Человечество на протяжении всей своей истории стремилось использовать источники энергии для решения своих задач. На заре истории человек использует воду в качестве источника энергии. Позже, в средние века, человечество научилось использовать энергию ветра. Со временем этого оказалось недостаточно для развития промышленности, ведь ветер не всегда достаточно силен, для того чтобы вращать крылья ветряных мельниц, а вода замерзает зимой. Но в конце XVIII века был изобретен паровой двигатель. Создание тепловых двигателей – необходимый атрибут современной цивилизации. Данная тема очень актуальна, так как прогресс человечества теснейшим образом связан с развитием энергетики, транспорта. Автомобильный транспорт играет огромную роль в формировании современного характера расселения людей и распространении туризма, в территориальной децентрализации промышленности и сферы обслуживания. Овладение новым источником энергии, открытие новых путей её преобразования и использования – это целая эпоха в истории развития цивилизации.
С изобретением парового двигателем стало возможным дальнейшее развитие техники и промышленности. Но паровой двигатель имеет очень низкий коэффициент полезного действия, большую часть полученной при сгорании топлива энергии он попросту выбрасывает в воздух. Поэтому начались исследования по постройке двигателей внутреннего сгорания.
Каждый из рассмотренных нами этапов развития человечества имел свой источник энергии. И каждый последующий источник был более мощным и позволял получать большее количество энергии при меньших затратах.
Итак мы можем сделать вывод, что развитие техники и промышленности напрямую зависит от уровня использования внутренней энергии тел.
Основная часть, Сейчас мы рас смотрим, что называется тепловым двигателем.
Тепловой двигатель – это машина для преобразования тепловой энергии в механическую работу. В тепловом двигателе происходит расширение газа, который давит на поршень, заставляя его перемещаться, или на лопатки турбины, сообщая ему вращение. Тепловой двигатель состоит из: нагревателя (камеры сгорания, парового котла); рабочего тела (газ, пар) и холодильника (внешняя среда, конденсатор).
Тепловые двигатели:
Во всех типах таких двигателей непрерывное или периодически повторяющееся получение работы возможно только в том случае, когда совершающая работу машина не только получает тепло от какого-то тела (нагревателя), но и отдает часть тепла другому телу (охладителю).
Альтернативные источники энергии. Вечные двигатели
... и другие) как вид материи. Поэтому часто вопрос "вечного двигателя" формулировался, как преобразование энергии поля в мощность ... развития и коммерческое использование технологий альтернативной энергетики Несмотря на множество факторов тормозящих развитие исследований, в ряде стран началось развитие ... но не к современной физике. В данном реферате мы рассмотрим ряд способов генерации свободной мощности, ...
Работа , совершаемая двигателем, равна:
- Q H — количество теплоты, полученное от нагревателя,
- Q X — количество теплоты, отданное охладителю.
Общая характеристика тепловых двигателей.
1)Паровая машина
Поздние паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания, паровыми турбинами и электромоторами.
Для привода паровой машины в действия был необходим паровой котёл. Расширяющийся пар давил на поршень , движение которых передается другим механическим частям.
Преимущество парового двигателя — это возможность использовать любой вид
Паровые машины использовались как приводной двигатель в насосных станциях, локомотивах, паровых автомобилях и других транспортных средствах. Они также способствовали распространению коммерческого использования машин на предприятиях и являлись энергетической основой промышленной революции XVIII века. Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определённого вида топлива. Недостатки паровых машин: низкий кпд (от 1 до 20%), ограниченные быстроходность (до 1000 об/мин) и агрегатная мощность (до 30000 л. с. ), а также большие габариты и масса — привели к тому, что производство
2)Паровая турбина –
Паровые турбины используются в качестве первичных двигателей промышленных установок в течение многих лет. Пар, образующийся в паровом котле, расширяясь, под высоким давлением проходит через лопатки турбины. Турбина вращается и производит механическую энергию, используемая генератором для производства электричества. Однако использование тяжелых нефтяных фракций и твердого топлива снижает экологические показатели системы. По умолчанию, паровые турбины производят больше тепла, чем электричества, в результате имеют высокие затраты на установленную мощность.
3)Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
Поршневой двигатель внутреннего сгорания сегодня является самым распространённым тепловым двигателем. Он используется для привода средств наземного, воздушного и водного транспорта, боевой, сельскохозяйственной и строительной техники, электрогенераторов, компрессоров, водяных насосов и прочих машин, как мобильных, так и стационарных, и производится в мире ежегодно в количестве нескольких десятков миллионов изделий.
Тепловые двигатели принцип работы тепловых двигателей
... и атомная энергии. Двигатель внутреннего сгорания. В наше время чаще встречается автомобильный транспорт, который работает на тепловом двигателе внутреннего сгорания, работающем на ... двигателей. Источник [Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/istoriya-teplovogo-dvigatelya/ Реферат: Тепловые двигатели Доклад по физике Название: Тепловые двигатели Раздел: Рефераты по физике Тип: реферат ...
Мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания колеблется в пределах от нескольких ватт (двигатели авиа-, мото- и судомоделей) до 75 000 кВт (судовые двигатели).
. Все современные двигатели работают на бензине или дизельном топливе.
Недостатком ДВС является то, что он вырабатывает большое количество токсичные выбросы, громоздкость, сильный шум, необходимость охлаждения и
4)Газовая турбина –
Преимущество:
- Очень высокое отношение мощности к весу, по сравнению с поршневым двигателем;
- КПД на максимальных оборотах выше, чем у поршневых двигателей.
- Меньшее количество движущихся частей, чем у поршневого двигателя.
- Низкие эксплуатационные нагрузки.
- Высокая скорость вращения.
- Низкая стоимость и потребление смазочного масла.
Недостатки газовых двигателей: высокая стоимость, задержка отклика настроек мощности.
5)Реактивный двигатель –
Для создания реактивной тяги необходимы источник исходной энергии, которая преобразуется в
Важным этапом в развитии идеи реактивного движения была идея применения ракеты в качестве двигателя для летательного аппарата. Н. Е. Жуковский в работах «О реакции вытекающей и втекающей жидкости» (1880-е годы) и «К теории судов, приводимых в, движение силой реакции вытекающей воды» (1908 г.) впервые разработал основные вопросы теории реактивного двигателя.
Реактивные твердотопливные двигатели очень надежны, могут долго храниться, а следовательно, постоянно готовы к запуску. Они применяются в авиации и космонавтике, в самолетах и в космических аппаратах.
Принцип действия тепловых двигателей.
Каждый тепловой двигатель состоит из 3 основных элементов: рабочее тело (например, газ), которое совершает работу в двигателе; нагреватель, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой затем идет на совершение работы; холодильника, которым могут являться атмосфера или специальные устройства.
Работа теплового двигателя
deltaU = U2 — U1 = О,
значит,
Q1 = Q2 + A пол + Qпотерь:
где (Q— энергия потерь за один цикл, которая расходуется на теплообмен с окружающей средой, на трение и т. д. Таким образом, полезная работа, совершаемая за цикл, Aпол ≤ Q1 — Q2 где в случае равенства речь идет об идеальном двигателе, в котором нет потерь энергии.
Характеристика тепловых двигателей.
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.
Принцип работы реактивного двигателя
... . Относятся к классу воздушно-реактивных двигателей энергия. В этом случае рабочее тело представляет собой раскалённые газы — продукты сгорания химического топлива. При работе Р. д. химическая энергия сгорающих веществ преобразуется в ...
