ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo
Тепловые двигатели и
    КПД тепловых
     двигателей


            Выполнила ученица
                10 а класса
            Петрив Александра
Принцип действия тепловых
           двигателей
•   Тепловой двигатель – устройство преобразующее внутреннюю энергию
    топлива в механическую энергию.
•   Основные части теплового двигателя: нагреватель, рабочее тело и
    холодильник.
•   Чтобы получить полезную работу, необходимо сделать работу сжатия газа
    меньше работы расширения.
•   Для этого нужно, чтобы каждому объёму при сжатии соответствовало
    меньшее давление, чем при расширении.
•   Поэтому газ перед сжатием должен быть охлажден.
                   Графики процесса
                     расширения и
                      сжатия газа.
                  АВ –расширение газа,
                  СД – сжатие газа до                    Q1 – количество
                  первоначального                        теплоты, полученное от
                  объёма.                                нагревателя

                    Полезная работа                      Q2 – количество
                  численно равна SCDAB                   теплоты, отданное
Историческая справка
•   Впервые практически действующие универсальные паровые машины были
    созданы И.И. Ползуновым (1763 г.) и Д. Уаттом (1764 г.)
•   Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 г. французским
    инженером Э. Ленуаром.
•   !862 г. – предложение Боде Роша использовать четырехтактный цикл.
•   1878 г. – построен первый четырехтактный газовый двигатель внутреннего
    сгорания.
•   1889 г. – первая паровая турбина, нашедшая практическое применение
    изготовлена шведским инженером Г. Лавалем.
•   1892 г. – создан двигатель Дизеля.
•   1944 г. – появились самолёты с винтом, насаженным на вал газотурбинного
    двигателя. Турбовинтовые двигатели имеют: Ил -18, Ан – 22, Ан –
    124, «Руслан».
•   1933г. – создана отечественная жидкостная ракета «ГИРД-09» по проекту
    М, К. Тихонравова.
•   1957 г. – запуск первого в мире искусственного спутника Земли.
Карбюраторный двигатель
•   В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновый
    карбюраторный двигатель.
•   В таком двигателе смешивание топлива с воздухом происходит вне
    цилиндра, в специальном узле обогащения топлива воздухом (карбюраторе)
•   Примером карбюраторного ДВС может служить двигатель ГАЗ-21 "Волга".
•   Рабочий цикл двухтактного карбюраторного ДВС осуществляется за 2 хода.
Паровые турбины
•    Первая паровая турбина, нашедшая практическое применение, была
     изготовлена Г. Лавалем в 1889 г.
•    Её мощность была меньше 4 кВт при частоте вращения 500 об/с.
•    При создании паровой турбины Лаваль решил две проблемы:
    –    Внутренняя энергия пара в максимальной степени превращалась в
         кинетическую энергию струи, вырывающейся из сопла.
    –    Кинетическая энергия струи в максимальной степени передавалась
         лопаткам ротора турбины.
•    К.П.Д. современных паровых турбин достигает 40%, поэтому электрические
     генераторы всех тепловых и атомных электростанций приводятся в
     действие паровыми турбинами.
•    Паротурбинные двигатели нашли широкое применение на водном
     транспорте и в авиации.

     Свежий пар
                  Сопла барабана




             Диск с системой
             лопаток




                           Отработанный пар
Газовые турбины
•   Разработка турбин внутреннего сгорания сдерживалась отсутствием
    материалов, способных длительное время работать при высоких
    температурах и больших механических нагрузках.
•   Цикл работы газовой турбины аналогичен циклу поршневого ДВС, но в
    турбине циклы происходят одновременно в разных участках.
•   КПД газотурбинных установок достигает 25 -30%.
•   Турбовинтовые двигатели имеют Ил-18, Ан-22, Ан-124, «Руслан».




                                                 Транспортный самолёт
                                                    Ан -124 «Руслан»
Ракетные двигатели
•   Реактивные двигатели, не использующие для своей работы окружающую
    среду, называют ракетными двигателями.
•   Выход струи газа через сопло приводит к возникновению реактивной силы.
•   Мощность первой ступени ракеты-носителя «Восток» с ЖРД достигала 15 ГВт.
•   В 1987 г. прошла успешные испытания универсальная ракета-носитель
    «Энергия», способная выводить на орбиту более 100 т полезного груза.
Турбореактивный двигатель
•   Газовая турбина может быть использована как реактивный двигатель.
•   Её реактивная сила тяги может быть использована для движения
    самолёта, теплохода или железнодорожного состава.
•   Основное отличие – газовая турбина используется только для приведения в
    действие воздушного компрессора.
•   Турбореактивными двигателями оборудованы: Ил-62, Ту-154, Ил-86.
Дизель
Принцип работы
Четырёхтактный цикл
1-й такт. Впуск. Клапан впуска
открывается, воздух поступает в цилиндр
и клапан сразу закрывается.
2-й такт. Сжатие. Поршень, двигаясь к
ВМТ (верхней мёртвой точке) сжимает
воздух в 16(в тихоходных)-20(в
быстроходных) раз, после чего в горячей
среде распыляется топливо через                    Рудольф Дизель (1858-1913)– выдающийся
                                                   немецкий инженер-изобретатель.
форсунку.
3-й такт.(Рабочий ход).
Горение, Расширение. После распыления
топлива в горячем воздухе оно
сгорает, двигая поршень вниз. (Впрыск
и, соответственно, воспламенение
топлива происходит чуть раньше
момента достижения поршнем мёртвой
точки вследствие некоторой инертности
процесса горения - аналогично
опережению зажигания в бензиновых
двигателях).
4-й такт. Выпуск. Поршень идёт
вверх, клапан выпуска
открывается, происходит выпуск
отработавших газов и продувка.
                                                                    1898г.
Четырехтактный двигатель
  внутреннего сгорания
КПД тепловой машины
•   Замкнутый процесс (цикл) – совокупность
    термодинамических процессов, в результате
    которых система возвращается в исходное       p
    состояние.
•   В циклически действующей тепловой
    машине совершаемая работа равна:
                 А = |Q1| – |Q2|.
•   КПД тепловой машины – отношение
    работы, совершаемой двигателем за цикл, к
    количеству теплоты, полученному от
    нагревателя:                                  O
                     ŋ =А/Q1.
•   Коэффициент полезного действия тепловой
    машины всегда меньше единицы.
•   Задача теплоэнергетики состоит в том, чтобы
    сделать КПД как можно более высоким, т.е.
    использовать для получения работы как
    можно большую часть
    теплоты, заимствованной от нагревателя.
Сади Карно
                •    С. Карно – военный инженер.
                •    Работа Карно «Размышления о
                    движущей силе огня» явилась началом
                    термодинамики, а предложенный им
                    общий метод решения задачи –
                    термодинамическим методом, широко
                    используемым в современной физике.
                •     Карно пришел к выводу, что к.п.д.
                    идеальной тепловой машины не зависит
1796 - 1832         от рабочего вещества, а определяется
                    лишь температурой нагревателя и
                    холодильника.
Петрив 10 а

More Related Content

What's hot (13)

презентация камеры сгорания. (1)
презентация камеры сгорания. (1)презентация камеры сгорания. (1)
презентация камеры сгорания. (1)
mkril
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
mkril
Engine
EngineEngine
Engine
Dimacke
презентация двигателя.
презентация двигателя.презентация двигателя.
презентация двигателя.
kriloveckiyy
презентация авиационного двигателя.
презентация авиационного двигателя.презентация авиационного двигателя.
презентация авиационного двигателя.
kriloveckiyy
первые тепловые машины
первые тепловые машиныпервые тепловые машины
первые тепловые машины
fizik-fizik
презентация авиационного двигателя. 1
презентация авиационного двигателя. 1презентация авиационного двигателя. 1
презентация авиационного двигателя. 1
kriloveckiyy
турбины
турбинытурбины
турбины
gromray
презентация эксэрготрансформаторного авиационного двигателя.
презентация эксэрготрансформаторного авиационного двигателя.презентация эксэрготрансформаторного авиационного двигателя.
презентация эксэрготрансформаторного авиационного двигателя.
mkril
призентация гиперзвукового двигателя.
призентация гиперзвукового двигателя.призентация гиперзвукового двигателя.
призентация гиперзвукового двигателя.
kriloveckiyy
презентация камеры сгорания. (1)
презентация камеры сгорания. (1)презентация камеры сгорания. (1)
презентация камеры сгорания. (1)
mkril
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
mkril
презентация двигателя.
презентация двигателя.презентация двигателя.
презентация двигателя.
kriloveckiyy
презентация авиационного двигателя.
презентация авиационного двигателя.презентация авиационного двигателя.
презентация авиационного двигателя.
kriloveckiyy
первые тепловые машины
первые тепловые машиныпервые тепловые машины
первые тепловые машины
fizik-fizik
презентация авиационного двигателя. 1
презентация авиационного двигателя. 1презентация авиационного двигателя. 1
презентация авиационного двигателя. 1
kriloveckiyy
турбины
турбинытурбины
турбины
gromray
презентация эксэрготрансформаторного авиационного двигателя.
презентация эксэрготрансформаторного авиационного двигателя.презентация эксэрготрансформаторного авиационного двигателя.
презентация эксэрготрансформаторного авиационного двигателя.
mkril
призентация гиперзвукового двигателя.
призентация гиперзвукового двигателя.призентация гиперзвукового двигателя.
призентация гиперзвукового двигателя.
kriloveckiyy

Viewers also liked (20)

T1_e1_barios
T1_e1_bariosT1_e1_barios
T1_e1_barios
Isavel Barios Ibars
biologia8
biologia8biologia8
biologia8
sofiafornier
biologia5
biologia5biologia5
biologia5
sofiafornier
ProfilewatcharinProfilewatcharin
Profilewatcharin
shadowrbac
presentacionsofiayabel
presentacionsofiayabelpresentacionsofiayabel
presentacionsofiayabel
sofiafornier
biologia2
biologia2biologia2
biologia2
sofiafornier
biologia4
biologia4biologia4
biologia4
sofiafornier
biologia6
biologia6biologia6
biologia6
sofiafornier
biologia3
biologia3biologia3
biologia3
sofiafornier
Genetics2
Genetics2Genetics2
Genetics2
sofiafornier
Genetics3
Genetics3Genetics3
Genetics3
sofiafornier
biologia1
biologia1biologia1
biologia1
sofiafornier
biologia7
biologia7biologia7
biologia7
sofiafornier
Rapporto annuale UCS 2011/2012
Rapporto annuale UCS 2011/2012Rapporto annuale UCS 2011/2012
Rapporto annuale UCS 2011/2012
USO-UCE-UCS
Charges manifestaçoesCharges manifestaçoes
Charges manifestaçoes
Atividades Diversas Cláudia
Matemtica9ano 110822160336-phpapp02Matemtica9ano 110822160336-phpapp02
Matemtica9ano 110822160336-phpapp02
Atividades Diversas Cláudia
Viaje a escociaViaje a escocia
Viaje a escocia
Robin Hood
Cajas para dormir   novedad en parísCajas para dormir   novedad en parís
Cajas para dormir novedad en parís
Robin Hood
XEO2- A industria actual
XEO2- A industria actualXEO2- A industria actual
XEO2- A industria actual
aialo1
ProfilewatcharinProfilewatcharin
Profilewatcharin
shadowrbac
Rapporto annuale UCS 2011/2012
Rapporto annuale UCS 2011/2012Rapporto annuale UCS 2011/2012
Rapporto annuale UCS 2011/2012
USO-UCE-UCS
Charges manifestaçoesCharges manifestaçoes
Charges manifestaçoes
Atividades Diversas Cláudia
Matemtica9ano 110822160336-phpapp02Matemtica9ano 110822160336-phpapp02
Matemtica9ano 110822160336-phpapp02
Atividades Diversas Cláudia
Viaje a escociaViaje a escocia
Viaje a escocia
Robin Hood
Cajas para dormir   novedad en parísCajas para dormir   novedad en parís
Cajas para dormir novedad en parís
Robin Hood
XEO2- A industria actual
XEO2- A industria actualXEO2- A industria actual
XEO2- A industria actual
aialo1

Similar to Петрив 10 а (20)

Тепловые двигатели
Тепловые двигателиТепловые двигатели
Тепловые двигатели
ocsumoron
Teplovie dvigateli _
Teplovie dvigateli _Teplovie dvigateli _
Teplovie dvigateli _
kuschnadja
Тепловые машины
Тепловые машиныТепловые машины
Тепловые машины
S-Petersburg University of Fire State Service
Teplovoy dvigatel
Teplovoy dvigatelTeplovoy dvigatel
Teplovoy dvigatel
OlgaVikem
14605
1460514605
14605
nreferat
презентация камеры сгорания.
презентация камеры сгорания.презентация камеры сгорания.
презентация камеры сгорания.
mkril
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
mkril
призентация эксэрготрансформаторного двигателя. (1)
призентация эксэрготрансформаторного двигателя. (1)призентация эксэрготрансформаторного двигателя. (1)
призентация эксэрготрансформаторного двигателя. (1)
mkril
призентация эксэрготрансформаторного двигателя.
призентация эксэрготрансформаторного двигателя.призентация эксэрготрансформаторного двигателя.
призентация эксэрготрансформаторного двигателя.
mkril
призентация универсального двигателя. (дополнена)
призентация универсального двигателя. (дополнена)призентация универсального двигателя. (дополнена)
призентация универсального двигателя. (дополнена)
mkril
Дизельный двигатель.
Дизельный двигатель. Дизельный двигатель.
Дизельный двигатель.
Vladimir Parshenkov
Dizelny dvigatel по физике
Dizelny dvigatel по физикеDizelny dvigatel по физике
Dizelny dvigatel по физике
Anton Novik
двигатель внутреннего сгорания
двигатель внутреннего сгораниядвигатель внутреннего сгорания
двигатель внутреннего сгорания
Alexandr Dolgov
Тепловые двигатели
Тепловые двигатели Тепловые двигатели
Тепловые двигатели
veronikapoluektova39
Тепловые двигатели
Тепловые двигателиТепловые двигатели
Тепловые двигатели
ocsumoron
Teplovie dvigateli _
Teplovie dvigateli _Teplovie dvigateli _
Teplovie dvigateli _
kuschnadja
презентация камеры сгорания.
презентация камеры сгорания.презентация камеры сгорания.
презентация камеры сгорания.
mkril
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
гиперзвуковой тепловой двигатель для ударных беспилотников и крылатых ракет.
mkril
призентация эксэрготрансформаторного двигателя. (1)
призентация эксэрготрансформаторного двигателя. (1)призентация эксэрготрансформаторного двигателя. (1)
призентация эксэрготрансформаторного двигателя. (1)
mkril
призентация эксэрготрансформаторного двигателя.
призентация эксэрготрансформаторного двигателя.призентация эксэрготрансформаторного двигателя.
призентация эксэрготрансформаторного двигателя.
mkril
призентация универсального двигателя. (дополнена)
призентация универсального двигателя. (дополнена)призентация универсального двигателя. (дополнена)
призентация универсального двигателя. (дополнена)
mkril
Дизельный двигатель.
Дизельный двигатель. Дизельный двигатель.
Дизельный двигатель.
Vladimir Parshenkov
Dizelny dvigatel по физике
Dizelny dvigatel по физикеDizelny dvigatel по физике
Dizelny dvigatel по физике
Anton Novik
двигатель внутреннего сгорания
двигатель внутреннего сгораниядвигатель внутреннего сгорания
двигатель внутреннего сгорания
Alexandr Dolgov

Петрив 10 а

  • 1. Тепловые двигатели и КПД тепловых двигателей Выполнила ученица 10 а класса Петрив Александра
  • 2. Принцип действия тепловых двигателей • Тепловой двигатель – устройство преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию. • Основные части теплового двигателя: нагреватель, рабочее тело и холодильник. • Чтобы получить полезную работу, необходимо сделать работу сжатия газа меньше работы расширения. • Для этого нужно, чтобы каждому объёму при сжатии соответствовало меньшее давление, чем при расширении. • Поэтому газ перед сжатием должен быть охлажден. Графики процесса расширения и сжатия газа. АВ –расширение газа, СД – сжатие газа до Q1 – количество первоначального теплоты, полученное от объёма. нагревателя Полезная работа Q2 – количество численно равна SCDAB теплоты, отданное
  • 3. Историческая справка • Впервые практически действующие универсальные паровые машины были созданы И.И. Ползуновым (1763 г.) и Д. Уаттом (1764 г.) • Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 г. французским инженером Э. Ленуаром. • !862 г. – предложение Боде Роша использовать четырехтактный цикл. • 1878 г. – построен первый четырехтактный газовый двигатель внутреннего сгорания. • 1889 г. – первая паровая турбина, нашедшая практическое применение изготовлена шведским инженером Г. Лавалем. • 1892 г. – создан двигатель Дизеля. • 1944 г. – появились самолёты с винтом, насаженным на вал газотурбинного двигателя. Турбовинтовые двигатели имеют: Ил -18, Ан – 22, Ан – 124, «Руслан». • 1933г. – создана отечественная жидкостная ракета «ГИРД-09» по проекту М, К. Тихонравова. • 1957 г. – запуск первого в мире искусственного спутника Земли.
  • 4. Карбюраторный двигатель • В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. • В таком двигателе смешивание топлива с воздухом происходит вне цилиндра, в специальном узле обогащения топлива воздухом (карбюраторе) • Примером карбюраторного ДВС может служить двигатель ГАЗ-21 "Волга". • Рабочий цикл двухтактного карбюраторного ДВС осуществляется за 2 хода.
  • 5. Паровые турбины • Первая паровая турбина, нашедшая практическое применение, была изготовлена Г. Лавалем в 1889 г. • Её мощность была меньше 4 кВт при частоте вращения 500 об/с. • При создании паровой турбины Лаваль решил две проблемы: – Внутренняя энергия пара в максимальной степени превращалась в кинетическую энергию струи, вырывающейся из сопла. – Кинетическая энергия струи в максимальной степени передавалась лопаткам ротора турбины. • К.П.Д. современных паровых турбин достигает 40%, поэтому электрические генераторы всех тепловых и атомных электростанций приводятся в действие паровыми турбинами. • Паротурбинные двигатели нашли широкое применение на водном транспорте и в авиации. Свежий пар Сопла барабана Диск с системой лопаток Отработанный пар
  • 6. Газовые турбины • Разработка турбин внутреннего сгорания сдерживалась отсутствием материалов, способных длительное время работать при высоких температурах и больших механических нагрузках. • Цикл работы газовой турбины аналогичен циклу поршневого ДВС, но в турбине циклы происходят одновременно в разных участках. • КПД газотурбинных установок достигает 25 -30%. • Турбовинтовые двигатели имеют Ил-18, Ан-22, Ан-124, «Руслан». Транспортный самолёт Ан -124 «Руслан»
  • 7. Ракетные двигатели • Реактивные двигатели, не использующие для своей работы окружающую среду, называют ракетными двигателями. • Выход струи газа через сопло приводит к возникновению реактивной силы. • Мощность первой ступени ракеты-носителя «Восток» с ЖРД достигала 15 ГВт. • В 1987 г. прошла успешные испытания универсальная ракета-носитель «Энергия», способная выводить на орбиту более 100 т полезного груза.
  • 8. Турбореактивный двигатель • Газовая турбина может быть использована как реактивный двигатель. • Её реактивная сила тяги может быть использована для движения самолёта, теплохода или железнодорожного состава. • Основное отличие – газовая турбина используется только для приведения в действие воздушного компрессора. • Турбореактивными двигателями оборудованы: Ил-62, Ту-154, Ил-86.
  • 9. Дизель Принцип работы Четырёхтактный цикл 1-й такт. Впуск. Клапан впуска открывается, воздух поступает в цилиндр и клапан сразу закрывается. 2-й такт. Сжатие. Поршень, двигаясь к ВМТ (верхней мёртвой точке) сжимает воздух в 16(в тихоходных)-20(в быстроходных) раз, после чего в горячей среде распыляется топливо через Рудольф Дизель (1858-1913)– выдающийся немецкий инженер-изобретатель. форсунку. 3-й такт.(Рабочий ход). Горение, Расширение. После распыления топлива в горячем воздухе оно сгорает, двигая поршень вниз. (Впрыск и, соответственно, воспламенение топлива происходит чуть раньше момента достижения поршнем мёртвой точки вследствие некоторой инертности процесса горения - аналогично опережению зажигания в бензиновых двигателях). 4-й такт. Выпуск. Поршень идёт вверх, клапан выпуска открывается, происходит выпуск отработавших газов и продувка. 1898г.
  • 10. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания
  • 11. КПД тепловой машины • Замкнутый процесс (цикл) – совокупность термодинамических процессов, в результате которых система возвращается в исходное p состояние. • В циклически действующей тепловой машине совершаемая работа равна: А = |Q1| – |Q2|. • КПД тепловой машины – отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученному от нагревателя: O ŋ =А/Q1. • Коэффициент полезного действия тепловой машины всегда меньше единицы. • Задача теплоэнергетики состоит в том, чтобы сделать КПД как можно более высоким, т.е. использовать для получения работы как можно большую часть теплоты, заимствованной от нагревателя.
  • 12. Сади Карно • С. Карно – военный инженер. • Работа Карно «Размышления о движущей силе огня» явилась началом термодинамики, а предложенный им общий метод решения задачи – термодинамическим методом, широко используемым в современной физике. • Карно пришел к выводу, что к.п.д. идеальной тепловой машины не зависит 1796 - 1832 от рабочего вещества, а определяется лишь температурой нагревателя и холодильника.