Baza fizică și tipuri de motoare termice - abstracte, pagina 2

Lucrul mecanic în mașini și mecanisme moderne se produce în principal datorită substanțelor energetice interne.

motor de căldură - un dispozitiv pentru convertirea energiei interne a combustibilului în energie mecanică

Este imposibil să ne imaginăm civilizația modernă fără motoare termice.

Lucrul mecanic se face în motor în timpul expansiunii substanței de lucru, deplasați pistonul în cilindru. Pentru ciclică, funcționarea continuă a motorului este necesară pentru a readuce pistonul în poziția sa inițială, și anume comprimarea mediul de lucru. Ușor substanța compresibil este o substanță în stare gazoasă, astfel încât mediul de lucru în motoarele termice folosesc gaz sau vapori.

motor termic constă în repetarea unui mod periodic procesele de compresie și expansiune a gazului. Compresia de gaz nu poate fi spontan, apare numai sub acțiunea unei forțe externe, de exemplu, datorită energiei stocate de volantul motorului în timpul gazului de expansiune.

O lucrare mecanică completă constă în activitatea de extindere a lucrărilor de comprimare a gazelor Arasshi HOAs de gaz efectuate de către forțele de presiune a gazului în timpul comprimării sale. Deoarece compresiv 0 Av) este necesar ca activitatea de comprimare a gazelor a fost mai puțin expansiune de lucru.

Extinderea gazelor de schimbare și contracția volumului Av trebuie să fie aceeași, din cauza dvigatelyayu funcționare ciclică.

Ca urmare, presiunea gazului în compresie trebuie să fie mai mică decât presiunea la expansiune. În cazul în care aceeași cantitate de gaz este mai mică, mai mică temperatura, deci înainte de a gazului de comprimare să fie răcite, adică, adus în contact cu aparatul frigorific - un corp având o temperatură mai scăzută. Pentru lucru mecanic într-un motor termic în timpul expansiunii ciclice a gazului de proces trebuie să aibă loc la o temperatură mai mare de compresie.

Preconditii pentru obținerea în mod ciclic lucru mecanic într-un motor termic - prezența unui încălzitor și un răcitor.

eschestvo producătoare de lucru în motoarele termice, numit mediul fluid de lucru sau de lucru. Fluidul de motoare cu aburi de lucru este abur, în motoarele cu ardere internă - gaz. Motoarele de căldură pot fi aranjate în mod diferit, dar toate au o trăsătură comună - frecvența de acțiune, sau cicluri, rezultând într-un fluid de lucru este returnat la starea inițială.

Cicluri de bază motoarelor termice moderne, prezentate în figura 1.

lucru util comise de aceste motoare, numeric egală cu suprafața figurii delimitată de graficele de procese termice care au loc cu un mediu de lucru.

4.1 motoare cu aburi.

4.1.1 stație de abur-putere.

stație de abur-putere. Funcționarea acestor teley MOTOR produs de abur. In marea majoritate a cazurilor, durerea - este abur, dar poate ma-bus care operează cu perechi de alte substanțe (de exemplu, mercur). turbine cu aburi sunt puse pe stațiile electrice-ing puternice și pe navele mari. Piston mișcare-tor în prezent, sunt utilizate numai în șină și apă de transport (locomotive și treceri de abur).

Pentru a opera motorul cu aburi necesită un număr de mașini și dispozitive auxiliare. Toate aceste lucruri împreună este stația nazvanieparosilovoy. Pe instalația de abur-putere tot timpul circulă aceeași apă.

Fig.2. Echipament de conducere

Apa este transformată în abur în cazan, aburul efectuează lucrarea în turbina (sau o mașină cu piston) și din nou transformată în apă în cuvă, răcit cu apă curentă (Kondo Sartor). Din condensatorul apa rezultată printr-o pompă prin ansamblul, rezervorul (colectare) este trimis din nou la cazan.

În această schemă, încălzitorul este un cazan de abur și condensator - frigider. Deoarece practic aceeași apă (scurgere de abur de mare, iar apa non-adăugată nu este aproape necesar) în kuliruet setarea CIR, este calcarul aproape imposibilă în cazan, adică. E. Depunerea de săruri dizolvate. Acest lucru este important, deoarece scara este rău conducător de căldură și reduce eficiența cazanului. În cazul depunerilor de calcar de pe pereții cazanului este eliminat.

4.1.2 turbine cu abur.

turbina cu abur - un motor termic de tip rotativ, care transformă energia potențială a primei aburului în energie cinetică și apoi în lucru mecanic. turbine cu aburi sunt utilizate în principal în centralele electrice și de propulsie de transport - marine și locomotive precum și utilizate pentru a conduce vehicule suflante puternice și alte agregate.

Turbine (vezi. Figura 4) este format din cilindru din oțel TION în interior, care este un replennymi ax-yk pe acesta rotoarele. Pe colegii lemn sunt lama curbata speciale (b). Me-forward agitatoare duze sau aripi directe conductoare plasate (a). Aburul izbucnind din între on-directioneaza palelor lovește paletele rotorului. Rotorul se rotește în același timp, producând un pa-bot. Cauza vitezei roții într-un NE-jet turbine cu abur doresc să instituie cuplul de reacție. In interiorul turbinei cu abur se extinde și se răcește. turbină printr-o conductă de abur îngust, el iese din ea pentru o țeavă foarte larg.

După un tur de fasole sau de abur motor cu piston intră în condensator, care joacă rolul de frigider. În condensator, perechea trebuie să se transforme HN în apă. Dar aburul condensează numai dacă căldura dissipatable de evaporare prin condensare. Acest lucru se face folosind apa rece. De exemplu, un condensator poate fi în videbarabana Roen gura în interiorul căreia conducta cu apă rece.

În funcție de gradul de expandare a aburului în palele rotorului razlichayutaktivnye ireaktivnyeturbiny. Turbina cu abur se extinde în activă numai în duze, iar presiunea nu se schimbă în timpul trecerii fiecărei coroană cu paletele rotorului. Așa a numit-o presiune egală cu turbină activă takzheturbinoy. Turbinele cu jet de duze, spre deosebire activă se produce expansiune numai parțială a vaporilor; Expansiunea ulterioară are loc în paletelor rotorului. De aceea, uneori reactivă turbina nazyvaetsyaturbinoy suprapresiune.

Fig. Paletele 3 pe Rabo decât o roată de turbină cu abur

TMemo că turbina se poate roti numai într-o singură direcție și viteza de rotație poate varia în limite largi. Acest lucru împiedică utilizarea transportului turbinelor cu abur O, dar este foarte convenabil pentru rotirea electric generatoare-șanț.

Figura 4. Schema unității turbină cu abur

Foarte important pentru e - stații empirice este abilitatea de a construi turbo ne enorma putere (până la 1 000 000 kW sau mai mult), depășind considerabil puterea maximă Dru de tip termic GIH MOTOR-Leu. Acest lucru se datorează bine dimensionalitate de rotație a arborelui turbinei. Când ne-turbo nici un tremor, care sunt obținute în motoarele cu piston pistonul se deplasează înainte și înapoi.

4.1.3 Motorul cu piston cu aburi.

Principiile fundamentale ale motorului cu piston cu aburi de proiectare, inventat în kontseXVIIIveka1 cea mai mare parte a supraviețuit. În prezent, acesta este parțial înlocuit cu alte motoare Ti-Pami. Cu toate acestea, are avantajele sale, pentru a-stavlyayuschie, uneori, preferă turbina. Acest lucru - pro-simplitatea de a face cu ea, capacitatea de a schimba viteza și spate sus.

Baza motorului cu aburi scurtă clasificare a simptomelor se poate baza pe:

Destinația: staționare, locomotiva, marin, lokomobilnye, rutier, etc;.

privind amplasarea și numărul de cilindri: orizontal, vertical, oblic; un singur cilindru și cu mai mulți cilindri - mașini tandem și mașini combinate;

în funcție de numărul de rotații: low-viteză, srednehodnye, de mare viteză;

presiune și o metodă de utilizare a aburului de evacuare: condensare, pentru evacuare în atmosferă, cu contrapresiune, cu o extracție cu abur intermediar;

prin acțiunea aburului asupra pistonului: acțiune simplă și dublă;

de distribuție a aburului de tip: suveică, supape, robinete, debit direct.

Aparate de motor cu aburi prezentat în figura 5. Partea principală a acestuia - tsilindr1 de fier în care ho-dit cilindri porshen2.Ryadom localizate paroras-predelitelny mecanism. Se compune dintr-o cutie de sertar glisant cu un mesaj cu un cazan de abur. În plus față de cazan, cutia de otverstiya3soobschaetsya cu con-condensator (în locomotive de multe ori pur și simplu prin coșul de fum - cu atmosfera) și cilindrul prin intermediul a două okon4i5. Cutia este zolotnik6, un mecanism special acționat de tijă 7, astfel încât, atunci când pistonul se deplasează spre dreapta (Figura A), partea stângă a cilindrului prin okno4soobschaetsya unui cazan de abur, iar dreapta - prin atmosfera okno5s. abur proaspăt intră în cilindru pe stânga și aburul de evacuare din partea dreaptă a cilindrului în atmosferă. Apoi, când mișcarea pistonului-zhetsya stânga (ris.b), se deplasează bobina, astfel încât aburul proaspăt pătrunde în partea dreaptă a cilindrului, și aburul, gazele de culated din partea stângă a atmosferei. Aburul este introdus în cilindrul nu este în tot timpul cursei, dar numai la începutul acesteia. După aceea, datorită formei speciale a perechilor de alunecare este tăiat (nu mai este alimentat în cilindru), iar activitatea este efectuată de abur și se dilată răcește. abur Trim oferă mai multe economii de energie.

Figura 5. Principiul de funcționare al motorului cu aburi

4.2 Motoarele cu combustie internă.

Ciclul Carnot ideal pentru ciclul termodinamic. motor termic Carnot de lucru în conformitate cu acest ciclu are eficiență maximă și puterea de zero.

Ciclul Carnot este numit după fizicianul fraztsuzskom Sadi Carnot, care a explorat pentru prima dată în 1824.

Una dintre cele mai importante proprietăți ale ciclului Carnot este reversibilitate: ea poate fi realizată în ambele direcții, înainte și invers, în care entropia izolat adiabatic (fără schimb de căldură cu mediul) a sistemului nu este schimbat.

Lăsați motorul de căldură include temperatura de încălzire TH, frigider cu temperatura TX și fluidul de lucru.

Ciclul Carnot este format din patru etape: