Тепловые двигатели

 Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

Средний расход воды ок. 3500 м3/с. Судоходна от г. Юримагуас. УАМБО (Huambo) (в 1928-77 Нова-Лижбоа) - город в Анголе, административный центр пров. Уамбо. 80 тыс. жителей (1974). Центр сельскохозяйственного района. Пищевые, металлообрабатывающие, химические предприятия. УАНСТЕП (англ. one-step - от one - один и step - шаг), американский бальный танец. Распространился во многих странах в 1920-х гг. Развился из движений тустепа. Музыкальный размер 2/4. УАРТЕ (Huarte) Хуан (ок. 1530-92) - испанский врач и философ. В сочинении "Исследование способностей к наукам" (1575) способности души ставятся в зависимость от телесных особенностей человека, климатических условий и пищи. Оказал влияние на испанский гуманизм 16-17 вв. УАТТ (Watt) Джеймс (1736-1819) - английский изобретатель, создатель универсального теплового двигателя. Изобрел (1774-84) паровую машину с цилиндром двойного действия, в которой применил центробежный регулятор, передачу от штока цилиндра к балансиру с параллелограммом и др. (патент 1784). Машина Уатта сыграла большую роль в переходе к машинному производству

 Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД)

Моменты, управляющие ЛА, как правило, создаются либо поворотом камеры ЖРД относительно оси, либо изменением величины тяг неподвижных камер.Таким образом, исходное химическое топливо является одновременно источником энергии и источником рабочего тела для получения тяги. Совокупность отмеченных признаков определяет класс химических РД, характерная особенность которых по сравнению с другими РД — высокие удельные расходы топлива (массовый расход топлива, приходящийся на единицу развиваемой тяги), вызванные необходимостью иметь на борту аппарата горючее и окислитель. В связи с этим время работы химических РД ограничено запасами топлива в аппарате, которое относительно невелико. Из всего многообразия химических РД ограничимся рассмотрением только жидкостного ракетного двигателя, который занимает особое место в ракетной технике и широко используется в освоении космического пространства.ТОПЛИВА ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Топлива тепловых двигателей являются носителями химический энергии и источником массы рабочего тела и представляют собой расходуемые индивидуальные вещества или их совокупность, способные к химическим превращениям (горению, разложению) с выделением энергии и образованию рабочего тела — высокотемпературных продуктов.

 Из бездны вод - Летопись отечественного подводного флота в мемуарах подводников (Сборник)

Вместе с улучшением лодок, казалось бы, должен был бы выработаться и способ защиты от них, между тем у современной лодки вполне определенного неприятеля еще нет, предлагались сети для ловли подводных лодок, но они оказались на практике бессильными, так как подводная лодка такие сети или разрывает, или срывает с якорей. За последние сорок лет военные флоты пережили полное перерождение. Борьба между пушкой и броней продолжается все время, причем победы сменяются поражениями, и теперь только мина может считаться непобедимой, миноносец же мало-помалу уступает место подводной лодке. Англия и Франция, два самых крупных морских государства, уже строят подводные лодки в большем количестве, чем миноносцы. Для полного развития подводного плавания, которое хотя и не является особенно молодым по своей почти 300-летней истории, но практически стало на твердую ногу только недавно, требуются некоторые усовершенствования. На первом плане надо поставить усовершенствование современных тепловых двигателей. Будучи крайне продуктивными по сравнению с паровой машиной, они вместе с тем очень хрупки и еще недостаточно разработаны

 Иван Иванович Ползунов – первый русский теплотехник

Передача движения к машинам, которые должен был обслуживать двигатель, осуществлялась с помощью балансиров. Цепи, соединяющие поршни двигателя с балансирами, для большей прочности изобретатель сделал из отдельных железных стержней и шарнирными, т.е. такого типа, какие известны теперь как "цепи Галля". Питание котла подогретой водой было автоматизировано. Ползунов придумал простой механизм, обеспечивавший сохранение воды в котле на одном уровне во время работы двигателя. Это упрощало труд людей, обслуживающих машину. Чтобы дутье воздуха в плавильной печи было равномерным, И.И.Ползунов изобрел аккумулятор дутья. Мехи подавали воздух не сразу в печи, а в большой ящик - "воздушный ларь", из которого непрерывная воздушная струя поступала в плавильные печи. Двигатель И.И.Ползунова его современники называли "плавиленной фабрикой". Высота машины составляла 10 метров, а цилиндров около 3 метров. Тепловой двигатель развивал мощность в 40 лошадиных сил. Сооружение большой, невиданной машины в тех производственных условиях, какие имел И.И.Ползунов, являлось подлинно героическим, почти сказочным подвигом.

 Энциклопедический словарь

В приложении к делу рук человеческих - к машинам - М. служит основанием целого цикла наук, называемого практической М. и состоящего из теории механизмов, гидравлики, теория тепловых двигателей, теории сопротивления материалов, учения о конструкции машин, стоящих в тесной связи с технологией дерева, металлов и т. д. и с учением о сельскохозяйственных машинах и орудиях. Из первоклассных сочинений по аналитической М. укажем: Lagrange, "Mecanique Analytique"; Jacobi, "Vorlesungen uber Dynamik"; Kirchhoff, "Theoretische Physik" и Thomson and Tait, "Natural Philosophy". Лучшие учебники: Бобылев, "Курс аналитической М."; Слудский, "Курс теоретической М."; Жуковский, "Лекции по гидродинамике"; Poisson, "Traile de Mecanique"; Collignon, "Traite de Mecanique"; Despeyrons, "Traite de Mecanique rationnelle". По практической М.: Вейсбах, "Практическая М. " (перев. Усова); Weisbach, "Lehrbuch der lngenieur und Maschinenmechanik, bearbeitet von Herrmann"; Reuleaux, "Theoretische Kinematik"; его же, "Der Konstrukteur"; Burmester, "Lehrbuch der Kinematik"; Grashof, "Theoretische Maschinealehre"

 Кибернетика

Таким образом, в отделении А их концентрация уменьшается. Это вызывает очевидное уменьшение энтропии, и если соединить оба отделения тепловым двигателем, мы, как будто, получим вечный двигатель второго рода». Кибернетика выявляет зависимости между информацией и другими характеристиками систем. Работа «демона Максвелла» позволяет установить обратно пропорциональную зависимость между информацией и энтропией. С повышением энтропии уменьшается информации и наоборот, понижение энтропии увеличивает информацию. Связь информации с энтропией свидетельствует и о связи информации с энергией. Энергия (от греческого e ergeia - деятельность) характеризует общую меру различных видов движения и взаимодействия в формах: механической, тепловой, электромагнитной, химической, гравитационной, ядерной. Точность сигнала, передающего информацию, не зависит от количества энергии, которая используется для передачи сигнала. Тем не менее, энергия и информация связаны между собой. Винер приводит такой пример: «Кровь, оттекающая от мозга, на долю градуса теплее, чем кровь, притекающая к нему». Общее значение кибернетики обозначается в следующих направлениях: 1.

 Тепловой двигатель

Это открывало более широкие возможности: давление пара можно увеличить выше атмосферного; изменяя давление, можно регулировать мощность машины. Кроме того, Уатт сразу решил строить свою машину как универсальный тепловой двигатель и не связывал ее воедино ни с каким потребителем мощности. Затратив на изготовление машины все имеющиеся у него средства, Уатт смог уже в конце 1765 г. продемонстрировать ее работу. Но для изготовления машин на продажу требовались не только деньги, но и производство с очень высокой по тем временам культурой, и по совету своих друзей Уатт обращается к владельцу знаменитых Карронских заводов доктору медицины Ребеку. Карронские заводы нуждались в угле, и Ребек к тому времени приобрел каменноугольные копи, на которых сразу столкнулся с необходимостью откачки воды. При таких обстоятельствах он был очень заинтересован в сделке с Уаттом. По договору он принимал на себя все расходы с условием, что ему будут принадлежать две трети прибылей. Уатт получил средства и мог заняться подготовкой производства.

 Производство электроэнергии

Вал турбины жестко соединен с валом генератора. Современные паровые турбины для ТЭС — весьма совершенные, быстроходные, высокоэкономичные машины с большим ресурсом работы. Их мощность в одновальном исполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и это не является пределом. Такие машины всегда бывают многоступенчатыми, т. е. имеют обычно несколько десятков дисков с рабочими лопатками и такое же количество, перед каждым диском, групп сопел, через которые протекает струя пара. Давление и температура пара постепенно снижаются. Из курса физики известно, что КПД тепловых двигателей увеличивается с ростом начальной температуры рабочего тела. Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру — почти до 550 °С и давление — до 25 МПа. Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячим отработанным паром.Гидроэлектрическая станция (ГЭС), комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

 Двигатели внутреннего сгорания

Турбореактивные двигатели широко распространены в авиации. Паровые турбины - основной двигатель для привода электрогенераторов на ТЭС. Применяют паровые турбины также для привода центробежных воздуходувок, компрессоров и насосов. Существуют даже паровые автомобили, но они не получили распространения из-за конструктивной сложности. Тепловое расширение применяется также в различных тепловых реле, принцип действия которых основан на линейном расширении трубки и стержня, изготовленных из материалов сразличнымтемпературным коэффициентом линейного расширения. Поршневые двигатели внутреннего сгорания Как было выше сказано, тепловое расширение применяется в ДВС. Но каким образом оно применяется и какую функцию выполняет мы рассмотрим на примере работы поршневого ДВС. Двигателем называется энергосиловая машина, преобразующая какую-либо энергию в механическую работу. Двигатели, вкоторых механическая работа создается в результате преобразования тепловой энергии, называются тепловыми. Тепловая энергияполучаетсяпри сжигании какого-либо топлива. Тепловой двигатель, в котором часть химическойэнергиитоплива,сгорающеговрабочей полости, преобразуется в механическую энергию, называется поршневым двигателем внутреннего сгорания. (Советский энциклопедический словарь) Классификация ДВС Как было выше сказано, вкачествеэнергетическихустановок автомобилей наибольшее распространение поучили ДВС, в которых процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращением ее в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах.

 Ответы на экзаменационные вопросы по физике: 9 класс

Обязательно температура нагревателя больше температуры холодильника. При совершении работы тепловыми двигателями происходит передача теплоты от более горячих тел к более холодным. Рабочее тело двигателя получает количество теплоты QН от нагревателя, совершает работу A' и передает холодильнику количество теплоты QХ. В соответствии с законом сохранения энергии А' < QН - QХ. В случае равенства речь идет об идеальном двигателе, в котором нет потерь энергии.Отношение работы к энергии, которое получило рабочее тело от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия (КПД) ( = ; ( < 1, так как QХ(0.Паровая или газовая турбина, двигатель внутреннего сгорания, реактивный двигатель работают на базе ископаемого топлива. В процессе работы многочисленных тепловых машин возникают тепловые потери, которые в конечном счете приводят к повышению внутренней энергии атмосферы, т. е. к повышению ее температуры. Это может привести к таянию ледников и катастрофическому повышению уровня Мирового океана, а вместе с тем к глобальному изменению природных условий.

 Термоядерные реакции

Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м 2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке. В 1885г. Была предложена схема солнечной установки с плоским коллектором для подачи воды, причем он был смонтирован на крыше пристройки к дому. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника. В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000 оС. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОТУ, РАБОТУ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Солнце - гигантское светило, имеющее диаметр 1392 тыс. км. Его масса (2 1030 кг) в 333 тыс. раз превышает массу Земли, а объем в 1,3 млн. раз больше объема Земли. Химический состав Солнца: 81,76 % водорода, 18,14 % гелия и 0,1% азота. Средняя плотность вещества Солнца равна 1400 кг/м3. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины.

 Билеты по физике за весь школьный курс

Близким к адиабатному может считаться процесс быстрого расширения или сжатия газа. При этом процессе работа совершается за счет изменения внутренней энергии, т.е. , поэтому при адиабатном процессе температура понижается. Поскольку при адиабатном сжатии газа температура газа повышается, то давление газа с уменьшением объема растет быстрее, чем при изотермическом процессе. Процессы теплопередачи самопроизвольно осуществляются только в одном направлении. Всегда передача тепла происходит к более холодному телу. Второй закон термодинамики гласит, что неосуществим термодинамический процесс, в результате которого происходила бы передача тепла от одного тела к другому, более горячему, без каких-либо других изменений. Этот закон исключает создание вечного двигателя второго рода.30. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя. Обычно в тепловых машинах работа совершается расширяющимся газом. Газ, совершающий работу при расширении, называется рабочим телом. Расширение газа происходит в результате повышения его температуры и давления при нагревании.

 Прямой цикл Карно. Тепловая изоляция

Днепропетровский Государственный Технический Университет Железнодорожного Транспорта. Кафедра : «Теплотехника» ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕНа тему : «Прямой цикл Карно» , «Тепловая изоляция»Выполнил : студент 427 группыАстраханцев ДмитрийПринял : Доц. Арестов А.П. Днепропетровск 1998 Прямой цикл Карно. Как известно, все тепловые двигатели, превращающие тепловую энергию в механическую, работают по круговым циклам или термодинамическим циклам – идеальный цикл теплового двигателя (прямой цикл Карно) и цикл холодильной машины (обратный цикл Карно). Рассмотрим прямой цикл Карно. Для этой цели возьмем идеальную систему, состоящую из горячего источника тепла, рабочего тела и окружающей среды. Параметры источника тепла Тг, Sг, температура окружающей среды Т0. Рабочее тело в конечном итоге не совершает работы за счет своей собственной энергии. До начала работы и после ее завершения все параметры рабочего тела и его полная энергия остаются в точности теми же самыми. Иначе говоря, рабочее тело изменяет свои параметры по какому-то циклу, возвращаясь каждый раз в первоначальное состояние. Суммарная работа окружающей среды над телом равна нулю; никаких потерь работы нет; энтропия системы остается неизменной (?Sc=0); все процессы обратимые.

 Двигатели Стирлинга. Области применения

В двигателях Стирлинга применяются регенеративные теплообменники (регенераторы), размещенные в каналах, по которым газ перемещается между горячей и холодной зонами двигательной установки. Функцией регенератора является попеременное накопление и возвращение части тепловой энергии, полученной в рабочем цикле двигателя. Передача энергии пульсирующему газовому потоку должна происходить таким образом, чтобы свести к минимуму подвод тепла к установке и в то же время поддерживать на заданном уровне мощность, снимаемую с вала. Результатом действия регенератора является возрастание КПД цикла, поэтому теплообменник такого типа - существенный элемент любого двигателя Стирлинга, рассчитанного на практическое применение. Таким образом, правильнее определить двигатель Стирлинга как тепловой двигатель, работающий по замкнутому регенеративному циклу (Схема 3). В основе конструкции двигательной установки Стирлинга лежат принцип разделения горячей и холодной рабочих полостей и способ, с помощью которого рабочее тело направляется из одной полости в другую.

 Русская культура ХVIII в.: от петровских инициатив к "веку просвещения"

Проводились и картографические работы. Геологические изыскания, поиски руд, железных и медных, были связаны с нуждами производства. В области механики своими изобретениями прославились многие российские мастера: И.И. Сердюков (по его проекту был исправлен Вышневолоцкий канал, построенный в своё время голландскими мастерами), А.К. Нартов (создал токарно-шлифовальный станок), И.П. Кулибин (разработал проект одноарочного моста через Неву, семафорный телеграф, протезы для инвалидов и др.) русский учёный-самоучка И.И. Ползунов (в 1763 г. разработал проект первого в мире универсального теплового двигателя). В 1765 г. в Москве было организовано Вольное экономическое общество (ВЭО), которое, наряду с Академией, стало центром науки в стране. В изданиях ВЭО публиковались статьи по организации и ведению сельского хозяйства. Для развития агрономии и почвоведения большую роль сыграли работы А.Т. Болотова. В ХVIII в. развивались гуманитарные науки. В начале ХVIIIв. Появляются труды по истории, в которых не просто описываются события, но и делаются первые попытки их проанализировать.

 Атакующие из пучины

Это позволило создать хорошо известную сегодня схему: двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель-генератор, аккумуляторная батарея. При этом двигатель внутреннего сгорания обеспечивал движение лодки в надводном положении и подзарядку аккумуляторной батареи от электрогенератора (динамо-машины). В подводном положении лодка двигалась с помощью электродвигателя, который питался от аккумуляторной батареи. Параллельно с энергетическими установками совершенствовалось и оружие для подводных лодок. И.Ф.Александровский создал в 1865г. первую самодвижущуюся мину-торпеду, а несколько позже С.К.Джевецкий сконструировал и торпедные аппараты, устанавливавшиеся снаружи на корпусе подводной лодки. Они многие годы находились на вооружении отечественных кораблей наряду с трубчатыми торпедными аппаратами, размещавшимися внутри прочного корпуса. Хотя российские изобретатели К.А.Шильдер, И.Ф.Александровский, С.К.Джевецкий и другие конструкторы внесли большой вклад в дело создания подводных лодок, построить боевую подводную лодку в XIXв. из-за низкого уровня развития электротехники и тепловых двигателей им все же не удалось.

 Виды реактивных двигателей, физические основы реактивного движения при разных скоростях

Теперь уже вместо молекул горючей смеси камеру заполняют молекулы продуктов горения, более плотно "упакованные". Избыток энергии связи, представляющей собой химическую энергию прошедшей реакции сгорания, выделился. Обладающие этой избыточной энергией молекулы почти мгновенно передали её другим молекулам и атомам в результате частых столкновений с ними. Все молекулы и атомы в камере сгорания стали беспорядочно, хаотично двигаться со значительно более высокой скоростью, температура газов возросла. Так произошел переход потенциальной химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов сгорания. Подобных переход осуществлялся и во всех других тепловых двигателях, но реактивные двигатели принципиально отличаются от них в отношении дальнейшей судьбы раскалённых продуктов сгорания. После того, как в тепловом двигателе образовались горячие газы, заключающие в себя большую тепловую энергию, эта энергия должна быть преобразована в механическую. Ведь двигатели для того и служат, чтобы совершать механическую работу, что-то "двигать", приводить в действие, все равно, будь то динамо-машина на просьба дополнить рисунками электростанции, тепловоз, автомобиль или самолёт.

 Друг рудокопа

Эта чисто практическая задача и стала причиной того, что первым тепловым двигателем стала машина для откачки воды. Но прежде нужно было понять условия превращения Тепла в работу. В 1683 г. англичанин Сэмюэль Морленд издал сочинение, в котором впервые четко изложил мысль, что для подъема воды путем использования теплоты горения нужно вначале воду превратить в пар. В сочинении приводились даже размеры цилиндра, ход поршня и значение высоты, на которую можно поднять воду. Полученная по расчетам Морленда высота 1,2 м несопоставима с глубиной шахт, и работы Морленда не могли найти применения. Но признание необходимости превращения воды в пар - это большая заслуга Морленда. Водяной пар стал первым рабочим телом тепловых двигателей. На том этапе это было самым естественным, поскольку в машинах для откачки воды такое рабочее тело было, так сказать, «под рукой». Однако водяной пар в качестве рабочего тела широко распространен и сейчас. Причины этого - в доступности воды, нетоксичности, а также достаточно высоких теплофизических свойствах пара.