером был создан бензиновый двигатель внутреннего сгорания Немецким изобретателем Даймлером был создан бензиновый двигатель внутреннего сгорания Примерно в то же время Примерно в то же время Бензиновый двигатель был разработан Костовичем в России. Бензиновый двигатель был разработан Костовичем в России.

Двигатели Дизеля 1896г. – 1896г. – Немецкий инженер Рудольф Дизель Немецкий инженер Рудольф Дизель сконструировал двигатель внутреннего сгорания в котором сжималась не горючая смесь, а воздух. сконструировал двигатель внутреннего сгорания в котором сжималась не горючая смесь, а воздух. Это наиболее экономичные тепловые двигатели 1)работают на дешёвых видах топлива 2) имеют КПД 31-44% Это наиболее экономичные тепловые двигатели 1)работают на дешёвых видах топлива 2) имеют КПД 31-44% 29 сентября 1913г. 29 сентября 1913г. Сел на пароход, отправлявшийся в Лондон. Наутро его в каюте не нашли. Считается, что он покончил с собой, бросившись ночью в воды Ла-Манша. Сел на пароход, отправлявшийся в Лондон. Наутро его в каюте не нашли. Считается, что он покончил с собой, бросившись ночью в воды Ла-Манша.

Тепловые машины могут быть устроены различным образом, но в любой тепловой машине должно быть рабочее вещество, или тело, которое в рабочей части машины совершает механическую работу, нагреватель, где рабочее вещество получает энергию и холодильник отбирающий у рабочего тела тепло. Рабочим веществом может быть водяной пар или газ.

Рабочее тело Q1Q1 Q2Q2 Нагреватель Т 1 Холодильник Т 2 Основные части тепловой машины. A = Q 1 – Q 2

КПД теплового двигателя (машины) Коэффициентом полезного действия теплового двигателя (КПД) называется отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя: Коэффициент полезного действия любого теплового двигателя меньше единицы и выражается в процентах. Невозможность превращения всего количества теплоты, полученного от нагревателя, в механическую работу является платой за необходимость организации циклического процесса и следует из второго закона термодинамики. Что это такое?

Цикл Карно. КПД идеального теплового двигателя Наибольшим КПД при заданных температурах нагревателя T нагр и холодильника T хол обладает тепловой двигатель, где рабочее тело расширяется и сжимается по циклу Карно график которого состоит из двух изотерм (2–3 и 4–1) и двух адиабат (3–4 и 1–2).

В реальных тепловых двигателях КПД определяют по экспериментальной механической мощности N двигателя и сжигаемому за единицу времени количеству топлива. Так, если за время t сожжено топливо массой m и удельной теплотой сгорания q, то Для транспортных средств справочной характеристикой часто является объем V сжигаемого топлива на пути s при механической мощности двигателя N и при скорости. В этом случае, учитывая плотность топлива, можно записать формулу для расчета КПД:

Коэффициент полезного действия некоторых тепловых машин. Карбюраторный двигатель 25% Дизельный двигатель 38% Реактивный двигатель 80% Паровая турбина 25% Газовая турбина 55%

Экологические последствия работы тепловых двигателей Интенсивное использование тепловых машин на транспорте и в энергетике (тепловые и атомные электростанции) ощутимо влияет на биосферу Земли. Хотя о механизмах влияния жизнедеятельности человека на климат Земли идут научные споры, многие ученые отмечают факторы, благодаря которым может происходить такое влияние:

Парниковый эффект – повышение концентрации углекислого газа (продукт сгорания в нагревателях тепловых машин) в атмосфере. Углекислый газ пропускает видимое и ультрафиолетовое излучение Солнца, но поглощает инфракрасное излучение, идущее в космос от Земли. Это приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы, усилению ураганных ветров и глобальному таянию льдов. Прямое влияние ядовитых выхлопных газов на живую природу (канцерогены, смог, кислотные дожди от побочных продуктов сгорания). Разрушение озонового слоя при полетах самолетов и запусках ракет. Озон верхних слоев атмосферы защищает все живое на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения Солнца. Экологические последствия работы тепловых двигателей

Вывод: Тепловые машины и ДВС,в частности, играют положительную роль в жизни и развитии человечества, находят широкое применение во всех сферах его деятельности. Однако, вследствие низкого КПД и достаточно высокой экологической опасности заменяются со временем на более экономически и экологически выгодные виды двигателей.