nevoie pentru utilizarea energiei mecanice în producția dus la mașini termice.
motor termic motoare termice dispozitiv
(motor termic) - un dispozitiv de conversie a energiei interne în energie mecanică.
Orice motor termic are un incalzitor, fluidul de lucru (gaz sau vapori), care își desfășoară activitatea de încălzire (se rotește un arbore turbină, se mișcă cu piston, și așa mai departe) și un frigider.Figura de mai jos prezintă o diagramă a motorului termic.Bază
a motoarelor termice actuale
Fiecare funcționare motor termic din cauza motorului.Pentru a efectua munca pe care trebuie să de fiecare parte a motorului cu piston sau cu turbină lamele a fost diferență de presiune.Această diferență se realizează în toate motoarele de căldură, după cum urmează: temperatura corpului lucru ridică sute sau mii de grade în comparație cu temperatura ambiantă.In turbine cu gaz și motoarele cu ardere internă (ICE), temperatura crește datorită faptului că combustibilul este ars în interiorul motorului.Frigider poate acționa atmosferă sau cu destinație specială dispozitive pentru condensarea și răcire abur deșeurilor.Ciclu
Carnot
ciclu (proces ciclic) - un set de schimbări în starea de gaz, ca urmare a care se revine la starea inițială (poate face treaba).În 1824, fizicianul francez Sadi Carnot a arătat că este avantajos să se ciclu motor termic (ciclu Carnot), care constă din două procese - izotermă și adiabatică.Figura de mai jos arată o reprezentare grafică a ciclului Carnot: 1-2 și 3-4 zile - izotermă, 2-3, iar 4 la 1 - adiabatic.
În conformitate cu legea de conservare a energiei, activitatea de motoare termice, care poartă motor, este:
A = Q1- Q2,
unde Q1 - cantitatea de caldura care este produs din încălzitorul, și Q2 - cantitatea de căldură care esteexpediate la frigider.Eficienta termica
este raportul a mașinii de lucru A, care execută motorul cu cantitatea de căldură care se obține de la sistemul de încălzire:
η = A / Q = (Q1- Q2) / Q1 = 1 - T2 / T1.
În "Gânduri despre forța motrice de foc și pe masini care sunt în măsură să dezvolte această forță" (1824) a descris motorul termic Carnot numit "motor termic ideale cu un gaz ideal care este un organism de lucru."Datorită legile termodinamicii poate calcula eficiența (maxim posibil), cu motor termic de încălzire, care are o temperatură T1, și un frigider cu T2 temperatura.Carnot eficienta motorului termic este:
ηmax = (T1 - T2) / T1 = 1 - T2 / T1.
Sadi Carnot dovedit că ceea ce vrei este un motor termic real, care opereaza cu un încălzitor cu un T1 temperatură și un frigider cu un T2 temperatura nu este în măsură să aibă o COP, care ar fi mai mare decât randamentul unui motor termic (ideală).
motor cu ardere internă (ICE)
patru timpi motor cu combustie internă constă din unul sau mai mulți cilindri, piston, mecanism manivelă, supape de admisie și evacuare, scânteie.Ciclu de lucru
este format din patru măsuri:
1) de aspirație - amestec combustibil curge prin supapa din cilindru;
2) comprimare - ambele supape închise;
3) accident vascular cerebral - arderea explozivă a amestecului carburant;
4) de evacuare - emisiile de gaze.Turbina cu abur
în conversia energiei turbină cu abur are loc ca urmare a diferenței de presiune a vaporilor de apă la intrarea și ieșirea.
putere de turbine cu abur moderne ajunge 1300 MW.
Unii parametri tehnici ai capacitate turbine cu abur de 1200 MW
- Vapor Pressure (proaspete) - 23,5 MPa.
- temperatura aburului - 540 ° C.
- turbină cu abur de consum - 3600 t / h.Viteza
- Rotor - 3000 rpm / min.Presiunea aburului
- în condensator - 3.6 kPa.Lungimea
- de turbine -. 47,9 m turbină
- Mass -. 1,900 m
motor termic constă dintr-un compresor de aer, o cameră de ardere și turbina cu gaze.Principiul: aerul este aspirat în compresor adiabatic, astfel încât temperatura sa se ridica la 200 ° C sau mai mult.Mai mult, aerul comprimat intră în camera de ardere, unde se livrează atât combustibil lichid de înaltă presiune - kerosen, fotograf, ulei.Când aerul de combustie este încălzit la o temperatură de 1500-2000 ° C, se extinde și crește viteza sa.Aerul se deplasează cu viteză mare, și produsele de ardere sunt direcționate în turbina.După trecerea de la o etapă la paletele de turbine cu combustie dea energia cinetică.O parte din energia primită de turbina este să se rotească compresor;restul este cheltuit pe rotația rotorului generatorului, aeronava elice sau nava, roțile autovehiculului.Turbine cu gaz
pot fi utilizate în plus față de rotație a roților din mașină și aeronave elice sau nava, ca motor jet.Air și cu combustie produse sunt evacuate la viteză ridicată de la turbina de gaz, astfel încât forța jet, care apare în timpul acestui proces, pot fi utilizate pentru a muta aeronave (avion) și apă (barcă) nave, transportul feroviar.De exemplu, turbopropulsoare au aeronave AN-24, AN-124 ("Ruslan"), AN-225 ("Visul").Astfel, "Visul" la o viteză de zbor de 700-850 km / h este capacitatea de a transporta 250 de tone de marfă pe o distanță de aproape 15 000 km.Acesta este cel mai mare avion de transport din lume.
probleme de mediu de masini termice
mare influență asupra climei are o stare a atmosferei, în special prezența dioxidului de carbon și vapori de apă.Astfel, modificarea conținutului de dioxid de carbon duce la o creștere sau descreștere în efectul de seră, în care dioxidul de carbon absoarbe o parte din căldura care radiază în spațiul pământ, întârzieri în atmosferă și prin aceasta crește temperatura suprafeței și atmosferei inferioare.Fenomenul de efectul de seră joacă un rol crucial în atenuarea schimbărilor climatice.În absența acesteia, temperatura medie a atmosferei nu ar fi +15 ° C și mai mic cu 30-40 ° C.
Acum există mai mult de 300 de milioane de diferite tipuri de vehicule, care creează mai mult de jumătate din toate poluare a aerului.
1 ani in atmosfera de la centralele termoelectrice din arderea combustibililor lansat 150 de milioane de tone de oxizi de sulf, 50 milioane de tone de oxid de azot, 50 de milioane de tone de cenușă, 200 de milioane de tone de monoxid de carbon, 3 milioane de tone de Theon.
Compoziția atmosferei include ozon, care protejează toată viața pe pământ de la efectele nocive ale razelor ultraviolete.. În 1982, George Farman, exploratorul britanic, pe gaura din stratul de ozon a fost descoperit - o reducere temporară a ozonului în atmosferă.La vârf de gaura de ozon 7 octombrie 1987 cantitatea de ozon din ea a scăzut de 2 ori.Gaura de ozon este, probabil, a apărut ca urmare a unor factori antropici, inclusiv utilizarea industrială a conține clor freon (CFC) care epuizează stratul de ozon.Cu toate acestea, studiul 1,990.nu a confirmat acest punct de vedere.Cel mai probabil, apariția de gaura de ozon nu este legată de activitățile umane, și este un proces natural.În 1992, gaura de ozon Arctic a fost descoperit.Dacă toate
colecta stratul de ozon atmosferic în suprafața pământului și ingroasa-l la densitatea aerului la presiune atmosferică și la o temperatură de 0 ° C, grosimea scutului de ozon este de numai 2-3 mm!Asta e tot bord.
pic de istorie ...
- iulie 1769.În inginerul Paris Meudon parc militar NZ Kyunyo la "vagon foc", care a fost echipat cu un motor cu aburi doi cilindri, a condus câteva zeci de metri.
- 1,885.Karl Benz, un inginer german, a construit primele patru roți benzină auto puterea Motorwagen de 0,66 kW, care 29 ian 1886 a primit un brevet.Viteza mașinii ajunge la 15-18 km / h.
- 1891.Gottlieb Daimler, inventator german, a făcut elevator cu o capacitate a motorului de 2,9 kW (4 CP) de la mașină.Viteza maxima a fost de 10 km / h, capacitate in diferite modele, de la 2 până la 5 tone.
- 1,899.Belgian K. Zhenattsi în mașina lui, "Jamet Contant" ("niciodată mulțumit"), pentru prima dată a trecut linia de 100 de viteza kilometri.
Exemple de rezolvare a problemelor
Grupul temperatura de încălzire a motorului termic ideala 1. este egal cu 2000 K, și temperatura frigiderului - 100 ° C.Determină eficiența.
decizie : formula
care determină eficiența unui motor termic (maxim):
n = T1-T2 / T1.
N = (2000K - 373 K) / 2000 = 0,81 K.
Răspuns: eficienta motorului - 81%.
Sarcina 2. În motorul termic în timpul arderii combustibilului a fost obținut 200 kJ de căldură transferat la frigider și 120 kJ de căldură.Care este randamentul motorului?
Soluție: formula
pentru determinarea eficienței de acest tip este:
n = T1 - T2 / T1.
n = (2 · 105 J - 1.2 x 105 J) / 2 · 105 J = 0,4.
Răspuns: eficiență motor termic - 40%.
Sarcina 3. Care este randamentul unui motor termic, în cazul în care organismul de lucru după ce a primit cantitatea de căldură de la încălzitorul de a efectua activitatea de 1,6 MJ 400 kJ?Cât de căldură a fost transferat la frigider?
Soluție: eficiență
poate fi determinată prin formula
N = A / Q1.
n = 0,4 · 106 J / 1,6 · 106 J = 0,25.
cantitate frigider transmisă de căldură poate fi determinată prin formula
Q1 - A = Q2.
Q2 = 1,6 · 106 J - 0,4 · 106 J = 1,2 × 106 J.
Răspuns: motor termic are o eficiență de 25%;cantitatea de căldură transferată la frigider - 1,2 x 106 J.
