история тепловых машин

Теплові машини

Тепловий двигун - це пристрій, здійснює роботу за рахунок використання внутрішньої енергії, теплова машина, що перетворює тепло на механічну енергію, використовує залежність теплового розширення речовини від температури Приклади теплових машин: 1.Двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) а) карбюраторний двигун б) дизельний двигун в) реактивний двигун 2.Парові та газові турбіни.

Кто и когда построил

Тепловая машина Дж. Уатта

► Деви Папин – английский физик,
один из изобретателей парового двигателя.

► 1680г. –изобрёл паровой котёл

► 1681г. –
Снабдил его предохранительным клапаном

► 1690г. –
Первым использовалпар для поднятия поршня

и описал замкнутый термодинамический цикл
парового двигателя.

► 1707г. –
Представил описание своего двигателя

Машина Папина

Первые повозки Николя Жозефа Кюньо

Тепловые машины могут быть устроены
различным образом, но в любой тепловой
машине должно быть:
рабочее вещество, или тело, которое в
рабочей части машины совершает
механическую работу,
нагреватель, где рабочее вещество получает
энергию
холодильник отбирающий у рабочего тела
тепло.
Рабочим веществом может быть водяной
пар или газ.

Рабочее

тело

Q1

Q2

Нагреватель Т1

Холодильник Т2

Основные части тепловой машины.

A = Q1 – Q2

КПД теплового двигателя (машины)

Коэффициентом полезного действия теплового двигателя
(КПД) называется отношение работы, совершаемой
двигателем, к количеству теплоты, полученному от
нагревателя:

Коэффициент полезного действия любого теплового
двигателя меньше единицы и выражается в процентах.
Невозможность превращения всего количества теплоты,
полученного от нагревателя, в механическую работу является
платой за необходимость организации циклического процесса
и следует из второго закона термодинамики.

disp2.htmdisp2.htm

Цикл Карно. КПД идеального теплового двигателя

Наибольшим КПД при
заданных температурах
нагревателя Tнагр и
холодильника Tхол
обладает тепловой
двигатель, где рабочее
тело расширяется и
сжимается по циклу
Карно график которого
состоит из двух изотерм
(2–3 и 4–1) и двух адиабат
(3–4 и 1–2).

В реальных тепловых двигателях КПД
определяют по экспериментальной механической
мощности N двигателя и сжигаемому за единицу
времени количеству топлива. Так, если за время t
сожжено топливо массой m и удельной теплотой
сгорания q, то

Для транспортных средств справочной
характеристикой часто является объем V сжигаемого

топлива на пути s при механической мощности
двигателя N и при скорости ʋ . В этом случае,
учитывая плотностьr топлива, можно записать
формулу для расчета КПД:

Коэффициент полезного

действия некоторых тепловых

машин.

• Карбюраторный двигатель

25%

• Дизельный двигатель

38%

• Реактивный двигатель

30%

• Паровая турбина

25%

• Газовая турбина

55%

Экологические последствия работы

тепловых двигателей

Интенсивное использование тепловых
машин на транспорте и в энергетике
(тепловые и атомные электростанции)
ощутимо влияет на биосферу Земли. Хотя о
механизмах влияния жизнедеятельности
человека на климат Земли идут научные
споры, многие ученые отмечают факторы,
благодаря которым может происходить такое
влияние:

1. Парниковый эффект – повышение концентрации углекислого
газа (продукт сгорания в нагревателях тепловых машин) в
атмосфере. Углекислый газ пропускает видимое и
ультрафиолетовое излучение Солнца, но поглощает
инфракрасное излучение, идущее в космос от Земли. Это
приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы,
усилению ураганных ветров и глобальному таянию льдов.

2.Прямое влияние ядовитых выхлопных газов на живую
природу (канцерогены, смог, кислотные дожди от побочных
продуктов сгорания).

3.Разрушение озонового слоя при полетах самолетов и
запусках ракет. Озон верхних слоев атмосферы защищает все
живое на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения
Солнца.

Экологические последствия работы тепловых

двигателей