). Transformacja odbywa się poprzez zmianę energii wewnętrznej płynu roboczego - w praktyce zwykle pary lub gazu.

Idealny silnik cieplny- maszyna, w której wykonywana praca i różnica pomiędzy ilością dostarczonego i odebranego ciepła są równe. Pracę idealnego silnika cieplnego opisuje cykl Carnota.

Podczas pracy część ciepła Q1 jest przekazywana z grzałki do płynu roboczego, a następnie część energii Q2 jest przekazywana do lodówki, która chłodzi maszynę. Sprawność silnika cieplnego oblicza się ze wzoru ((Q1-Q2) / Q1) x100.

Cyklicznie działający silnik wykonywanie pracy ze względu na ciepło odbierane z zewnątrz nazywa się silnik cieplny.

Fundacja Wikimedia. 2010.

• Jezioro Dolgoe (dzielnica Petersburga)
• Yuntolovo (dzielnica Petersburga)

Zobacz, co „Silnik cieplny” znajduje się w innych słownikach:

MASZYNA CIEPLNA- maszyna (silnik cieplny, pompa ciepła itp.), w której energia wewnętrzna paliwa zamieniana jest na energię mechaniczną, która następnie może być zamieniona na energię elektryczną i wszelkie inne rodzaje energii, a także maszynę zamieniającą pracę do ... ... Wielka encyklopedia politechniczna

MASZYNA CIEPLNA Wielki słownik encyklopedyczny

MASZYNA CIEPLNA- HEAT MACHINE, urządzenie zamieniające ciepło na pracę (silnik cieplny) lub odwrotnie pracę na ciepło (lodówka). Działanie silnika cieplnego opiera się na cyklu termodynamicznym wykonywanym przez płyn roboczy ... ... Współczesna encyklopedia

silnik cieplny- maszyna (silnik cieplny, pompa ciepła itp.), która zamienia ciepło na pracę lub pracę na ciepło. Praca silnika cieplnego oparta jest na procesie kołowym (obieg termodynamiczny) wykonywanym przez płyn roboczy (gaz ... słownik encyklopedyczny

silnik cieplny- šiluminė mašina statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. silnik cieplny vok. Wärmekraftmaschine, fr. silnik cieplny, f pranc. maszyna termi… Fizikos terminų žodynas

Maszyny do obróbki cieplnej maszyny specjalnej- zestaw specjalnego wyposażenia montowanego na podwoziu samochodu, poza drogą... Ją specjalny sprzęt składa się z następujących głównych układów i zespołów: silnik turboodrzutowy, urządzenie obrotowe, kabina operatora, ... ... Słownik awaryjny

specjalna obróbka silnika cieplnego- šiluminė specialiojo švarinimo mašina statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Specialiojo švarinimo įrenginys, kuriame naudojamas aviacinis reaktyvinis variklis; švarinama dujų ir lašų arba tiktai dujų srautu. Gali Būti ... ... Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

Maszyna cieplna Karnot- ... Wikipedia

Silnik cieplny Carnota- ... Wikipedia

Idealny silnik cieplny- Silnik cieplny to urządzenie, które zamienia energię cieplną na Praca mechaniczna(silnik cieplny) lub praca mechaniczna w upale (lodówka). Transformacja odbywa się poprzez zmianę energii wewnętrznej płynu roboczego w praktyce ... ... Wikipedia

Większość silników używanych przez ludzi to: silniki cieplne. Urządzenia przekształcające energię paliwa w energię mechaniczną nazywane są silnikami cieplnymi.

Dowolny silnik cieplny (turbiny parowe i gazowe, silniki) wewnętrzne spalanie) zawiera trzy główne elementy: płyn roboczy(to jest gaz), który wykonuje pracę w silniku; podgrzewacz, z którego ciało robocze otrzymuje energię, której część jest następnie wykorzystywana do wykonywania pracy; lodówka, czyli atmosfera lub specjalne urządzenia.

Koniecznie temperatura grzałki jest wyższa niż temperatura lodówki.

Płyn roboczy silnika odbiera ilość ciepła Qн z grzałki, wykonuje pracę A i przekazuje ilość ciepła Qx do lodówki.

Sprawność silnika charakteryzuje współczynnik przydatne działanie(Efektywność).

Jest równy stosunkowi pracy do energii otrzymanej przez płyn roboczy z grzałki.

Parowa lub turbina gazowa, silnik spalinowy, silnik odrzutowy są zasilane paliwami kopalnymi. W procesie pracy wielu silników cieplnych dochodzi do strat ciepła, które ostatecznie prowadzą do wzrostu energii wewnętrznej atmosfery, czyli do wzrostu jej temperatury. Może to doprowadzić do topnienia lodowców i katastrofalnego wzrostu poziomu Oceanu Światowego, a jednocześnie do globalna zmiana naturalne warunki. Podczas pracy instalacji cieplnych i silników do atmosfery emitowane są szkodliwe dla ludzi, zwierząt i roślin tlenki azotu, węgla i siarki. Szkodliwym skutkom pracy silników cieplnych można przeciwdziałać poprzez zwiększenie wydajności, dostosowanie ich i stworzenie nowych silników, które nie emitują szkodliwe substancje ze spalinami.
Maszyny cieplne szeroko stosowany w produkcji i życiu codziennym. Potężne lokomotywy spalinowe napędzają pociągi wzdłuż linii kolejowych, statki motorowe jeżdżą po drogach wodnych. Miliony pojazdów z silnikami spalinowymi przewożą ładunek i pasażerów. Tłok, turbośmigłowy i silniki turboodrzutowe wyposażone w samoloty i helikoptery. Używając silniki rakietowe wystrzeliwane są sztuczne satelity, statki kosmiczne i stacje. Silniki spalinowe są podstawą mechanizacji procesy produkcji v rolnictwo... Są instalowane na ciągnikach, kombajnach, podwoziach samobieżnych, przepompowniach. Lokomotywa spalinowa to autonomiczna lokomotywa, która wykorzystuje termikę silnik tłokowy wewnętrzne spalanie - silnik wysokoprężny, którego wartość efektywnej sprawności sięga 40-45%. Podanie silnik wysokoprężny zamiast elektrowni parowej lokomotywa parowa zapewnia wysoki poziom sprawność lokomotywy spalinowej (26-31%), przewyższająca sprawność lokomotywy parowej 4-5 razy.

Numer biletu 14

Elementarny ładunek elektryczny; dwa rodzaje ładunków elektrycznych, prawo zachowania ładunku elektrycznego; Prawo Coulomba. Pole elektryczne: natężenie pola elektrycznego, linie natężenia pola elektrycznego.

Ładunek elektryczny jest zwykle oznaczony literami Q lub Q.

Całość wszystkich znanych faktów eksperymentalnych prowadzi do następujących wniosków:

· Istnieją dwa rodzaje ładunków elektrycznych, umownie nazywane dodatnimi i ujemnymi.

· Ładunki mogą być przenoszone (na przykład przez bezpośredni kontakt) z jednego ciała do drugiego.Jedno i to samo ciało w różnych warunkach może mieć inny ładunek.

· Jak ładunki odpychają, w przeciwieństwie do ładunków przyciągają.

Jednym z podstawowych praw natury jest ustalone eksperymentalnie prawo zachowania ładunku elektrycznego; .

W układzie izolowanym suma algebraiczna ładunków wszystkich ciał pozostaje stała:

Prawo zachowania ładunku elektrycznego mówi, że w zamkniętym układzie ciał nie można zaobserwować procesów powstawania lub zanikania ładunków tylko jednego znaku.

Z nowoczesnego punktu widzenia cząstki elementarne są nośnikami ładunku. Ładunki elektryczne protonu i elektronu w wartości bezwzględnej są dokładnie takie same i równe ładunkowi elementarnemu

e = 1,6 .

Ładunek może być przenoszony z jednego ciała do drugiego tylko w porcjach zawierających całkowitą liczbę ładunków elementarnych.

Eksperymenty Coulomba zmierzyły interakcje między kulkami, których wymiary są znacznie mniejsze niż odległość między nimi. Takie naładowane ciała są zwykle nazywane opłaty punktowe.

Ładunek punktowy to naładowane ciało, którego wymiary można pominąć w warunkach tego problemu.

Na podstawie licznych eksperymentów Coulomb ustalił następne prawo:

Siły oddziaływania ładunków stacjonarnych są wprost proporcjonalne do iloczynu modułów ładunkowych i odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości między nimi:

Doświadczenie pokazuje, że siły oddziaływania kulombowskiego są zgodne z zasadą superpozycji.

Jeśli naładowane ciało oddziałuje jednocześnie z kilkoma naładowanymi ciałami, wynikowa siła działająca na to ciało jest równa sumie wektorowej sił działających na to ciało ze wszystkich innych naładowanych ciał.

POLE ELEKTRYCZNE- istnieje wokół ładunku elektrycznego, materialnie.
Główna właściwość pola elektrycznego: działanie z siłą na wprowadzony do niego ładunek elektryczny.
Pole elektrostatyczne- pole stacjonarnego ładunku elektrycznego.
Siła pola elektrycznego- charakterystyka mocy pole elektryczne.
jest stosunkiem siły, z jaką pole działa na wprowadzony ładunek punktowy do wielkości tego ładunku.
- nie zależy od ilości wprowadzonego ładunku, ale charakteryzuje pole elektryczne!

Kierunek wektora napięcia
pokrywa się z kierunkiem wektora siły działającej na ładunek dodatni i przeciwnie do kierunku siły działającej na ładunek ujemny.

Linie energetyczne pole elektryczne - linie ciągłe, do których styczne są wektory natężenia pola elektrycznego w tych punktach.
Jednorodne e-pole- siła pola jest taka sama we wszystkich punktach tego pola.
Właściwości linii: niezamknięty (przejdź od + ładunek do -), ciągły, nie przecinają się,
ich gęstość wskazuje na natężenie pola (im grubsze linie, tym większe natężenie).

Galina Denisenko 06.02.2016 11:31

Jeżeli gm jest ciepłem przekazywanym przez grzałkę silnika cieplnego, to praca będzie obliczona jako RÓŻNICA, a nie SUMA gm i Q chłodnicy. Sprawdź poprawną odpowiedź i zamień „4” na „3”. Dziękuję, pozdrawiam Denisenko G.B. Nauczyciel fizyki.

Antoni

Stan problemu jest nieprawidłowy. Wskazuje się, że w związku z tym należy go dodać.

gość 03.03.2016 19:29

Dobry dzień!

Uważam, że stan tego problemu jest nieprawidłowy z następujących powodów.

W stanie problemu mówi się, że „przeniesiono korpus roboczy maszyny

do lodówki ilość ciepła Qhol< 0". Но если Qхол - это

ilość ciepła przeniesionego z płynu roboczego do lodówki, a następnie znak

Qcold>0 - oznacza kierunek przepływu ciepła - z lodówki do

grzałka, a znak jest taki sam (jak w zgłoszeniu problemu) Qhol< 0 - означает, что

strumień ciepła kierowany jest z lodówki do grzałki (!), która

zaprzecza drugiemu prawu (początkowi) termodynamiki!

Tradycyjnie Qhol to ilość ciepła przenoszonego przez płyn roboczy

lodówka, to wartość większa od zera (dodatnia), która

odzwierciedla zgodność z prawami termodynamiki.

Formuła na efektywność silnik cieplny w postaci n = (Q1 + Q2) / Q1 (ze znakiem

„+” między Q1 a Q2) są zawarte w niektórych samouczkach i odniesieniach

literatury, ale w tym przypadku uważa się, że Q1 to ilość ciepła,

odbierany przez płyn roboczy z grzałki, a Q2 to ilość

ciepło OTRZYMYWANE przez płyn roboczy z lodówki, natomiast Q2< 0 ,

a to oznacza, że ​​płyn roboczy przenosi do lodówki ilość

ciepło -Q2 (ze znakiem minus). Zobacz na przykład: Yavorsky B.M. oraz

Detlaf AA Podręcznik fizyki: wyd. 2, ks. - M., Dom

wydanie literatury fizycznej i matematycznej, 1985, - s. 119, paragraf 7.

W związku z powyższym uważam, że stan tego problemu i jego rozwiązanie

powinny zostać odpowiednio zrewidowane (skorygowane).

Z drugiej strony sama produkcja

z doborem „poprawnych” formuł jest głupie, nawet jeśli znak w nierówności jest korygowany.

Z poważaniem Ershov Aleksander Pietrowicz, doc. fizyczna-mata. Sci., Profesor, Kierownik Laboratorium Fizyki Wybuchu

Instytut Hydrodynamiki. MAMA. Ławrentiewa

Syberyjski Oddział Rosyjskiej Akademii Nauk

http://www.hydro.nsc.ru/structure/persons/index.php?id=68

gość 05.03.2016 16:41

Drogi redaktorze! W termodynamice obowiązuje zasada: jeśli ilość ciepła wydzielanego przez ciało przyjmujemy jako Q, to Q>0 oznacza, że ​​przepływ ciepła jest kierowany z ciała do innego (ich) ciał (ciało traci ciepło w ilości Q) i Q<0 при этом означает, что поток тепла направлен к телу (тело получает тепло в количестве |Q|). Поэтому, условие Qхол<0 означает, что рабочее тело фактически не передало, а получило от холодильника количество теплоты |Qхол|, а это - абсурд. Пожалуйста, верно расставляйте акценты в оценке данного обстоятельства: это не просто некорректность условия задачи, а явная ошибка составителей данной задачи, показывающая их достаточно низкий уровень. Всего Вам доброго и успехов в Ваших начинаниях.

Główne części silnika cieplnego. Dowiedzmy się, jakie główne części powinien mieć silnik cieplny przeznaczony do wykonywania prac mechanicznych. A" ze względu na ilość ciepła Q, uzyskane przez spalanie paliwa. Zwykle w silnikach cieplnych pracę mechaniczną wykonuje rozprężający się gaz. Gaz wykonujący pracę podczas rozprężania nazywa się ciało robocze. Płynem roboczym jest często powietrze lub para wodna. Ekspansja gazu następuje w wyniku wzrostu jego temperatury i ciśnienia podczas ogrzewania. Urządzenie, z którego płyn roboczy odbiera ilość ciepła Q, nazywa podgrzewacz.

Uproszczony model silnika cieplnego składa się z cylindra wypełnionego powietrzem i tłoka.

Na tłok nakładamy korpus z masą T, po uprzednim podjęciu środków zapobiegających sprężeniu gazu w cylindrze pod działaniem obciążenia (na przykład poprzez zainstalowanie specjalnych ograniczników wewnątrz cylindra, aby zapobiec dalszemu opuszczaniu tłoka). Umieść grzałkę pod cylindrem. W miarę nagrzewania się gazu w butli jego ciśnienie wzrasta, ale objętość pozostaje niezmieniona, aż przy określonej wartości temperatury T2 ciśnienie osiągnie wartość pr, przy którym ciężar tłoka z obciążeniem mg a siła ciśnienia atmosferycznego równa P1 S, wyrównać z siłą ciśnienia gazu na tłoku prS. Procesowi temu odpowiada izochor.

W miarę dalszego nagrzewania się gazu tłok będzie się poruszał. Ciśnienie tłoka przy obciążeniu gazem pozostaje stałe, dlatego rozszerzanie następuje zgodnie z prawem izobarycznym. Podczas podnoszenia ładunku na wysokość h objętość gazu w butli wzrasta z V1 przed V2, temperatura pod koniec izobarycznego procesu rozprężania gazu osiąga wartość Tg. Ten proces odpowiada izobarowi . Gdy tłok dotknie ogranicznika w górnej części cylindra, zdejmij ciężar i zatrzymaj ogrzewanie. Cel został osiągnięty, ładunek zostaje podniesiony. Jednak taka jednorazowa maszyna nie ma praktycznego znaczenia. Aby podnieść kolejny ładunek, konieczne jest opuszczenie tłoka, czyli sprężenie gazu. Ale jeśli sprężysz gaz w temperaturze Tg do objętości V1, wtedy praca wykonana, gdy gaz jest sprężony, będzie większa niż praca wykonana przez gaz podczas ekspansji izobarycznej. W konsekwencji w ten sposób nie będzie możliwe przeprowadzenie okresowego procesu wykonywania pracy mechanicznej ze względu na przenoszenie ciepła z grzałki do płynu roboczego maszyny. Aby zmniejszyć pracę wykonaną podczas sprężania gazu w butli, należy go schłodzić przed sprężaniem. Następnie nastąpi kompresja pod ciśnieniem P1 mniej pr, a praca wykonana przy sprężaniu będzie mniejsza niż praca wykonana przez gaz podczas rozprężania. Dlatego do okresowej pracy silnika cieplnego potrzebna jest kolejna część maszyny, zwana lodówka.

Cykl pracy silnika cieplnego. Aby schłodzić gaz, skieruj strumień zimnej wody na dno butli. Spadek temperatury gazu będzie następował przy stałej objętości, aż ciśnienie gazu w butli osiągnie wartość P1 w temperaturze T4. Proces ten odpowiada izochorowi . Aby przywrócić gaz do pierwotnego stanu, charakteryzującego się ciśnieniem P1, Tom V1 oraz temperatura T1, konieczne jest dalsze jego chłodzenie do temperatury T1. Proces ten odpowiada izobarowi . Procesy, w wyniku których gaz powraca do stanu pierwotnego, nazywane są cru gówniany lub cykliczny. Cykl roboczy rozważanego silnika cieplnego składa się z dwóch izochorów i dwóch izobarów (tworzących prostokąt .).

Cykl pracy silnika cieplnego i jego sprawność. W wyniku cyklu pracy gaz powraca do stanu początkowego, jego energia wewnętrzna przyjmuje wartość początkową. W konsekwencji dla cyklu zmiana energii wewnętrznej płynu roboczego jest równa zeru:  U =0.

Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki  U = Q-A "= 0 lub A"= Q.

Praca A", wykonywana przez płyn roboczy na cykl jest równa ilości ciepła Q otrzymanego na cykl. Ilość ciepła Q, odbierany przez płyn roboczy na cykl jest równy różnicy między ilością ciepła Q1 odebranego z podgrzewacza a ilością ciepła Q2, podane do lodówki: Q= Q1- Q2.

Dlatego A "= Q1-Q2.

Sprawność , równa stosunkowi energii użytecznej użytej do energii wydatkowanej, dla silnika cieplnego okazuje się być równa

 = A"/ Q1 lub = (Q1-Q2) / Q1

Francuski inżynier Sadi Carnot (1796-1832) w 1824 r. ustalił niezwykle ważną dla praktyki zależność sprawności silnika cieplnego od temperatury T1 nagrzewnicy i temperatury T2 lodówka : niezależnie od konstrukcji i wyboru płynu roboczego, maksymalną wartość sprawności silnika cieplnego określa wyrażenie  (max) = (Т1 – Т2) / Т1.

Każdy prawdziwy silnik cieplny może mieć sprawność nieprzekraczającą tej maksymalnej wartości:

(T1-T2) / T1  

Wyrażenie na maksymalną wartość sprawności silnika cieplnego pokazuje, że istnieją dwa sposoby na zwiększenie sprawności silników cieplnych - wzrost temperatury T1 nagrzewnicy i spadek temperatury T2 lodówki. Sprawność silnika cieplnego mogłaby stać się równa jedności, gdyby można było użyć lodówki o temperaturze równej zeru bezwzględnemu.

Jednak ta droga jest nawet teoretycznie niewykonalna, ponieważ zero absolutne, zgodnie z koncepcjami termodynamiki, nie może zostać osiągnięte. Najbardziej akceptowalnymi lodówkami do prawdziwych silników cieplnych są powietrze atmosferyczne lub woda o temperaturze około 300K. W konsekwencji głównym sposobem na zwiększenie sprawności silników cieplnych jest podniesienie temperatury grzałki.

Warunki wymagane do pracy silnika cieplnego

Silnik cieplny to maszyna, w której energia uzyskana ze spalania paliwa jest zamieniana na energię mechaniczną.

Substancja, która wykonuje pracę w silnikach cieplnych nazywa się ciało robocze lub substancja robocza... W silnikach parowych taką substancją roboczą jest para, aw silnikach spalinowych gaz.

Ustalmy ogólne warunki (odnoszące się do wszystkich silników cieplnych), które są niezbędne do przekształcenia energii paliwa w energię ruchu maszyn i mechanizmów. Wyjaśnimy te warunki na przykładzie działania elektrowni parowej, której schemat pokazano na rysunku.

Jedną z części elektrowni parowej jest piec z kotłem parowym C. W kotle wytwarzana jest para, która pod ciśnieniem kierowana jest rurą M do cylindra maszyny parowej E. Tutaj para rozpręża się i poprzez przesuwanie tłoka działa. Za pomocą mechanizmu przekładni A ruch posuwisto-zwrotny tłoka zamieniany jest na ruch obrotowy koła zamachowego, które napędza części robocze obrabiarek, maszyn rolniczych, prądnic itp.

Silniki odrzutowe

Rozwój lotnictwa sprowadza się głównie do wzrostu prędkości, wysokości, nośności, zasięgu i niezawodności lotu samolotu, co w dużej mierze zależy od możliwości udoskonalenia silnika.

Silniki spalinowe ze śmigłami nie zapewniają już wzrostu prędkości i wysokości samolotu. Powód tego jest następujący.

W samolocie ze śmigłem to drugie, obracając się, wyrzuca powietrze, zmuszając je do poruszania się w przyspieszonym tempie. Zgodnie z trzecim prawem Newtona, odrzucona masa powietrza działa na śmigło, popychając je do przodu, tworząc w ten sposób ciąg, który napędza cały samolot. Siła ciągu jest więc uzyskiwana w wyniku odpowiedzi (reakcji) powietrza wyrzucanego przez śmigło. Śmigło służy jako pośrednik, który dzięki energii paliwa wykonuje pracę poruszania się samolotu.

Sprawność silników cieplnych

Instalując silniki cieplne, ważne jest przede wszystkim, aby jak najwięcej energii z paliwa palnego było zamieniane na energię mechaniczną, czyli maksymalną pracę przy minimalnym zużyciu paliwa. Wtedy silnik będzie ekonomiczny. Znając ilość ciepła Q 1 przekazanego do płynu roboczego z podgrzewacza oraz ilość ciepła Q 1 - Q 2 zamienionego na energię mechaniczną, można oszacować stopień ekonomiczności tego procesu konwersji.

Stosunek ilości ciepła przetwarzanego przez maszynę do energii mechanicznej do ilości ciepła odbieranego z grzałki nazywamy sprawnością silnika cieplnego (sprawnością).

Zwyczajowo oznacza się koszt maszyny literą η (greckie „to”):

η = (Q1 - Q2): Q1

Badając warunki uzyskania pracy ze względu na energię wewnętrzną pary w silnikach parowych, Karnov w 1824 r. ustalił, że sprawność każdego rzeczywistego silnika cieplnego nie może przekraczać wartości (T 1 - T 2): T 1, gdzie T 1 jest wartością bezwzględną temperatura grzejników, a T 2 to temperatura bezwzględna lodówki. Im bliższy c.p.d. silnika do tej wartości, tym doskonalszy silnik. Ten wniosek jest dobrze uzasadniony w praktyce.

Prace związane z rozprężaniem gazu

Wyobraźmy sobie, że w cylindrze pod tłokiem o powierzchni S znajduje się trochę gazu, którego ciśnienie jest równe p. Siłę, z jaką gaz naciska na tłok, określa wzór F = pS. Jeśli gaz zostanie podgrzany pod stałym ciśnieniem, rozszerzy się, a tłok przesunie się o pewną odległość h.

W takim przypadku gaz wykona pracę A = pSh. Ale Sh = V 2 - V 1 to wzrost objętości gazu, dlatego:

A = p (V 2 - V 1)

Praca gazu podczas rozprężania izobarycznego jest równa iloczynowi ciśnienia gazu i przyrostu jego objętości.

Silnik wysokoprężny

Od czego zależy sprawność silnika spalinowego? Jak w każdym silniku cieplnym, tak i ten silnik posiada źródło energii - grzałkę (takie źródło spala paliwo) oraz lodówkę - powietrze atmosferyczne. Im większa różnica temperatur między nimi, tym wyższa sprawność silnika.

Ponieważ temperatura gazów powstających w wyniku spalania mieszanki jest wysoka (ok. 1600-1800 o C), sprawność silników spalinowych jest znacznie wyższa niż sprawność silników parowych. W praktyce sprawność silników spalinowych sięga 20–30%.

Jak możesz jeszcze bardziej zwiększyć wydajność tego silnika? Doświadczenie i obliczenia pokazują, że w tym celu konieczne jest osiągnięcie większego stopnia kompresji mieszanki. Jednak w silnikach gaźnikowych nie można bardzo mocno skompresować mieszanki palnej, ponieważ mocno się nagrzewając, przedwcześnie się zapali.

Niemiecki inżynier Diesel wynalazł silnik nazwany jego imieniem, działający w takim cyklu, który pozwala uniknąć powyższych trudności i znacznie zwiększa wydajność.

Turbiny parowe

Turbiny parowe zajmują ważne miejsce wśród silników cieplnych. W przeciwieństwie do tłokowych silników parowych, turbiny parowe wykorzystują nie energię prężności pary, ale energię kinetyczną struny parowej.

Załóżmy, że ciśnienie pary w kotle wynosi p 1. Dajmy parze możliwość swobodnego wypłynięcia z kotła przez dowolny otwór lub przez dyszę - dyszę. Podczas przepływu przez dyszę ciśnienie pary spadnie, a przy ujściu dyszy będzie równe pewnemu ciśnieniu p 2. Początkowo prędkość pary wynosi zero, ale gdy opuszcza dyszę, wzrasta; w takim przypadku ciśnienie pary w dyszy spada.

Energia potencjalna pary maleje wraz ze spadkiem jej ciśnienia; odpowiednio wzrasta energia kinetyczna pary (zgodnie z prawem zachowania i transformacji energii). Para wydobywająca się z dyszy dostaje się do łopatek wirnika i powoduje jego obrót.

Schemat działania jednego z typów turbin pokazano na rysunku. Na wale A zamontowana jest tarcza B, wzdłuż której obrzeża zamocowane są łopatki L. Naprzeciw łopatek znajdują się dysze C, do których doprowadzana jest para z kotła. W dyszach para rozpręża się i opuszczając usta z dużą prędkością, wchodzi do kanałów utworzonych przez łopatki, gdzie traci część swojej energii kinetycznej, która wprawia w ruch obrotowy dysk B wraz z wałem. Rysunek przedstawia koło jednotarczowej turbiny Lavala (bez obudowy).

Silnik spalinowy

Silniki parowe i turbiny parowe wykorzystują parę wodną z kotłów parowych do konwersji energii paliwa na energię mechaniczną. Wraz z tym istnieją silniki cieplne, w których cylindrach zachodzą jednocześnie procesy spalania paliwa, uwalnianie energii i jej wykonanie dzięki części jej pracy mechanicznej; takie silniki nazywają się silniki z zapłonem wewnętrznym... Silniki te wykorzystują paliwa płynne lub gazowe. Paliwa płynne są odparowywane lub rozpraszane w powietrzu przed spalaniem.

Rozważ urządzenie czterosuwowego silnika samochodowego gaźnika. Zasada działania silników stosowanych w traktorach i samolotach jest podobna do działania samochodu.

Schemat czterosuwowego silnika spalinowego oraz schemat działania takiego silnika pokazano na rysunku.

Na schemacie widać, że tłok B może swobodnie poruszać się wewnątrz cylindra A. W górnej części cylindra znajdują się dwa zawory. Przez zawór D wtryskiwana jest tak zwana mieszanka palna, składająca się z powietrza i najmniejszych cząstek paliwa płynnego lub gazowego. Zawór E służy do usuwania spalin z cylindra; C - zapalnik (świeca), której celem jest zapalenie mieszanki nad tłokiem.

Kotły parowe

Jedną z głównych części elektrowni parowej jest kocioł. Każdy kocioł parowy składa się z paleniska do spalania paliwa, komory spalania, walczaka kotła z komorą wodno-parową, hermetycznie zamkniętego. Każdy kocioł ma określoną wydajność, mierzoną ilością wody, jaką może odparować w ciągu godziny przy określonej temperaturze i ciśnieniu. Część kotła, która styka się z płomieniem podczas pożaru, nazywa się powierzchnia grzewcza.

Na zdjęciu kocioł na dym. Wewnątrz tego kotła znajduje się rząd rur A, przez które produkty spalania przechodzą do komina B, skąd wchodzą do komina. Takie kotły są instalowane na lokomotywach i lokomotywach parowych. Liczne płomieniówki zapewniają ogromną powierzchnię grzewczą, co pozwala na maksymalne wykorzystanie energii uzyskanej ze spalania paliwa. Woda w tych kotłach znajduje się między płomienicami.

Możesz zrobić kotły inaczej: przepuścić wodę przez rury, a płomień między rurami. Takie kotły nazywają się rura wodna.

Rodzaje silników odrzutowych

Wszystkie typy silników odrzutowych składają się z następujących głównych części: 1) zbiornika paliwa, 2) komory spalania tego paliwa, 3) urządzeń zapewniających dopływ paliwa do komory spalania i odpływ produktów spalania. W zależności od rodzaju stosowanego paliwa silniki odrzutowe dzielą się na dwie duże grupy: silniki na paliwo stałe, silniki na paliwo ciekłe.

Najprostszym przykładem silnika na paliwo stałe jest rakieta prochowa. W rakiecie podczas spalania prochu powstają gazy, które wyrzucane są z korpusu rakiety, tworząc ciąg odrzutowy.

W silnikach odrzutowych na paliwo ciekłe (LRE) spalają się paliwa płynne (produkty naftowe, alkohol itp.). Silniki odrzutowe na ciecz były używane pod koniec II wojny światowej w samolotach rakietowych dalekiego zasięgu. Prędkość samolotu pociskowego osiągnęła 5400 km / godz o zasięgu lotu 290-300 km i wysokości trajektorii 100 km.

Silnik rakietowy do komunikacji międzyplanetarnej, wynaleziony przez K.E. Tsiołkowskiego, należy do tego samego typu silników.

Silnik parowy

W silniku parowym energia pary jest bezpośrednio zamieniana na energię ruchu tłoka.

Rysunek przedstawia schemat urządzenia jednocylindrowego silnika parowego. Para z kotła parowego rurą A wchodzi do rozdzielnicy pary B, a stamtąd do cylindra roboczego C - naprzemiennie z jednej strony na drugą tłoka. Para jest rozprowadzana za pomocą szpuli Z.

Kiedy para wchodzi do prawej strony cylindra, popycha tłok w lewo, a para wylotowa jest przemieszczana i wychodzi przez rurę wylotową (ta rura nie jest pokazana na rysunku). Wtedy przeciwnie, para wchodzi do lewej strony cylindra i popycha tłok w prawo.

Za pomocą pręta E, korbowodu F i korby K ruch posuwisto-zwrotny tłoka jest zamieniany na ruch obrotowy wału maszyny i koła zamachowego. Z kolei koło zamachowe, poprzez mechanizm przekładni L i M, porusza szpulą, która naprzemiennie wpuszcza parę z prawej, a potem z lewej strony tłoka.