Тепловые двигатели

Август 8, 2022

Главная
Физика
Тепловые двигатели

Содержание

3. Тепловыми двигателями (машинами) называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. Существует несколько
4. Идеальная тепловая машина С.Карно (1796-1832) Французский ученый С.Карно рассмотрел вооб-ражаемый идеальный кру-говой процесс, в каждом цикле
5. Схема устройства Идеальная тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника. В качестве рабочего тела
6. Паровая машина В XVII-XVIII веках над изобретением паровой машины трудились англичанин Томас Ньюкомен (1668-1729), француз Дени
7. Цилиндр Папина Папин построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался поршень. Поршень был связан
8. Позднее паровую машину сконструиро-вал – английский кузнец Т. Ньюкомен. Он умело использовал многое из того, что
9. Понадобилось еще 50 лет, прежде чем был построен универсальный паровой двигатель. Это произошло в России, на
10. Паровая машина Ползунова в действии
11. Машина предназначалась для воздуходувных мехов, нагнетающих воздух в плавильные печи. Главной особенностью было то, что рабочий
12. Создателем другого универсального парового двигателя, который получил широкое распространение, стал английский механик Джеймс Уатт. Паровая машина
13. Заслуга Уатта заключалась в кардинальном усо-вершенствовании парового двигателя и в увеличе-нии его КПД в 2,8 раза.
14. 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – шатун; 5 – вал; 6
15. Паровые машины имеют сравнительно низкий КПД. У первой машины Уатта он был равен 1%, после отделения
16. Первый паровоз Паровоз Черепановых В феврале 1956 года самыми высшими инстанциями советского государства было принято решение
17. Паровые турбины Рабочим телом паровой турбины служит пар. Проходя через турбину, пар расширяется, и его энергия
18. Схема устройства
19. Принцип работы Выходящий из сопла пар, действуя на лопатки, вра-щает ротор и вал.
20. Эксплуатационные характеристики КПД около 40%
21. Крупные паровые турбины устанавливают на тепловых электростанциях для вращения генераторов, вырабатывающих электроэнергию.
22. Газовая турбина Установка газовой турбины на электростанции Назначение: преобразование энергии газа в механическую энергию вращения ротора
23. Схема газовой турбины
24. Принцип работы газовой турбины В газовых турбинах используется энергия газа, получающегося при сгорании топлива.
25. Эксплуатационные характеристики КПД около 25-30%
26. Газовые турбины широко используются в ракетах, в железнодорожном и автомобильном транспорте.
27. Газовые турбины устанавливают на электростанциях.
28. Двигатели внутреннего сгорания Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.
29. Четырёхтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания У этого двигателя образование горючей смеси происходит в специальном приборе –
30. Принцип работы: 1-ый такт – впуск Впускной клапан открыт. Поршень движется вниз. В цилиндре образуется разряжение,
31. 2-ой такт – сжатие Оба клапана закрыты. Поршень движется вверх. Горючая смесь сжимается. В конце такта
32. 3-ий такт – рабочий ход Оба клапана закрыты. Под действием силы дав-ления газов поршень движется вниз.
33. 4-ый такт – выпуск Выпускной клапан открыт. Поршень движется вверх и выталкивает оставшиеся продукты горения. В
34. Эксплуатационные характеристики КПД около 18-24%
35. Применение
36. Вопросы: Где сгорает топливо? Как топливо попадает в ДВС? За сколько тактов совершается один рабочий цикл
37. Четырёхтактный дизель Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.
38. Эксплуатационные характеристики КПД около 40-44%
39. Применение
40. Реактивный двигатель Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию. Внешний вид реактивного двигателя
41. Схема устройства реактивного двигателя
42. Принцип работы Горючая смесь поступает в камеру, где воспламеняется запальной свечой. Расширяющиеся газы с большой скоростью
43. Эксплуатационные характеристики КПД около 25%
44. Применение
46. Вопросы: Какие виды энергии преобразуются из одного вида в другой при работе паровой машины? Для чего
48. Скачать презентацию

Слайд 2

Слайд 3

Тепловыми двигателями (машинами) называют машины, в которых внутренняя энергия топлива

превращается в механическую энергию.
Существует несколько видов тепловых двигателей:
паровая машина,
двигатели внутреннего сгорания, реактивный двигатель,
паровая и газовая турбины.

Слайд 4

Идеальная тепловая машина
С.Карно (1796-1832)
Французский ученый С.Карно рассмотрел вооб-ражаемый идеальный кру-говой процесс,

в каждом цикле которого в механи-ческую работу превраща-ется максимальное коли-чество внутренней энер-гии.

Слайд 5

Схема устройства
Идеальная тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника.

В качестве рабочего тела используется иде-альный газ.

Слайд 6

Паровая машина
В XVII-XVIII веках над изобретением паровой машины трудились
англичанин Томас

Ньюкомен
(1668-1729),
француз Дени Папин
(1647-1714),
русский ученый И.И Ползунов
(1728-1766)
и многие другие.

Слайд 7

Цилиндр Папина
Папин построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался

поршень. Поршень был связан тросом, перекинутым через блок, с грузом, который вслед за поршнем также поднимался и опускался. По мысли Папина, поршень можно было связать с какой-либо машиной, например, с водяным насосом. Работал этот двигатель следующим образом. В нижнюю часть цилиндра под поршень наливали воду, а сам цилиндр разогревали снизу. Образующийся пар поднимал поршень. Затем цилиндр охлаждали, и находящийся в нем пар конденсировался – снова превращался в воду. Поршень под действием своего веса и атмосферного давления опускался вниз.

Слайд 8

Позднее паровую машину сконструиро-вал – английский кузнец Т. Ньюкомен. Он умело

использовал многое из того, что было придумано до него Папином, но его машина была очень огромна (высотой с четырех-пятиэтажный дом) и "прожорлива".

Паровой насос Ньюкомена

Слайд 9

Понадобилось еще 50 лет, прежде чем был построен универсальный паровой

двигатель. Это произошло в России, на одной из отдаленных ее окраин - Алтае, где в это время работал гениальный русский изобретатель, солдатский сын Иван Ползунов.
В отличие от парового насоса Ньюкомена и других, уже известных на тот момент, о которых Ползунов знал и недостатки которых осознавал, его проект был машиной непрерывного действия.

Слайд 10

Паровая машина Ползунова в действии

Слайд 11

Машина предназначалась для воздуходувных мехов, нагнетающих воздух в плавильные печи.

Главной особенностью было то, что рабочий вал качался непрерывно, без холостых пауз. Это достигалось тем, что Ползунов предусмотрел вместо одного цилиндра два попеременно работающих.
Пока в одном цилиндре поршень под действием пара, поднимался вверх, в другом пар конденсировался, и поршень шел вниз. Оба поршня были связаны одним рабочим валом, который они поочередно поворачивали то в одну сторону, то в другую.
Рабочий ход машины осуществлялся не за счет атмосферного давления, как у Ньюкомена, а благодаря работе пара в цилиндрах.

Слайд 12

Создателем другого универсального парового двигателя, который получил широкое распространение, стал

английский механик Джеймс Уатт.

Паровая машина Уатта

Первая машина Уатта была пароатмосфер-ной. Затем холодиль-ник в ней был отделен от цилиндра, что по-высило ее КПД.
Было введено и другое усовершенствование - двухстороннее дейст-вие пара на поршень.

Слайд 13

Заслуга Уатта заключалась в кардинальном усо-вершенствовании парового двигателя и в увеличе-нии

его КПД в 2,8 раза. Начиная с 80-х годов XVIII в. и до начала XX в. в течение примерно 120 лет паро-вой двигатель Уатта был основной энергетической установкой. На графике показано как изменялась общая установленная мощность паровых двигателей в течение XIX в.

Слайд 14

1 – цилиндр;
2 – поршень;
3 – шток;
4

– шатун;
5 – вал;
6 – маховые колёса;
7 – патрубок.

Схема паровой машины

Слайд 15

Паровые машины имеют сравнительно низкий КПД. У первой машины Уатта он

был равен 1%, после отделения холодильника от цилиндра он повысился до 3%. В середине XIX века удалось получить КПД, равным 6%, а в половине XX века, он достиг 18%.

Паровая машина нашла своё применение в
паровозах.

Слайд 16

Первый паровоз
Паровоз Черепановых
В феврале 1956 года самыми высшими инстанциями советского

государства было принято решение "О генеральном плане электрификации железных дорог". В стране прекратили постройку паровозов.

Слайд 17

Паровые турбины
Рабочим телом паровой турбины служит пар. Проходя через турбину, пар

расширяется, и его энергия преобразуется в механическую энергию вращения ротора.

Слайд 18

Схема устройства

Слайд 19

Принцип работы
Выходящий из сопла пар, действуя на лопатки, вра-щает ротор и

вал.

Слайд 20

Эксплуатационные характеристики
КПД около 40%

Слайд 21

Крупные паровые турбины устанавливают на тепловых электростанциях для вращения генераторов, вырабатывающих

электроэнергию.

Слайд 22

Газовая турбина
Установка газовой турбины на электростанции
Назначение: преобразование энергии газа в

механическую энергию вращения ротора

Слайд 23

Схема газовой турбины

Слайд 24

Принцип работы газовой турбины
В газовых турбинах используется энергия газа, получающегося при

сгорании топлива.

Слайд 25

Эксплуатационные характеристики
КПД около 25-30%

Слайд 26

Газовые турбины широко используются в ракетах, в железнодорожном и автомобильном

транспорте.

Слайд 27

Газовые турбины устанавливают на электростанциях.

Слайд 28

Двигатели внутреннего сгорания
Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.

Слайд 29

Четырёхтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания
У этого двигателя образование горючей смеси происходит

в специальном приборе – карбю-раторе.
Полный цикл двигателя совершается за два оборота ко-ленчатого вала.
График цикла работы этого двигателя близок к графику цикла Карно.

Слайд 30

Принцип работы:
1-ый такт – впуск
Впускной клапан открыт. Поршень движется вниз. В

цилиндре образуется разряжение, и в него из карбюратора поступает горючая смесь, состоящая из паров бензина и воздуха.

Слайд 31

2-ой такт – сжатие
Оба клапана закрыты. Поршень движется вверх. Горючая

смесь сжимается.
В конце такта сжатия рабочая смесь поджигается электрической искрой и давление резко возрастает. Рабочее тело получает количество теплоты Q1.

Слайд 32

3-ий такт – рабочий ход
Оба клапана закрыты. Под действием силы

дав-ления газов поршень движется вниз. Газ совершает работу.
В конце рабочего хода открывается выпускной клапан и газ выходит в атмосферу, унося с собой количество теплоты Q2.

Слайд 33

4-ый такт – выпуск
Выпускной клапан открыт. Поршень движется вверх и выталкивает

оставшиеся продукты горения. В ДВС рабочее тело (газ) не приводится к начальному состоянию, т.к. его надо было бы очистить от продуктов сгорания и насытить кислородом. В цилиндры всасывается новая порция воздуха, смешанного с парами бензина, и цикл повторяется.

Слайд 34

Эксплуатационные характеристики
КПД около 18-24%

Слайд 35

Применение

Слайд 36

Вопросы:
Где сгорает топливо?
Как топливо попадает в ДВС?
За сколько тактов совершается один

рабочий цикл двигателя?
Что происходит в двигателе при 1 такте?
Как называется 2 такт?
В каком такте совершается работа?
Как называется 4 такт?

Слайд 37

Четырёхтактный дизель
Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.

Слайд 38

Эксплуатационные характеристики
КПД около 40-44%

Слайд 39

Применение

Слайд 40

Реактивный двигатель
Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.
Внешний вид

реактивного двигателя

Слайд 41

Схема устройства реактивного двигателя

Слайд 42

Принцип работы
Горючая смесь поступает в камеру, где воспламеняется запальной свечой. Расширяющиеся

газы с большой скоростью выходят через сопла, вследствие чего установка получает импульс, направленный вперед.

Слайд 43

Эксплуатационные характеристики
КПД около 25%

Слайд 44

Применение

Слайд 45

Слайд 46

Вопросы:
Какие виды энергии преобразуются из одного вида в другой при

работе паровой машины?
Для чего служат машины?
Может ли машина иметь КПД 100%?
Как повысить КПД машины?
Во время каких тактов закрыты оба клапана в ДВС?
Почему в паровой турбине температура отработанного пара ниже, чем температура пара, поступающего к лопастям турбины?

Тепловые двигатели

Содержание

Тепловыми двигателями (машинами) называют машины, в которых внутренняя энергия топлива

Идеальная тепловая машинаС.Карно (1796-1832)Французский ученый С.Карно рассмотрел вооб-ражаемый идеальный кру-говой процесс,

Схема устройстваИдеальная тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника.

Паровая машина В XVII-XVIII веках над изобретением паровой машины трудилисьангличанин Томас

Цилиндр ПапинаПапин построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался

Позднее паровую машину сконструиро-вал – английский кузнец Т. Ньюкомен. Он умело

Понадобилось еще 50 лет, прежде чем был построен универсальный паровой

Паровая машина Ползунова в действии

Машина предназначалась для воздуходувных мехов, нагнетающих воздух в плавильные печи.

Создателем другого универсального парового двигателя, который получил широкое распространение, стал

Заслуга Уатта заключалась в кардинальном усо-вершенствовании парового двигателя и в увеличе-нии

1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4

Паровые машины имеют сравнительно низкий КПД. У первой машины Уатта он

Первый паровозПаровоз Черепановых В феврале 1956 года самыми высшими инстанциями советского

Паровые турбиныРабочим телом паровой турбины служит пар. Проходя через турбину, пар

Схема устройства

Принцип работыВыходящий из сопла пар, действуя на лопатки, вра-щает ротор и

Эксплуатационные характеристикиКПД около 40%

Крупные паровые турбины устанавливают на тепловых электростанциях для вращения генераторов, вырабатывающих

Газовая турбинаУстановка газовой турбины на электростанции Назначение: преобразование энергии газа в

Схема газовой турбины

Принцип работы газовой турбиныВ газовых турбинах используется энергия газа, получающегося при

Эксплуатационные характеристикиКПД около 25-30%

Газовые турбины широко используются в ракетах, в железнодорожном и автомобильном

Газовые турбины устанавливают на электростанциях.

Двигатели внутреннего сгорания Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.

Четырёхтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгоранияУ этого двигателя образование горючей смеси происходит

Принцип работы:1-ый такт – впускВпускной клапан открыт. Поршень движется вниз. В

2-ой такт – сжатие Оба клапана закрыты. Поршень движется вверх. Горючая

3-ий такт – рабочий ход Оба клапана закрыты. Под действием силы

4-ый такт – выпускВыпускной клапан открыт. Поршень движется вверх и выталкивает

Эксплуатационные характеристикиКПД около 18-24%

Применение

Вопросы:Где сгорает топливо?Как топливо попадает в ДВС?За сколько тактов совершается один

Четырёхтактный дизель Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.

Эксплуатационные характеристикиКПД около 40-44%

Применение

Реактивный двигатель Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.Внешний вид

Схема устройства реактивного двигателя

Принцип работыГорючая смесь поступает в камеру, где воспламеняется запальной свечой. Расширяющиеся

Эксплуатационные характеристикиКПД около 25%

Применение

Вопросы:Какие виды энергии преобразуются из одного вида в другой при

Похожие презентации

Идеальная тепловая машина
С.Карно (1796-1832)
Французский ученый С.Карно рассмотрел вооб-ражаемый идеальный кру-говой процесс,

Схема устройства
Идеальная тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника.

Паровая машина
В XVII-XVIII веках над изобретением паровой машины трудились
англичанин Томас

Цилиндр Папина
Папин построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался

1 – цилиндр;
2 – поршень;
3 – шток;
4

Первый паровоз
Паровоз Черепановых
В феврале 1956 года самыми высшими инстанциями советского

Паровые турбины
Рабочим телом паровой турбины служит пар. Проходя через турбину, пар

Принцип работы
Выходящий из сопла пар, действуя на лопатки, вра-щает ротор и

Эксплуатационные характеристики
КПД около 40%

Газовая турбина
Установка газовой турбины на электростанции
Назначение: преобразование энергии газа в

Принцип работы газовой турбины
В газовых турбинах используется энергия газа, получающегося при

Эксплуатационные характеристики
КПД около 25-30%

Двигатели внутреннего сгорания
Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.

Четырёхтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания
У этого двигателя образование горючей смеси происходит

Принцип работы:
1-ый такт – впуск
Впускной клапан открыт. Поршень движется вниз. В

2-ой такт – сжатие
Оба клапана закрыты. Поршень движется вверх. Горючая

3-ий такт – рабочий ход
Оба клапана закрыты. Под действием силы

4-ый такт – выпуск
Выпускной клапан открыт. Поршень движется вверх и выталкивает

Эксплуатационные характеристики
КПД около 18-24%

Вопросы:
Где сгорает топливо?
Как топливо попадает в ДВС?
За сколько тактов совершается один

Четырёхтактный дизель
Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.

Эксплуатационные характеристики
КПД около 40-44%

Реактивный двигатель
Назначение: превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.
Внешний вид

Принцип работы
Горючая смесь поступает в камеру, где воспламеняется запальной свечой. Расширяющиеся

Эксплуатационные характеристики
КПД около 25%

Вопросы:
Какие виды энергии преобразуются из одного вида в другой при