Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания

Слайд #1

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Слайд #2

Слайд #3

Слайд #4

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает, она лишь переходит из одного вида в другой или от одного тела к другому.

Слайд #5

Пар  или  газ, расширяясь, может совершить  работу. При этом внутренняя энергия пара превращается в механическую энергию. Устройства, в которых внутренняя энергия  пара  или газа (рабочего тела)  превращается в механическую энергию, называются тепловыми двигателями.

Слайд #6

Паровые машины Двигатели внутреннего сгорания Турбины Реактивные двигатели Архимед Леонардо да Винчи Джеймс Уатт И. Ползунов Карно Р. Дизель Даймлер Лаваль Д.Бранка Герон Кибальчич Циолковский

Слайд #7

Две с лишним тысячи лет тому назад, в 3 веке до нашей эры, великий греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунки пушки Архимеда были найдены позднее в рукописях Леонардо да Винчи. При стрельбе один конец ствола сильно нагревали на огне . Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась, и пар, расширяясь с силой и грохотом выбрасывал ядро. Ствол пушки представлял собой, как бы цилиндр, по которому, как поршень, скользило ядро.

Слайд #8

Простейший "одноразовый" тепловой двигатель (паровая машина). При нагревании воды в закрытой пробкой пробирке увеличивается количество пара, находящегося под пробкой, и повышается его давление на пробку. Наконец, давление пара выталкивает пробку, при этом пар совершает работу. Часть первоначальной энергии пара пошло на совершение работы по выталкиванию пробки. Внутренняя энергия пара превратилась в механическую энергию. Так как пар выходит еще достаточно горячий, то оставшуюся энергию он отдает окружающему воздуху, имеющему более низкую температуру.

Слайд #9

Слайд #10

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Двигатель состоит из цилиндра, внутри которого перемещается поршень. Сгорание топлива происходит внутри двигателя. Двигатель работает на жидком топливе.

Слайд #11

Повторяющийся рабочий цикл двигателя состоит из четырех процессов (тактов): а) впуск, б) сжатие, в) рабочий ход, г) выпуск. (только во время рабочего хода происходит поворот вала)

Слайд #12

Дизельный двигатель В 1892 г. немецкий инженер Р. Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный его фамилией. работа двигателя Дизеля также состоит из четырех тактов: а) всасывание воздуха; б) сжатие воздуха; в) впрыск и сгорание топлива – рабочий ход поршня; г)выпуск отработавших газов. Существенное отличие: запальная свеча становится ненужной, и ее место занимает форсунка – устройство для впрыскивания топлива; обычно это низкокачественные сорта бензина.

Слайд #13

Проведем сравнение: дизельные двигатели (проще – дизели) могут работать на менее качественном, а, значит, на более дешевом топливе, чем карбюраторные двигатели. Дизели также способны развивать большую мощность. Кроме того, КПД дизелей достигает 35 – 40 %, что заметно выше, чем КПД карбюраторных двигателей: 25 – 30 %.

Слайд #14

ИНТЕРЕСНО ...что на автомобилях ставят глушители, а если их нет, то выпуск отработанных газов происходит с большим шумом. Дело в том, что отработанные газы при выпуске из цилиндра имеют значительно большее давление, чем атмосферный воздух. Расширяясь с большой скоростью, они создают шум. Смысл работы глушителя состоит в уменьшении скорости выхода газа из цилиндра двигателя. ... что высота подъема самолетов, двигатели которых работают на смеси горючего и воздуха, ограничена. Это из-за того, что на больших высотах воздух разрежен, и в нем недостаточно кислорода.

Слайд #15

РЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ Принцип действия ракетного двигателя состоит в следующем: горючее, а в первых ракетах это был пороховой заряд, сгорает в камере сгорания, и образовавшиеся газы с большой скоростью вылетают из отверстия - сопла. Вылет газов сопровождается отдачей. В результате этой отдачи возникает сила, приложенная к двигателю и направленная противоположно направлению вылета газовой струи. Развитие реактивных двигателей началось в 40-вых годах 20 века. Первое применение они нашли в военной технике: в гвардейских минометах "Катюша", в немецких ракетах ФАУ, затем в реактивных самолетах.