Т ЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ. Работу выполнила ученица 10 «А» класса: Аляйская Евгения

Т ЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ. Тепловой двигатель тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию. Использует зависимость теплового расширения вещества от температуры. Действие теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя обязательно наличие топлива. Это возможно при нагревании рабочего тела (газа), который совершает работу за счёт изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры осуществляется, соответственно, нагревателем и охладителем.

Н ЕМНОГО ИЗ ИСТОРИИ С самого зарождения авиации самолет приводили в движение тепловые двигатели. Двигателем летательного аппарата, созданного в 1882 г. русским офицером А. Ф. Можайским, была паровая машина. Через 20 лет в воздух поднялся самолет братьев Райт. Их самолет работал на бензиновом двигателе. Недостатком использования ДВС является то, что они не пригодны для использования для больших скоростей и высот. Поэтому стали использовать новые двигатели реактивные. Был предложен вариант вечного двигателя, казалось бы нарушающего 2 закон термодинамики. Если не использовать охладитель и нагреватель, а просто встроить в поршень демона Максвелла, который будет пропускать в одну сторону горячие молекулы, а в другую холодные, то поршень придёт в движение. Если дать команду демону пропускать молекулы в другом направлении, поршень, спустя какое-то время двинется в обратном направлении.

Т ЕОРИЯ Работа, совершаемая двигателем, равна:, : где QH количество теплоты, полученное от нагревателя. QX количество теплоты, отданное охладителю.

Т ЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ. Тепловой двигатель, двигатель, в котором тепловая энергия преобразуется в механическую работу. Тепловой двигатель составляют наибольшую группу среди первичных двигателей и используют природные энергетические ресурсы в виде химического или ядерного топлива. В основе работы Тепловой двигатель лежит замкнутый (или условно замкнутый) термодинамический цикл. Эффективность работы идеального Тепловой двигатель определяется термодинамическим кпд. Работа реального Тепловой двигатель, имеющего дополнительные потери, например на трение, вихреобразование, тепловые потери, оценивается так называемым эффективным кпд, то есть отношением механической работы на выходном валу Тепловой двигатель к подведённой тепловой энергии. Эффективный кпд Тепловой двигатель колеблется в пределах 0,1-0,6. По типу машин, осуществляющих рабочие термодинамические процессы, Тепловой двигатель подразделяются на поршневые двигатели.

К тепловым двигателям относятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо, солнечная и атомная энергии. Двигатель внутреннего сгорания. В наше время чаще встречается автомобильный транспорт, который работает на тепловом двигателе внутреннего сгорания, работающем на жидком топливе. Рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, за четыре такта. Поэтому такой двигатель и называется четырёхтактным. Цикл двигателя состоит из следующих четырёх тактов: 1.впуск, 2.сжатие, 3. рабочий ход, 4.выпуск. Для усиления мощности и лучшей системы обеспеченности равномерности вращения вала, используют 4,8 и более цилиндровых двигателей. Особенно мощные двигатели на теплоходах, тепловозах и др. Строение.

С ТРОЕНИЕ. Паровая турбина. В современной технике так же широко применяют и другой тип теплового двигателя. В нём пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами. В современных турбинах, для увеличения мощности применяют не один, а несколько дисков, насажанных на общий вал. Турбины применяют на тепловых электростанциях и на кораблях. Наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов электрического тока. Тепловые двигатели - паровые турбины - устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокой температуры. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном - поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном - ДВС и паровые турбины; на ж/д. тепловозы с дизельными установками; в авиации - поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателей скоростного транспорта.

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов. Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается. Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа. В третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу две-три тонны - свинца. Отрицательное влияние тепловых машин.