Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое тепл двигатель

Виды тепловых двигателей

Развитие человеческой цивилизации немыслимо без применения машин и устройств, приводимых в действие за счёт механической работы. Благодаря наличию в земной коре ресурсов, способных выступать в роли топлива, человечество получило доступ к энергии.

При сжигании полезных ископаемых возник вопрос, как преобразовать тепловую энергию в механическую работу. С этой целью сконструированы и воплощены в жизнь всевозможные виды тепловых двигателей. Влияние агрегатов на нашу повседневную жизнь сложно оценить, ни один день не обходится без их участия. Установки вырабатывают электрическую энергию. Двигатели перемещают наземный, водный, воздушный транспорт, участвуют в повседневных делах, как подручный инструмент.

Наиболее распространённый тепловой двигатель внутреннего сгорания в разрезе:

Содержание

  • 1 Теория
  • 2 Циклы тепловых двигателей
  • 3 Типы тепловых двигателей
    • 3.1 Двигатель внешнего сгорания
      • 3.1.1 Паровая машина
      • 3.1.2 Паровая турбина
      • 3.1.3 Двигатель Стирлинга
    • 3.2 Двигатель внутреннего сгорания
      • 3.2.1 Поршневой двигатель внутреннего сгорания
      • 3.2.2 Газовая турбина
      • 3.2.3 Реактивный двигатель
      • 3.2.4 Другие типы
    • 3.3 Твёрдотельные двигатели
    • 3.4 Атмосфера и гидросфера Земли
  • 4 Примечания
  • 5 Ссылки

Работа, совершаемая двигателем, равна:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя рассчитывается как отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя: η = | Q H | − | Q X | | Q H | = 1 − | Q X | | Q H | right|-left|Q_right|>right|>>=1-right|>right|>>>

Часть теплоты при передаче неизбежно теряется, поэтому КПД двигателя менее 1. Максимально возможным КПД обладает двигатель Карно. КПД двигателя Карно зависит только от абсолютных температур нагревателя( T H > ) и холодильника( T X > ):

Однако, смотря по устройству двигателя, его теоретический КПД может быть меньше такого для цикла Карно. Так, для наиболее распространённого двигателя Отто, работающего по циклу Отто, теоретический КПД циклла составляет:

Так называемый индикаторный КПД меньше теоретического, что показывает несовершенство осуществляемого цикла (отличие индикаторной диаграммы от теоретической ввиду потерь теплоты в стенки, отличного от нуля времени нагрева газа, наполнения и очистки цилиндра).

В свою очередь, эффективный КПД (учитывающий все потери, до выходного вала) ещё меньше на сумму механических потерь и потерь на привод систем двигателя (масляный насос, системы газораспределения, охлаждения и другие — в зависимости от устройства).

Почти любая спроектированная конструкция теплового двигателя использует термодинамический цикл, показывающий изменение состояния рабочего тела. Это не относится к твердотельным двигателям, у которых меняется состояние конструкции двигателя, а не газа или жидкости внутри него. Наиболее широко известны цикл Ренкина, регенеративный цикл (паровые машины), классический цикл Отто, цикл Дизеля.

Двигатель внешнего сгорания Править

Такие двигатели получили распространение раньше, ввиду неприхотливости к виду топлива, более простому устройству, ненужности в ранних вариантах (паровая машина) систем запуска, зажигания, охлаждения. Дали мощный импульс индустриализации, поскольку с их помощью были механизированы шахты, швейные и другие фабрики, затем транспорт (железная дорога). Улучшенные новые схемы таких двигателей обеспечивают мир большей частью вырабатываемой электроэнергии (ТЭС, АЭС, ТЭЦ, солнечные электростанции с нагревом котла). Новейшие модели паровозов до сих пор имеют применение ввиду простоты и потреблению древесной пыли в качестве топлива. Некоторые (двигатель Стирлинга) получили применение в космических кораблях.

Паровая машина Править

Является наиболее старым тепловым двигателем, первые конструкции которого относятся к XVII веку. Использовалась вначале исключительно в стационарном применении (насосы для рудничных вод, привод вагонеток), затем была установлена на транспортные средства: паровоз, пароход, паромобиль. Имеет широкий диапазон рабочих скоростей с умеренным КПД (ранние версии около 4%, наиболее поздние 12..14% [3] .

Читать еще:  Renault symbol схема двигателя

Паровая турбина Править

Иначе: турбозубчатый агрегат (ТЗА). Получила распространение вначале на военных кораблях, взамен паровых машин. Имея значительно меньшие размеры, турбина позволила улучшить скоростные и уменьшить массогабаритные показатели, при снижении экономичности на частичных нагрузках. В настоящее время имеет широчайшее применение на тепловых и атомных электростанциях, где хороший КПД паровых турбин поддерживается за счёт высоких показателей (температура, давление) пара и режима работы агрегата, близкого к максимальной мощности.

Двигатель Стирлинга Править

Поршневой двигатель с утилизацией внешней теплоты, без потери рабочего тела, которое остаётся внутри двигателя. Имеет наивысший КПД среди двигателей внешнего сгорания, при умеренной единичной мощности и высокой стоимости. Применение: космические аппараты [4] , подводные лодки [5] .

Двигатель внутреннего сгорания Править

Более поздние и сложные конструкции тепловых двигателей, обладающие высокими удельными массовыми показателями, почему получили основное применение на транспорте. В силу интенсивного рабочего процесса имеют меньшую теплопередачу в стенки, и потому более высокий термический КПД. Единственные двигатели, обеспечивающие полёты, включая космические (вывод на орбиту).

Поршневой двигатель внутреннего сгорания Править

Наиболее распространённый (по числу) тепловой двигатель. Устанавливается на многочисленные транспортные средства, также на локомотивы, электростанции умеренной мощности, морские суда и корабли. Особенностью является хороший КПД в широких диапазонах мощности. Требует трансмиссии (кроме дизель-молотов и свободно-поршневых генераторов газа).

Газовая турбина Править

Иначе: газотурбинный двигатель. Имеет сравнительно узкий диапазон мощностей с достаточным КПД, зато более высокие массогабаритные показатели. Отдаёт крутящий момент с достаточно большими оборотами, часто требует редуктора, системы запуска, зажигания, и других. Использовался в турбовинтовых двигателях самолётов, широко применяется в мощных электростанциях, силовых установках кораблей и быстроходных судов (судно на воздушной подушке, глиссер, судно на подводных крыльях).

Реактивный двигатель Править

Одновременно является движителем (отдаёт мощность в виде поступательного движения газа). Применяется в авиации (реактивный самолёт) и космонавтике (химический ракетный двигатель). Способен работать в безвоздушном пространстве (в камеру сгорания подаётся как топливо, так и окислитель).

Другие типы Править

Под классификацию тепловых двигателей внутреннего сгорания попадает огнестрельное оружие [6] , дизель-молот и свободнопоршневой генератор газа.

Твёрдотельные двигатели Править

Такие двигатели используют твёрдый материал (вещество в твёрдой фазе) в качестве рабочего тела. Работа совершается при изменении формы рабочего тела. Позволяют использовать малые перепады температур. [7]

  • Johnson thermoelectric energy converter (JTEC) — использует электрохимическое окисление и восстановление водорода в паре ячеек, реализует тепловой цикл, приближенный к циклуДжона Эрикссона[8]
  • металлические двигатели, использующие изменение формы различных твердых сплавов из-за температуры, например составов с памятью формы или теплового расширения твердых тел [9]

Атмосфера и гидросфера Земли Править

Эти оболочки планеты в свою очередь являются грандиозными тепловыми двигателями, работающими на перепаде температур по высоте атмосферы, глубине воды, и широте местности. Получаемая механическая работа при движении воздуха и воды, в свою очередь, переходит в тепло и рассеивается, хотя ничтожная часть её используется для привода многочисленных ветроэлектростанций и станций, работающих на температурном градиенте воды.

Применение автоодеяла

Использование автоодеяла не требует специальных навыков, однако имеет некоторые тонкости. Чтобы достичь лучших характеристик, нужно подобрать автоодеяло для данного конкретного автомобиля — в таком одеяле учтены особенности моторного отсека машины, что обеспечивает качественное сохранение тепла. Сегодня на рынке представлено множество автоодеял и среди них можно выбрать лучший вариант для любого автомобиля.

Читать еще:  Что такое разморозился двигатель

Применение автоодеяла сводится к следующему: необходимо открыть капот, разложить одеяло на двигателе и тщательно закрыть все щели — одеяло должно укрывать весь моторный отсек, чем обеспечивается лучшее сохранение тепла. Укладку автоодеяла нужно проводить при наступлении первых морозов (когда двигатель с трудом прогревается до рабочей температуры), а снимать его можно весной, с наступлением первых оттепелей.

При правильной укладке автоодеяло не перегревается двигателем, при этом утепляется не капот, а подкапотное пространство. И все преимущества автоодеяла проявятся уже при первых морозах.

В сфере ремонта и строительства самое широкое применение находит простой в применении и универсальный материал — монтажная пена. Все, что вы хотели узнать о монтажной пене, ее существующих типах, составе и характеристиках, а также о подборе и применении этого материала — рассказано в данной статье.

В авторемонтной практике и на различных предприятиях часто возникает необходимость розлива топлив, масел и других технических жидкостей из бочек и еврокубов в малые емкости — для этого используются бочковые насосы, о существующих типах которых, их устройстве, выборе и применении рассказано в статье.

Монтажные, слесарные, электромонтажные и другие работы сложно представить без простого, но функционального инструмента — пассатижей и плоскогубцев. О том, что такое пассатижи и плоскогубцы, какими они бывают и как устроены, а также о правильном выборе и использовании инструмента — читайте в статье.

Эксплуатация автомобиля летом сопровождается специфическими загрязнениями — битумными и смолистыми пятнами, следами насекомых и другими. Эти загрязнения не удаляются водой при мойке, решить проблему помогают специальные средства — очистители битума и следов насекомых, о которых рассказано в статье.

Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.

Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.

Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.

От машин до атомных подлодок

Годы ушли на поиск решения. Пермяк не раскрывает всех секретов, но отмечает, что значительно изменил привод, согласующий движение поршней и их фазовый сдвиг, взяв за основу ромбический привод Рольфа Мейера, предложенный им в 1953 году.

В результате Стирлинг Азанова получился гораздо легче по весу и, так сказать, на выходе создаётся удобная геометрия для размещения генератора электрического тока.

«Двигатель работает на всём, что горит, и вырабатывает энергию от тепла, в том числе от солнца и человеческого тела. Я могу уверенно сказать, что это по праву двигатель будущего», – поясняет пермяк.

Читать еще:  Что такое шлиц на двигателе

Стирлинг Азанова может использоваться в качестве двигателя в автомобилях. И в таком случае топливом могут служить мусор, остатки еды. Например, как у летающих машин в фильме «Назад в будущее». Кроме того, двигатель пригодится и в военных целях – на подводных лодках.

Автоматич.выключ. MS116-2.5 50 кА с регулир. тепловой защитой 1,6A-2,5А Класс тепл. расцепит. 10 в Санкт-Петербурге

На данной странице представлена продукция из ассортимента компании «Минимакс» — Автоматич.выключ. MS116-2.5 50 кА с регулир. тепловой защитой 1,6A-2,5А Класс тепл. расцепит. 10. Вы можете ознакомиться с описанием и техническими характеристиками, а также увидеть информацию о наличии на складе и актуальной цене.

Данный товар относится к группе товаров «Устройства защиты двигателя, автоматы», в которой вы сможете при желании подобрать аналог, если Автоматич.выключ. MS116-2.5 50 кА с регулир. тепловой защитой 1,6A-2,5А Класс тепл. расцепит. 10 по каким-то причинам вам не подходит.

При необходимости Вы можете связаться с нами для получения более подробной информации об интересующей позиции каталога.

Если у вас есть потребность купить данный товар, просто положите его в корзину и оформите заказ. Для оптовых покупателей действуют скидки.

Воздушное

Мотор мотоцикла охлаждается встречным воздухом. Поскольку отвод тепла происходит через поверхность двигателя, её увеличивают с помощью оребрения в наиболее теплонагруженных местах. Рёбра охлаждения располагают на головке цилиндра и цилиндре, а вот на картере, где температуры не такие высокие, они могут отсутствовать.

Если двигатель расположен таким образом, что на него не попадает встречный поток воздуха, для охлаждения используют дефлекторы, перенаправляющие набегающий поток холодного воздуха на двигатель.

Широко применяется практика использования масляных радиаторов, охлаждающих моторное масло, одной из функцией которого является охлаждение деталей двигателя.

Достоинства

  • Простота и надежность;
  • Не требует обслуживания;
  • Воздушная система дешевле жидкостной, что позволяет снизить стоимость мотоцикла.

Недостатки

  • Возможен перегрев двигателя при долгом простое мотоцикла в пробке и длительном движении с низкой скоростью в жаркую погоду.
  • Двигатель с воздушной системой охлаждения менее эффективен.
  • Масло и фильтры придётся менять чаще, чем в случае с водяным охлаждением.
  • Двигатель с воздушной системой охлаждения обладает меньшим ресурсом.

Квантовая термодинамика и управление теплом

Некоторые исследователи следят за индустрией компьютерных чипов стоимостью в несколько миллиардов долларов. В стремлении создавать все более быстрые компьютеры инженеры продолжают уменьшать транзисторы, чтобы все больше их количество упаковывать в микросхемы. Транзисторы шириной в несколько десятков нанометров имеют тенденцию к утечке электронов и нагреванию. Это тепло разрушает энергоэффективность компьютера и повреждает компоненты. Квантовая термодинамика может помочь физикам научиться трюкам, чтобы уменьшить количество потерянного тепла или, возможно, даже собрать его с помощью небольших устройств внутри компьютера.

Управление теплом еще более важно для физиков, стремящихся создать практические квантовые компьютеры. Такое устройство должно работать при экстремально низких температурах, чтобы использовать квантовые эффекты и потенциально превосходить традиционные компьютеры.

Некоторые представители физики утверждают, что подобные эксперименты могут в конечном итоге нарушить основополагающий второй закон термодинамики.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector