Физическата основа и вида на топлинните машини - абстрактен, страница 2
Механична работа в модерни машини и механизми основно се дължи на вътрешните енергийни вещества.
Топлинен двигател - устройство за превръщане на вътрешната енергия на горивото в механична енергия
Невъзможно е да си представим съвременната цивилизация без топлинни двигатели.
Механична работа е свършена в двигателя по време на разширяването на работното вещество, се движи буталото в цилиндъра. За цикличен е необходима продължителна работа на двигателя за връщане на буталото в изходно положение, т.е. компресиране на работната среда. Лесно свиваем вещество е вещество в газообразно състояние, така че работната среда в топлинни двигатели използва газ или пара.
термичен двигател се състои от периодично повтарящи процесите на компресия и разширяване на газ. Газ компресиране може да не е спонтанно, се среща само под действието на външна сила, например поради енергията, съхранявана чрез маховик на двигателя по време на газ експанзия.
Пълна механична работа се състои от работата по разширяване на компресия газ работа Arasshi HOAs газ, извършена от силите на налягането на газ по време на компресия. Тъй като натиск ΔV 0), че е необходимо работата на компресиране на газ е по-малко работа експанзия.
Обемното експандиране промяна ΔV газ и свиването трябва да бъде същото, защото на цикличния операция dvigatelyayu.
Следователно налягането на газа в компресия трябва да бъде по-малко от налягането на разширяването. Когато същото количество газ е по-малко, толкова по-ниска температура, така че преди компресия газ за охлаждане, т.е. привежда в контакт с охлаждащата машината - тяло с по-ниска температура. За механична работа в двигател с вътрешно горене по време на разширяването на цикличен процес на газ трябва да се извършва при по-висока температура, отколкото компресия.
Предпоставка за циклично получаване на механична работа в двигател с вътрешно горене - наличието на нагревател и охладител.
Най-
Цикли основни модерни термични двигатели, показани на фигура 1.
Полезна работа, извършени от тези двигатели, числено равна на площта на фигурата, ограничена от графиките на термични процеси, протичащи с работна среда.
4.1 парни двигатели.
4.1.1 Парни станция.
Парни станция. Операцията на тези моторни teley произведени от пара. В по-голямата част от случаите, болката - това е пара, но може да ma-автобус работи с двойки от други вещества (например живак). Парни турбини са пуснати на мощни електрически-ING станции и на големи кораби. Възвратно-постъпателно движение Tor в момента се използват само в железопътния и водния транспорт (локомотиви и парни пасажи).
За да работите с парен двигател изисква редица спомагателни машини и устройства. Всички тези неща заедно е nazvanieparosilovoy станция. На растението парна енергия през цялото време циркулира една и съща вода.
Фиг.2. Шофиране оборудване
Водата се превръща в пара в котела, парата извършва работа на турбината (или бутална машина) и отново се трансформира в вода в барабана, се охлажда с вода (Kondo Sator). От кондензатора получената вода от помпа през събранието, на резервоара (събиране) е отново изпраща на котела.
В тази схема, нагревателят е парен котел и кондензатор - хладилник. Тъй като почти същата вода (пара изтичане голям и не-добавената вода почти не е необходимо) в kuliruet определяне CIR, че е почти невъзможно котлен камък в котела, т.е.. Е. отлагането на разтворени соли. Това е важно, тъй като мащабът е лошо проводник на топлина и намалява ефективността на котела. В случай на мащабни отлагания по стените на котела тя се отстранява.
4.1.2 парна турбина.
Парна турбина - ротационен тип топлинен двигател, който преобразува потенциалната енергия на първия парата в кинетична енергия, а след това в механична работа. Парни турбини се използват главно в електроцентрали и транспортната задвижване - морски и локомотив, както и се използва за задвижване мощни вентилатори и други агрегати.
Турбина (вж. Фигура 4) се състои от стомана-ЛИЗАЦИЯ цилиндър вътре в който е вал-YK replennymi него лопатки. На колеги гори са специално извит лопатка (б). Ме-напред лопатки поставя дюзи или директно проводим лопатки (а). Парата кулминацията от между остриетата по-насочва удари лопатките на работното колело. Работното колело се върти в същото време, създавайки PA-бота. Причината за скорост колело в парна турбина NE-струен желаете да настроите реакция двойката. Вътре в парната турбина, се разширява и охлажда. входящ турбина чрез тръба тесен пара, той излиза от нея в продължение на една много широка тръба.
След обиколка на боб или пара бутален двигател, влизайки в кондензатора, която играе ролята на хладилника. В кондензатора двойката трябва да се превърне в HN вода. Но парата кондензира във вид на вода, само ако dissipatable топлина на изпарение от конденз. Това се прави с помощта на студена вода. Например, един кондензатор може да бъде в videbarabana Roen устата в която тръбата със студена течаща вода.
В зависимост от степента на разширение на парата в роторните лопатки razlichayutaktivnye ireaktivnyeturbiny на. Парната турбина разширява в активни само в дюзите и налягането не се променя по време на преминаването на всеки корона с лопатките на ротора. Така наречената активна турбина takzheturbinoy равно налягане. дюзи реактивни турбини разлика активен появява само частично разширение на парата; Освен това разширение се среща в роторните лопатки. Затова понякога реактивната турбина nazyvaetsyaturbinoy свръхналягане.
Фиг. Ножовете 3 на Рабо от парна турбина с колело
TMemo че турбината може да се върти само в една посока и неговата скорост на въртене може да варира в широки граници. Това затруднява използването на парни турбини О транспорт, но е много удобен за въртенето на електрически генератори-рова.
Фигура 4. Схема на устройството за парна турбина
Много важно за д - емпирични станции е възможността за изграждане на турбо нас огромната сила (до 1 000 000 кВт или повече), значително надвишаващи максималната мощност Дрю тип термична GIH МОТОР-Leu. Това се дължи на добре размерност на въртене на вала на турбината. Когато турбото нас не тремор, които се получават в бутални двигатели буталото се движи напред и назад.
4.1.3 буталния двигател с пара.
Основи на проектирането бутален парен двигател, изобретен в kontseXVIIIveka1 предимно оцелели. В момента тя е частично заменени с други двигатели Ti-Пами. Въпреки това, тя има своите предимства, за-stavlyayuschie понякога предпочитат турбината му. Това - в про-простотата на работа с него, възможността за промяна на скоростта и архивирате.
В основата на парен двигател кратка класификация на симптомите може да се основава на:
Предназначение: неподвижен, локомотив, морски, lokomobilnye, автомобилен и др.;
на местоположението и броя на цилиндрите: хоризонтални, вертикални, наклонени; един цилиндър и мулти-цилиндър - тандем машини и комбинираните машини;
в зависимост от броя на оборотите: ниска скорост, srednehodnye с висока скорост;
налягане и метод за използване на пароизпускателен: кондензиране, да изчерпи в атмосферата, с противоналягане, с добив на междинно съединение с пара;
чрез действието на пара върху буталото: единични и двойно действие;
разпределение на парата от тип: макара, клапани, кранове, директен поток.
апарат парна машина, показана на фигура 5. Основната част от него - желязо tsilindr1 където хо-ди porshen2.Ryadom цилиндри, разположени paroras-predelitelny механизъм. Състои се от клапан кутия слайд като съобщение с парен котел. В допълнение към котела, кутия от otverstiya3soobschaetsya с кон-кондензатор (при локомотивите често просто през комина - с атмосферата) и цилиндъра с помощта на две okon4i5. Кутията е zolotnik6, специален механизъм, задвижван от прът 7, така че когато се движи бутални вдясно (Фигура A), в лявата част на бутилката чрез okno4soobschaetsya на парен котел, както и правото - чрез okno5s атмосфера. Fresh пара влиза в цилиндъра на левия и изпускателна парата от дясната страна на цилиндъра в атмосферата. След това, когато движението на буталото-zhetsya наляво (ris.b), се движи на макарата, така че свежа пара влиза в дясната част на бутилката, и парата, димни culated отляво в атмосферата. Парата се подава в цилиндъра не е в цялото време на удара, но само в началото на това. След това, благодарение на специалната форма на двойки слайд се изрязват (вече не доставя на цилиндър), а работата се извършва от водна пара се разширява и охлажда. Trim пара дава повече икономии на енергия.
Фигура 5. Операционната принципа на парната машина
4.2 Двигателите с вътрешно горене.
Карно цикъл идеален термодинамичен цикъл. Карно топлинен двигател работещ в съответствие с този цикъл има максимална ефективност и нулева мощност.
цикъл на Карно е кръстен fraztsuzskom физик Сади Карно, който за първи път го използвали през 1824 година.
Един от най-важните свойства на цикъл на Карно е неговата обратимост: тя може да се проведе както в права и обратна посока, при което ентропията изолирани адиабатно (без топлообмен с околната среда) на системата не се променя.
Нека топлинен двигател включва нагревател температура TH, хладилник с температура TX и работният флуид.
Карно цикъл се състои от четири етапа: