Тепловые двигатели и двигатели внутреннего сгорания
Тепловые двигатели и двигатели внутреннего сгорания
Развитие техники зависит от умения использовать громадные запасы внутренней энергии. Использовать эту энергию- это значит совершать за счет ее полезную работу. Рассмотрим источники, которые совершают работу за счет внутренней энергии.
Презентация о тепловых двигателях и двигателях внутреннего сгорания c описанием и иллюстрациями. Отличная помощь в проведении урока по данной теме. Позволяет визуализировать предлагаемую для обучающихся информацию.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
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.
Для работы теплового двигателя необходимо создать равность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины.
Виды тепловых двигателей:
По роду топлива различают: жидкостные и газовые ; по рабочему циклу: непрерывного действия, 2- и 4-тактные ; по способу приготовления горючей смеси: с внешним (карбюраторные) и внутренним (дизельные) смесеобразованием ; по виду преобразователя энергии: поршневые, турбинные, реактивные и комбинированные.
Поршневой двигатель внутреннего сгорания
Двигатель внутреннего сгорания, тепловой двигатель, в котором часть химической энергии топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую энергию.
Поршневые двигатели также разделяются на три группы: на двигатели, которые работают по циклу Отто (карбюраторные) , циклу Дизеля (дизельные) и по циклу Тринклера с использованием форсунки (механический распылитель жидкости или газа).
Турбинные двигатели
Двигатель Стирлинга - тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания.
Роторный (турбинный) двигатель внешнего сгорания
Роторный (турбинный) двигатель внутреннего сгорания
Газовые турбины позволяют получать большие мощности при сравнительно небольших размерах. Они широко используются в авиации, корабельных установках, на железнодорожном транспорте и постепенно внедряются на теплоэлектростанциях.
Турбовинтовой двигатель - часть тяги создаёт за счёт винта, другую часть за счёт отдачи выхлопных газов. По конструкции он представляет собой газовую турбину (роторный двигатель внутреннего сгорания), на вал которой насажен воздушный винт.
Реактивные и ракетные двигатели
Идея реактивного и ракетного двигателя состоит в том, чтобы тяга создавалась не винтом, а отдачей выхлопных газов двигателя.
Турбореактивный двигатель
Прямоточный ВРД (воздушно-реактивный двигатель )
Ракетный двигатель - может создавать тягу в безвоздушном пространстве.
Твёрдотопливный ракетный двигатель
Гибридный ракетный двигатель
ЖРД (жидкостный ракетный двигатель)
Твёрдотельные двигатели - в качестве рабочего тела используется твёрдое тело; изменяется не объём рабочего тела, а его форма. Позволяет использовать рекордно малый перепад t ° .
Каждый из этих видов двигателей имеет свои положительные и отрицательные качества.
Принцип действия теплового двигателя:
Наиболее широко используются поршневые двигатели внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания – это тепловая машина, в которой топливо сжигается в цилиндре под поршнем. Теплота сгорания при этом превращается в работу при помощи поршня и кривошипно-шатунного механизма. Цилиндр имеет два отверстия с клапанами, через один из которых происходит впрыск рабочего тела (воздуха или смеси воздуха с парами бензина), а через другой выход продуктов сгорания после завершения цикла.
Работа , совершаемая двигателем, равна:
Где: — количество теплоты, полученное от нагревателя,
— количество теплоты, отданное охладителю.
Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя рассчитывается как отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:
Часть теплоты при передаче неизбежно теряется, поэтому КПД двигателя менее 1. Максимально возможным КПД обладает двигатель Карно. КПД двигателя Карно зависит только от абсолютных температур нагревателя и охладителя:
Согласно формуле, коэффициент полезного действия двигателя зависит от степени сжатия. Увеличение меры сжатия ограничено самовозгоранием топлива, что резко снижает экономичность двигателя.
Вид транспорта
Вид двигателя
автомобильный
ДВС(карбюраторный, дизельный)
железнодорожный
Дизельный, электрический
водный
ДВС, паровая турбина
воздушный
Поршневой, реактивный, турбореактивный
Двигатель внутреннего сгорания
Двигатель внутреннего сгорания (сокращённо ДВС) — это тип двигателя, тепловой машины, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.
Рядный четырёхцилиндровый двигатель внутреннего сгорания
Электромагнитный двигатель
Изобретение относится к энергомашиностроению и электротехнике, а именно к устройствам, использующим энергию постоянных и электромагнитов. Оно может быть использовано в качестве привода с широким диапазоном мощности для экологически чистых двигателей, электрогенераторов.
Газовые и бензиновые двигатели
Бензиновыедвигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой.
Газовыйдвигатель — тепловая машина, работающая по тепловому циклу Отто, когда теплота подводится к рабочему телу при постоянном объёме. Отличие от бензиновых двигателей , работающих по этому циклу — более высокая степень сжатия (около 17-ти).
Дизельный двигатель
Дизельныйдвигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу воспламенения распыленного топлива от соприкосновения с разогретым сжатым воздухом.
Паровая турбина
это тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь совершает механическую работу на валу.
Газовая турбина
это двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого энергия сжатого и/или нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу.[1][2] Горение топлива может происходить как вне турбины, так и в самой турбине.[источник не указан 89 дней] Основными элементами конструкции являются ротор (рабочие лопатки, закреплённые на дисках) и статора выполненного в виде выравнивающего аппарата (направляющие лопатки, закреплённые в корпусе).
Ракетный двигатель
Сила тяги в ракетном двигателе возникает в результате преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела. В зависимости от вида энергии, преобразующейся в кинетическую энергию реактивной струи, различают химические ракетные двигатели, ядерные ракетные двигатели и электрические ракетные двигатели.
Воздушно-реактивный двигатель
тепловой реактивный двигатель, в качестве рабочего тела которого используется разогретая смесь атмосферного воздуха и продуктов горения топлива. Нагрев происходит за счёт химической реакции окисления горючего кислородом из атмосферного воздуха. Ускорение рабочего тела происходит за счет повышения давления вследствие его нагрева.
Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу…
Не стоит забывать, что 1 тонна бензина выделяет 500-800 кг вредных веществ. В атмосферу ежегодно выбрасывается
5 млрд. тонн СО2. В состав выхлопных газов входит 1200 компонентов, в том числе оксиды углерода, азота, свинца и т. п.
Вывод: Тепловые двигатели
принося пользу человечеству, неблагоприятно
влияют на окружающую нас природу
повышают температуру окружающей среды
Рассеяние в атмосферу огромного количества тепловой энергии приводит к повышению температуры на планете. Потепление климата грозит обернуться таянием ледников и катастрофическими бедствиями
загрязняют атмосферу
Накопленный в атмосфере углекислый газ, замедляет уход теплового излучения Земли в космос. Возникает так называемый
парниковый эффект
Приводят к гибели экосистем Оксиды азота, содержащиеся в продуктах сгорания топлива в выхлопных газах соединяются с атмосферной влагой образуют кислотные дожди, являющиеся причиной эрозии почвы, замедление роста деревьев, сокращение количества диких животных, снижение урожайности в сельскохозяйственной отрасли.
Влияют на здоровье людей
тяжелые металлы, попадающие в воду в следствии кислотных дождей, вызывают онкологические патологии, серьезные заболевания печени, нервной системы, почек и желудка, развитие астмы, заболеваний дыхательных путей и сердечно – сосудистых заболеваний.
Использование простых правил поможет снизить накопление газов в атмосфереВо-первых, необходимо следить за состоянием своей машины. Чем больше «запущена» машина, тем больше топлива она будет «кушать».Во-вторых, в наше время - пробок, необходимо, чтоб двигатель машины не работал длительное время в холостую.В-третьих, если Вам нет надобности уменьшить компрессию, постарайтесь не ездить на высокой скорости на пониженных передачах.
