Termalni motori: načelo rada, uređaja, sheme

Razmotrimo toplinske motore, načelo rada tih mehanizama. U zemljinoj kore i oceanu, rezerve unutarnje energije mogu se smatrati neograničenim. Kako bi se riješili praktični problemi, očito nije dovoljno. Uređaj i načelo rada topline moraju biti poznati kako bi se vozile torove i vozila. Osoba treba takve uređaje koji mogu raditi korisno.

Termalni motori, načelo djelovanja koje ćemo razmotriti, glavni su na našem planetu. U njima se unutarnja energija pretvara u mehanički oblik.

Značajke topline motora

Kakvo je načelo toplinskog motora? Ukratko, to se može prikazati na jednostavnom eksperimentu. Ako ulijte vodu u epruvetu, zatvori ga plutom, dovede je do kuhanja, izletjet će. Razlog začepljenja utikača je da para obavlja unutarnji rad. Proces je praćen transformacijom unutarnje energije pare u kinetičku vrijednost za utikač. Termični motori, čiji je princip djelovanja sličan opisanom eksperimentu, razlikuju se po strukturi. Umjesto ispitne cijevi, koristi se metalni cilindar. Utikač se zamjenjuje klipom koji dobro uklapa zidove koji se kreću duž cilindra.

Algoritam akcije

Kakvo je načelo toplinskog motora? Grade 10 razmatra ovo pitanje u lekcijama fizike. Termalni strojevi dečki nazivaju mehanizmima u kojima se promatra transformacija unutarnje energije goriva u mehanički oblik.

Da bi motor bio koristan, potrebno je stvoriti diferencijalni tlak s obje strane klipa ili noževa snažne turbine. Da bi se postigla ta razlika u tlaku, temperatura radne tekućine raste za tisuće stupnjeva u odnosu na prosjek u okolišu. Postoji sličan porast temperature tijekom izgaranja goriva.

Promjene temperature

Svi moderni toplinski strojevi razlikuju radno tijelo. Zove se plin, što korisno radi u procesu ekspanzije. Početna temperatura, označena T1, stječe se u strojevima ili turbinama parnog kotla. To se naziva temperatura grijača. Tijekom izvođenja radova dolazi do postupnog gubitka plinske energije. To dovodi do neizbježnog hlađenja radne tekućine do određenog T2. Temperatura bi trebala biti niža od temperature okoline, inače će tlak plina imati nižu vrijednost od atmosferskog tlaka i motor neće raditi.

Indeks T2 se naziva temperaturom hladnjaka. U svojoj kvaliteti postoji atmosfera ili poseban uređaj za kondenziranje i hlađenje ispušne pare.

Neke činjenice

Dakle, toplinski motori, čiji se princip rada temelje na širenju radne tekućine, ne mogu davati svu unutarnju energiju za obavljanje posla. U svakom slučaju, dio topline će se prenijeti u atmosferu (hladnjak) uz ispušnu paru ili ispušne plinove turbina ili motora s unutarnjim sagorijevanjem.

Učinkovitost toplinskih strojeva

Kakvo je načelo djelovanja toplinski stroj?Učinkovitost termalnog motora ovisi o količini korisnog rada plina. S obzirom da je nemoguće u potpunosti promjeniti unutarnje energije u rad toplinskog stroja, moguće je objasniti ireverzibilnosti prirodnih procesa i pojava. U tom slučaju, ako se promatra spontani povratak topline iz grijača do hladnjaka, unutarnja energija u punom zaslonu će pretvorena u koristan rad pomoću toplinskog stroja.

Koeficijent učinkovitosti je omjer korisnog rada toplinskog motora na količinu topline koja se prenosi u hladnjak. U fizici je uobičajeno izraziti tu vrijednost kao postotak. To je načelo toplinskog motora. Shema je jasna i jednostavna, dostupna čak i srednjoškolcima. Zakoni termodinamike omogućuju izračunavanje maksimalne vrijednosti učinkovitosti.

Izum termičkog stroja

Prvi izumitelj automobila, koristeći toplinu, postao je Sadi Carnot. On je razvio idealni stroj u kojem je idealan plin bio radno tijelo. Osim toga, znanstvenik je mogao odrediti indeks učinkovitosti za takav uređaj, koristeći temperature hladnjaka i grijalice.

Carnot je mogao odrediti odnos stvarnog toplinskog stroja koji djeluje na temelju grijalice i hladnjaka, koji je zrak ili kondenzator. Zbog matematičke formule koju je Carnot predložio za svoj prvi idealni toplinski stroj, određuje se maksimalna učinkovitost. Postoji izravna veza između temperature grijača i hladnjaka.

Da bi stroj pravilno radio, temperatura ne bi smjela biti manja od njegove vrijednosti u okolnom zraku. Ako želite, možete podići temperaturu grijača, ne zaboravite da svako čvrsto tijelo ima određenu otpornost na toplinu. Kako se zagrijava, gubi elastičnost, a kada se postigne točka topljenja, jednostavno se topi. Zahvaljujući inovacijama koje su postignute u modernoj inženjerskoj industriji, učinkovitost toplinskog motora se postupno povećava. Na primjer, smanjena je trenja između pojedinih dijelova, eliminiraju se gubici koji proizlaze iz nepotpunog sagorijevanja goriva.

Motor s unutarnjim izgaranjem

To je toplinski stroj, gdje se u obliku radne tekućine koriste visokotemperaturni plinovi, dobiveni tijekom izgaranja raznih vrsta goriva unutar komore. Postoje četiri zadatke u radu motora automobila. Među sastavni dijelovi se naziva usisne i ispušne ventile komora za izgaranje, klip, cilindar, svjećice, klipnjača i zamašnjak.

zaključak

Trenutno se koriste razne vrste automobilskih motora: dizel, rasplinjač. Unatoč razlikama u korištenoj potrošnji goriva, oni imaju sličan princip rada. Zbog toplinske energije proizvedene tijekom izgaranja benzina, dolazi do pretvorbe toplinske energije u drugi tip.

U prvoj fazi, promatra se glatko kretanje ventila, proces je zbog punjenja komore s radnom smjesom. Na kraju prve šipke usisni ventil se zatvara. Nadalje, klip se pomiče prema gore, stoga dolazi do kompresije radne mješavine. Izgled iskra u svijeću dovodi do zapaljenja zapaljive mješavine. Pritisak zraka i benzina na klipu dovodi do spontanog pomaka prema dolje, pa se sat naziva "radnim udarom". Radilica se pokreće u pokretu. U četvrtoj fazi, ispušni ventil se otvara, ispušni plinovi se protjeraju u atmosferu.