Теплові двигуни

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ. Знати теоретичний матеріал §17. Вправа № 16 (2, 4).

Основні питання

1. Парова турбіна

2. Двигун внутрішнього згоряння

3. Робота чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння

4. Плюси та мінуси використання теплових двигунів

Парова турбіна – це тепловий двигун, у якому пара, нагріта до високої температури, перебуває під високим тиском і обертає його вал.

Через сопла вилітають струмені пари та спрямовуються на лопаті, закріплені на диску. Диск, у свою чергу, нерухомо закріплений на валу турбіни. Під дією пари диск турбіни, а отже, і вал обертаються, тобто пара виконує роботу.

Парові турбіни є незамінними тепловими двигунами на теплових та атомних електростанціях.

Двигун внутрішнього згоряння – це тепловий двигун, в якому хімічна енергія палива, що згоряє в робочій зоні, перетворюється в механічну роботу.

Двигуни внутрішнього згоряння працюють на рідкому паливі (бензині, гасі, нафті) або на горючому газі.

Будова найпростішого двигуна внутрішнього згорання

Циліндр (1), в якому пересувається поршень (2).

Усередині поршня шарнірно закріплений шатун (3).

Шатун, у свою чергу, з’єднаний із колінчастим валом (4), обертання якого забезпечує обертання тягових коліс транспортного засобу.

У верхній частині циліндра є два канали, закриті клапанами (5).

Через впускний клапан пальна суміш (суміш повітря з бензином або газом) надходить до циліндра.

Через випускний клапан викидаються відпрацьовані гази.

Свічка (6) — пристрій для запалювання пальної суміші за допомогою електричної іскри.

Робота чотиритактного двигуна внутрішнього згорання

I такт — усмоктування (а). Поршень рухається вниз, у циліндрі падає тиск. У цей час відкривається впускний клапан і пальна суміш усмоктується в циліндр. Наприкінці І такту впускний клапан закривається.

II такт — стиснення (б). Поршень рухається вгору і стискає пальну суміш. Коли поршень доходить до крайнього верхнього положення, проскакує іскра і пальна суміш займається. Обидва клапани закриті.

III такт — робочий хід (в). Розжарені гази штовхають поршень униз. Рух поршня передається шатуну, який штовхає колінчастий вал і примушує його обертатися, — двигун виконує корисну роботу. Наприкінці III такту відкривається випускний клапан.

IV такт — випускання (г). Поршень рухається вгору і через випускну трубу виштовхує продукти згоряння в атмосферу. Наприкінці IV такту випускний клапан закривається. Випускання відпрацьованих газів супроводжується передачею деякої кількості теплоти довкіллю.

1. Чи відноситься вогнепальна зброя до теплових двигунів?

Так, при пострілі частина теплової енергії палива перетворюється в кінетичну енергію тіл, наприклад снаряда.

2. Чому доливати воду в радіатор перегрітого двигуна слід дуже повільно і тільки при працюючому двигуні?

Для того, щоб охолодження двигуна відбувалося повільно. Інакше через різкі механічні деформації двигун може вийти з ладу.

3. В якому випадку газоподібна горюча суміш в циліндрі двигуна внутрішнього згоряння має більшу внутрішню енергію: на початку такту «робочий хід» або в його кінці?

На початку такту «робочий хід», так як температура суміші вища, ніж в кінці такту.

4. Чому в паровій турбіні температура відпрацьованого пару нижча, ніж температура пари, що надходить до лопаток турбіни?

Тому що пара, що пройшла через лопатки турбіни, віддала їм частину своєї внутрішньої енергії.

5. Навіщо в циліндри дизельного двигуна (двигуна із запалюванням палива від стиснення) рідке паливо подається в розпиленому стані?

Для збільшення поверхні контакту палива з повітрям, що сприяє повному згорянню палива.

Вправа № 16 (2). Фото виконаного завдання виставити у віконці.

Вправа № 16 (4). Фото виконаного завдання виставити у віконці.

Виберіть транспортні засоби, на яких використовують теплові двигуни: автомобіль, автобус, трамвай, тролейбус, літак, спортивний велосипед.

Чому двигуни внутрішнього згоряння не використовуються в підводному човні при підводному плаванні?

Під час яких тактів закриті обидва клапани в чотиритактному двигуні внутрішнього згоряння?