Слайд 2
Цель работы:
Изучить ДВС
Изучить паровую турбину
Научиться определять КПД теплового
двигателя.
Слайд 3
Введение.
Впервые тепловой двигатель был изобретён в конце 17
века Джеймсом Уаттом. Он был сделан из прочного металлического
цилиндра и плотно пригнанного поршня, который может двигаться вдоль цилиндра.
Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Во всех этих двигателях энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара). Газ, расширяясь, совершает работу и при этом охлаждается. Часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию.
Слайд 4
паровая машина
реактивный двигатель
двигатель внутреннего сгорания
паровая турбина
Слайд 5
Двигатель внутреннего сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания – очень распространенный
вид теплового двигателя. Топливо в нём сгорает прямо в
цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя.
Двигатели внутреннего сгорания работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.
Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолёты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.
Слайд 6
Строение ДВС
1. впускной клапан.
2. выпускной клапан.
3. поршень.
4.
шатун.
5. коленчатый вал.
6. свеча.
рабочий цикл в двигателе происходит за 4 такта(хода) поршня.
Поэтому такие двигатели называют четырёхтактными. Один ход поршня совершается за пол-оборота коленчатого вала.
Цикл двигателя состоит из следующих четырёх процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска.
Слайд 8
В начале первого такта при повороте вала двигателя
поршень движется вниз, объём над поршнем увеличивается. Вследствие этого
в цилиндре создаётся разрежение. В это время открывается впускной клапан и в цилиндр входит горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, а впускной клапан закрывается.
Первый такт ДВС
Слайд 9
Второй такт ДВС
Во втором такте при повороте вала
поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. В конце
второго такта, когда поршень дойдёт до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и быстро сгорает.
Слайд 10
Третий такт ДВС
Образующиеся при сгорании газы давят на
поршень и толкают его вниз. Под действием расширяющихся нагретых
газов двигатель совершает работу, поэтому этот такт называется рабочим ходом. Движение поршня передаётся шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок, маховик затем продолжает вращаться по инерции и перемещает скрепленный с ним поршень при последующих тактах.
Слайд 11
Четвёртый такт ДВС
В конце третьего такта открывается выпускной
клапан, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра
в атмосферу. Выпуск продуктов сгорания продолжается и в течение четвёртого такта, когда поршень движется вверх. В конце четвёртого такта выпускной клапан закрывается.
Слайд 12
Работа цилиндров согласуется так, что в каждом из
них поочерёдно происходит рабочий ход и коленчатый вал всё
время получает энергию от одного из поршней, поэтому в автомобилях чаще всего используют четырёхцилиндровые двигатели внутреннего сгорания.
Слайд 13
Паровая турбина.
Паровая турбина - это тепловой двигатель непрерывного
действия, в лопаточном аппарате которого потенциальная энергия сжатого и
нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь совершает механическую работу на валу.
Применяют турбины на тепловых электростанциях и на кораблях.
Слайд 14
Принцип работы
паровой турбины
Паровые турбины работают следующим образом:
пар, образующийся в паровом котле, под высоким давлением, поступает
на лопатки турбины. Турбина совершает обороты и вырабатывает механическую энергию, используемую генератором. Генератор производит электричество.
Слайд 15
Строение паровой турбины
1. диск
2. вал
3.
лопатки
4. сопло
1
2
3
4
Слайд 16
КПД теплового двигателя.
Коэффициент полезного действия теплового двигателя –
это отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной
от нагревателя.
КПД теплового двигателя определяется по формуле
КПД = Ап ⁄ Q₁, или КПД = (Q₁ - Q₂) ⁄ Q₁ · 100%
Понятие КПД введено для характеристики экономичности различных двигателей.
КПД двигателя всегда меньше единицы, т. е. меньше 100%. Например, КПД двигателя внутреннего сгорания 20 – 40%, паровых турбин – выше 30%.