Презентація на тему:
Теплові двигуни

Теплові двигуни Історія створення. Види, принцип дії та застосування Підготували: учениці 10 класу Попелешко Софія та Курасова Ганна

План Що таке тепловий двигун? Історія створення теплових двигунів Види двигунів Принцип дії парового двигуна Двигуни внутрішнього згорання ККД теплового двигуна Застосування Питання для самоперевірки

Що таке тепловий двигун? Значна частина двигунів на Землі – це теплові двигуни. І хоча винайшли їх досить давно, уявити сучасне життя без них просто неможливо. Дійсно, більшість літаків, кораблів, машин та автомобілів обладнані саме такими двигунами. Отже, що ж розуміють під цим словом? Теплові двигуни – це пристрої, що перетворюють енергію палива в механічну енергію. 

Історія створення Томас Севері (1650-1715) У 1698р. Томас Севері винайшов парову машину. Сам винахідник назвав її «Вогневою машиною». Машина служила для відкачування вод із затоплених шахт. Але шахти на той час були глибиною 100м, а машина діставала тільки до 15м. Також труби і з'єднання не витримували тиску і вибухали. Машина споживала багато палива, і навіть  шахті з вугіллям, яка знаходилася б поруч було не під силу забезпечити її паливом.   Схема парового насоса Севері, 1702 рік

Томас Ньюкомен (1663-1729) Машина Томаса Ньюкмена була вдосконаленою машиною Севері. Поршні були більше герметичними, що підвищувало користь, а пара створювалася в окремому котлі, тим самим вірогідність вибуху зменшувалася. За допомогою цієї машини відкачували воду з кораблів за 2 тижні (раніше цей процес займав рік). Але ця машина все одно поглинала багато палива. 

Джеймс Уатт  (1736-1819) Джеймс Уатт зробив вдосконалений двигун. Він придумав клапани, що працюють так, що нікому не треба було стояти поруч і керувати ними. Клапани автоматично змушували поршні підніматися і опускатися. Метою Уатта було понизити величезне споживання палива у парової машини. Для цього треба було постійно тримати циліндри нагрітими. Залишалося зрозуміти як конденсувати пару. Уатта осяяло, коли він стояв біля пралень. Винахідник зрозумів, що пара подібна до газу і переміщатиметься по циліндру з низьким тиском. Для герметизації стали змащувати поршні олією.   Універсальний паровий двигун Уатта

Джордж Стефенсон (1781-1848) Стефенсон побудував паровий двигун в Англії. Він був дуже важкий, оскільки згоряння палива відбувалося в топці, двигун був розташованої окремо від парового котла.   Ніколаус Отто (1832-1891) Бензиновий двигун, який був розроблений німцем Ніколасом Отто в 1878 році, став першою сходинкою до вирішення проблеми ваги. Цьому двигуну не потрібна була окрема топка, і він був набагато легше, ніж паровий двигун такої ж потужності.  Сучасний автомобільний двигун Сучасний турбовентиляторний авіаційний двигун

Види двигунів Механізми перетворення теплової енергії у механічну можуть бути різними. Виділяють поршневі та турбінні двигуни. У поршневому дигуні відбувається розширення газу, що тисне на поршень, змушуючи його переміщатися. У турбодвигуні розширення газу діє на лопатки колеса турбіни, спричиняючи його обертання. 

Принцип дії парового двигуна

Двигуни внутрішнього згорання Двигу н вну трішнього згора ння - це тип двигуна, теплова машина, в якій хімічна енергія палива (звичайно застосовується рідке або газоподібне вуглеводневе паливо), що згоряє в робочій зоні, перетвориться в механічну роботу.  Розглянемо принцип дії чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння. Основним його елементом є циліндр із поршнем, усередині якого відбувається згоряння палива (звідси походить назва двигуна). Як правило, їх кілька. Тому кажуть про дво-, чотири- чи восьмициліндрові двигуни.

  Циліндр має два отвори з клапанами впускним і випускним. Робота ДВЗ ґрунтується на чотирьох послідовних процесах тактах, які весь час повторюються. Перший такт це впуск пальної суміші, що здійснюється через впускний клапан, коли поршень рухається вниз. Після того, як поршень досягне нижньої точки, всмоктування палива припиняється і обидва клапани закриваються. Під час другого такту, коли поршень рухається вгору, відбувається стискання суміші, внаслідок чого її температура підвищується. У верхній точці поршня суміш запалюється електричною іскрою від свічки. Вона миттєво спалахує, через значне нагрівання розширюється й тисне на поршень. Сила тиску штовхає поршень донизу, відбувається третій такт робочий хід, під час якого виконується робота. 

За допомогою шатунного механізму рух поршня передається колінчатому валу, який з'єднано з колесами автомобіля. Виконуючи роботу, суміш розширюється й одночасно охолоджується. Після проходження поршнем нижньої точки відкривається випускний клапан і під час руху поршня вгору відбувається четвертий такт випуск відпрацьованих газів. Таким чином, робочий цикл чотиритактного двигуна завершується, і згодом все починається з першого такту. Оскільки з чотирьох тактів ДВЗ лише один робочий, двигун має інерційний механізм маховик. Він запасає енергію, за рахунок якої колінчастий вал обертається під час виконання решти тактів.    

ККД теплового двигуна

Застосування В основному чотиритактні двигуни застосовують на автомобілях, тракторах та іншій техніці. Вище було описано простий двигун, який складається з основних деталей ДВЗ. Повний склад ДВЗ: Його основними складовими частинами є блок циліндрів, головка газорозподільного механізму, картер двигуна, впускний та випускний колектори, карбюратор, електрообладнання та система охолодження. 

Питання для самоперевірки Що таке тепловий двигун? Хто був першим основоположником створення парового двигуна? Як він назвав його? Як покращив свій винахід Джеймс Уатт? Назвіть 2 основні види теплових двигунів Скільки послідовних тактів має двигун внутрішнього згорання? Назвіть найпопулярніші місця застосування двигунів

Дякуємо за увагу!