Презентація "Види теплових двигунів. 8 клас"

Види теплових двигунів

Будова та принцип дії парової турбіни. Парова турбіна (від латин. turbo — вихор, швидке обертання) — один із прикладів парових теплових двигунів.

У парових двигунах енергія, яка виділяється під час згоряння палива, йде на утворення водяної пари та її нагрівання, а вже потім нагріта пара, розширюючись, виконує механічну роботу. Парова машина Ватта. Джеймс Ватт - шотландський винахідник-механік, член Лондонського королівського товариства, творець універсальної парової машини подвійної дії

Схема будови найпростішої парової турбіни1 — сопла; 2 — лопаті;3 — диск; 4 — вал. Стрілками позначено напрямок руху пари. Принцип дії найпростішої парової турбіни. Струмені пари, вихоплюючись через сопла (1), спрямовуються на лопаті (2), закріплені на диску (3). Диск, у свою чергу, нерухомо закріплений на валу (4) турбіни. Під дією пари диск турбіни, а отже, і вал обертаються, тобто пара виконує роботу

Використання парових турбін. В залежності від характеру теплового процесу парові турбіни поділяють на 3 групи: чисто конденсаційні, теплофікаційні та спеціального призначення. Чисто конденсаційні перетворюють максимально можливу частину теплоти пари в механічну роботу. Вони можуть бути стаціонарними або транспортними. Транспортні використовують, як допоміжні двигуні на кораблях і суднах. Теплофікаційні парові турбіни служать для одночасного отримання електричної та теплової енергії. Такі парові турбіни використовують у технологічних цілях (наприклад, для опалювання). Теплові турбіни спеціального призначення зазвичай використовують на металургійних, машинобудівних і хімічних підприємствах. На відміну від інших, теплові турбіни спеціального призначення не виготовлюють великими кількостями, а тільки за спеціальними замовленням.

Двигун внутрішнього згоряння. Нікола́ус Отто (нім. Nicolaus August Otto; 10 червня 1832, Гольцгаузен-ан-дер-Гайде, Таунус — 26 січня 1891, Кельн) — німецький інженер та підприємець, винахідник-самоук, винайшов двигун внутрішнього згоряння.

У процесі роботи двигуна внутрішнього згоряння паливо згоряє безпосередньо всередині його циліндрів. Схема будови найпростішого двигуна внутрішнього згоряння: 1 — циліндр; 2 — поршень; 3 — шатун;4 — колінчастий вал; 5 — клапани; 6 — запальна свічка. Стрілкою позначено напрямок обертання колінчастого вала

Робота чотиритактного двигуна внутрішнього згорянняабвга — усмоктування;б — стиснення; в — робочий хід;г — випускання. У двигуні внутрішнього згоряння є нагрівник (повітряна суміш, що горить), робоче тіло (розжарені гази), холодильник (довкілля).

Дизельні двигуни. Рудольф Дізель (1858–1913), німецький інженер. творець двигуна внутрішнього згорянняіз запалюванням від стиснення пальної суміші

Екологічні проблеми використання теплових двигунів. Шкідливі викиди в атмосферу. Для спалювання палива в теплових машинах витрачається велика кількість кисню. На згоряння різноманітного палива витрачається від 15% до 30% кисню, який виробляється зеленими рослинами. Теплові машини викидають в атмосферу велику кількість оксиду карбону (СО2). Згоряння палива в топках промислових підприємств і теплових електростанцій майже ніколи не буває повним, тому відбувається забруднення повітря золою, пластівцями сажі.

Підсумки. Найдавнішим із теплових двигунів, що застосовують у сучасній техніці, є парова турбіна. Роботу в ній виконує нагріта пара, яка за допомогою сопел спрямовується на лопаті турбіни й обертає її. Ще одним прикладом теплового двигуна є двигун внутрішнього згоряння. У ньому паливо згоряє всередині циліндрів, а нагріте повітря, розширюючись, виконує роботу. Робочий цикл чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння має відповідно чотири такти: усмоктування, стиснення, робочий хід, випускання. Останнім часом дуже гостро стоїть проблема забруднення навколишнього середовища через шкідливі вияви роботи теплових машин.

Контрольні запитання. Які двигуни називають паровими? Назвіть основні частини парової турбіни. Опишіть, як працює парова турбіна. Що в паровій турбіні слугує нагрівником? холодильником? робочим тілом? Звідки походить назва двигуна внутрішнього згоряння? Назвіть основні частини двигуна внутрішнього згоряння та їхнє призначення. Які процеси відбуваються в чотиритактному двигуні внутрішнього згоряння під час кожного з чотирьох тактів? Доведіть, що теплові двигуни завдають шкідливого впливу на довкілля, і запропонуйте способи розв’язання цієї проблеми.