Паровая турбина. КПД теплового двигателя. Урок 18-8

Двигатель, в котором пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала, называется паровой турбиной. В 1696 году итальянец Бранка создал проект колеса с лопатками. Оно должно было вращаться, если струя пара с силой ударяет по лопаткам колеса. Это был первый проект паровой турбины.

Паровая турбина

В современных турбинах применяют не один, а несколько дисков, насаженных на общий вал. Пар последовательно проходит через лопатки всех дисков, отдавая каждому из них часть своей энергии.

На электростанциях с турбиной соединен генератор электрического тока. Частота вращения вала турбин достигает 3000 оборотов в минуту, что является очень удобным для приведения в движение генераторов электрического тока. В нашей стране строят паровые турбины мощностью от нескольких киловатт до кВат и более. Применяют турбины на тепловых электростанциях и на кораблях.

КПД – характеристика экономичности различных двигателей. Отношение той части энергии, которая пошла на совершение полезной работы двигателя, ко всей энергии, выделившейся при сгорании топлива, называют КОЭФФИЦИЕНТОМ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ теплового двигателя.

Нагреватель Холодильник с теплопроводящим веществом (вода, воздух) Цилиндр с рабочим веществом Количество теплоты Q 1 Количество теплоты Q 2 А=Q 1 -Q 2 Механическая энергия

Нахождение КПД двигателя ƞ = 100% |Q 1 | –| Q 2 | |Q 1 | Q 1 – количество теплоты,полученное от нагревателя (тепло полученное при сгорании топлива ) Q2 – количество теплоты,отданное холодильнику,(роль холодильника играет атмосфера) А = |Q 1 |- |Q 2 | А – работа совершаемая двигателем (полезная работа) ƞ < 1 КПД двигателя всегда меньше единицы

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 A = Nt 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 r топлива, можно записать формулу для расчета КПД:

Человек собирается купить автомобиль сроком на три года, но не может выбрать, какой автомобиль приобрести, с дизельным двигателем, который стоит 23 тысячи долларов, либо автомобиль с бензиновым двигателем стоимостью 20 тысяч долларов. Мощности автомобилей одинаковые. За год он на автомобиле планирует проезжать около 10 тысяч километров. Какой вариант покупки экономически будет более выгодным? Цена за один литр: дизельное топливо 15 руб., бензин 18 руб.