استفاده از موتورهای حرارتی. ارائه "موتورهای حرارتی و کاربرد آنها" کاربرد موتورهای حرارتی در اقتصاد ملی ارائه

موتورهای حرارتی و حفاظت از محیط زیست

وقتی دنیایی عظیم از تضادها

از بازی رایگان بسنده کنید -

گویی نمونه اولیه درد انسان است،

از ورطه آب در برابر من برمی خیزد.

و در این ساعت طبیعت غمگین

در اطراف دراز می کشد، به شدت آه می کشد،

و آزادی وحشی برای او عزیز نیست،

جایی که شر از خوبی جدا نیست.

N. Zabolotsky

نمودار شماتیک یک موتور حرارتی

1 - بخاری

2 - یخچال

3 - سیال کار

اولین موتور بخار EOLIPIL

حواصیل اسکندریه،

قرن 1-2 آگهی

اچ 2 O

پمپ بخار سوری (1698)

توماس ساوری (1650-1715)

"ماشین آتش"

دنیس پاپین (1707)

دنیس پاپن

پیستون بخار اتمسفر

پمپ نیوکامن (1710)

توماس نیوکامن

موتور بخار

I.I. پولزونوا (1763)

پولزونوف ایوان ایوانوویچ

بخار موتور وات (1765)

جیمز وات (1736 – 1819)

موتورهای گازسوز

اتین لنوار

(1822 – 1900)

موتور گازی اتو

نیکولاس آگوست اتو

• موتور بخار
• موتور احتراق داخلی (ICE)
• توربین بخار
• توربین گازی
• موتور جت

حرارتی

ماشین

اب

پیستون

سوخت

توربین بخار

توربین گازی

اب

جت بخار یا گاز

تیغه ها

سوخت

توربین بخار

توربینا L.A. پلتون، 1880

اولین توربو کشتی "Turbinia"، 1897

موتور داخلی احتراق

کارهای مکانیکی

سوخت

خنک کننده

موتور جت

سوخت

جت گاز

دافعه

کاربرد موتورهای حرارتی

هواپیمایی

حمل و نقل آب

موشک های فضایی

خودرو

تاثیر موتورهای حرارتی بر روی محیط

ترکیب هوای اتمسفر

اجزاء

جو

نیتروژن (N 2 )

اکسیژن (O 2 )

دی اکسید کربن (CO 2 )

آرگون (Ar)

بخار آب

تعداد خودروها در بزرگراه ها و شهرها 5 برابر شده است.

یکی واگن باریکار متوسط ​​2.5 - 3 کیلوگرم سرب در سال آزاد می کند

اگر کاربراتور خراب شود، محتوای CO و CO افزایش می یابد 2 در جو

این منجر به تشکیل اثر گلخانه ای می شود.

بطور گسترده شهرها صرف کرد گازها ماشین ها ایجاد کردن مه دود

گازهای خروجی از موتورهای توربین گاز حاوی CO است 2 ، خیر 2 ، هیدروکربن ها، کربن سیاه، آلدئیدها

موتورهای موشک هنگام پرتاب و بازگشت به زمین، لایه اوزون زمین را از بین می برند.

بیماری ها، ناشی از آلودگی محیط

• برونشیت
• آسم برونش
• پنومونی
• نارسایی قلبی
• سکته
• زخم معده

منابع انرژی جایگزین

جایگزین منابع انرژی (یا تجدید پذیر) RESبه منابع انرژی گفته می شود که امکان دستیابی به انرژی را بدون استفاده از سوخت های فسیلی سنتی (نفت، گاز، زغال سنگ و غیره) فراهم می کند.

جزر و مد

نیروگاه

مکانیکی (سینتیکی)

انرژی آب

مکانیکی (سینتیکی)

انرژی توربین

انرژی الکتریکی

نیروگاه جزر و مدی

نیروگاه های جزر و مدی در سواحل دریاها ساخته می شوند، جایی که نیروهای گرانشی ماه و خورشید سطح آب را دو بار در روز تغییر می دهند. نوسانات سطح آب در نزدیکی ساحل می تواند به 13 متر برسد.

نیروگاه جزر و مدی

مزایای

ایرادات

نیروگاه بادی

جنبشی

انرژی باد

مکانیکی (سینتیکی)

انرژی توربین

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد:

باد پره های آسیاب بادی را می چرخاند و شفت ژنراتور الکتریکی را به حرکت در می آورد.

ژنراتور نیز به نوبه خود انرژی الکتریکی تولید می کند.

انرژی الکتریکی

نیروگاه بادی

مزایای

ایرادات

نیروگاه های زمین گرمایی

آنها گرمای داخلی زمین (انرژی منابع بخار آب گرم) را به الکتریسیته تبدیل می کنند.

انرژی زمین

انرژی داخلی بخار

مکانیکی (سینتیکی)

انرژی بخار

مکانیکی (سینتیکی)

انرژی توربین

انرژی الکتریکی

نیروگاه های زمین گرمایی

ایرادات

مزایای

نیروگاه خورشیدی

نیروگاه خورشیدی (SES)- یک ساختار مهندسی که تابش خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

انرژی خورشید

انرژی داخلی بخار

مکانیکی (سینتیکی)

انرژی بخار

مکانیکی (سینتیکی)

انرژی توربین

انرژی الکتریکی

نیروگاه خورشیدی

کلیه نیروگاه های خورشیدی (SPP)

به چند نوع تقسیم می شود:

• نوع برج SES
• نیروگاه خورشیدی دیش
• SES با استفاده از باتری های نوری
• SES با استفاده از متمرکز کننده سهموی
• نیروگاه های ترکیبی خورشیدی
• نیروگاه های خورشیدی بالن

نیروگاه خورشیدی

انرژی تابش خورشید را می توان با استفاده از سلول های خورشیدی - دستگاه هایی متشکل از لایه های نازک سیلیکون یا سایر مواد نیمه هادی، به جریان الکتریکی مستقیم تبدیل کرد.

آفتابی

نیروگاه

مزایای

ایرادات

همه ما باید به این سوال فکر کنیم:

موتور گرمایی خوبه یا بد؟؟؟

راه حل این مشکل در درجه اول به ما بستگی دارد!!!

شرح ارائه در اسلایدهای جداگانه:

1 اسلاید

توضیحات اسلاید:

2 اسلاید

توضیحات اسلاید:

موتور حرارتی وسیله ای است که با استفاده از انرژی داخلی سوخت کار را انجام می دهد، موتور حرارتی که گرما را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند از وابستگی انبساط حرارتی یک ماده به دما استفاده می کند. عملکرد یک موتور حرارتی از قوانین ترمودینامیک پیروی می کند.

3 اسلاید

توضیحات اسلاید:

موتورهای حرارتی - توربین‌های بخار - در نیروگاه‌های حرارتی نصب می‌شوند، جایی که روتورهای ژنراتورهای جریان الکتریکی را به حرکت در می‌آورند، و همچنین در تمام نیروگاه‌های هسته‌ای برای تولید بخار. درجه حرارت بالا. موتورهای حرارتی عمدتاً در انواع عمده حمل‌ونقل مدرن استفاده می‌شوند: در خودروها - موتورهای احتراق داخلی متقابل، در آب - موتورهای احتراق داخلی و توربین‌های بخار، در راه‌آهن - لوکوموتیوهای دیزلی با تاسیسات دیزلی، در هوانوردی - موتورهای پیستونی، توربوجت و جت.

4 اسلاید

توضیحات اسلاید:

ماشین های بخار. نیروگاه بخار. این موتورها با بخار کار می کنند. در اکثریت قریب به اتفاق موارد، این بخار آب است، اما ماشین هایی که با بخار مواد دیگر (به عنوان مثال، جیوه) کار می کنند امکان پذیر است. توربین های بخار در نیروگاه های قدرتمند و روی کشتی های بزرگ نصب می شوند. موتورهای پیستونی در حال حاضر فقط در حمل و نقل ریلی و آبی (لوکوموتیو بخار و کشتی های بخار) استفاده می شوند.

5 اسلاید

توضیحات اسلاید:

توربین بخار این یک موتور حرارتی دوار است که انرژی پتانسیل بخار را ابتدا به انرژی جنبشی و سپس به کار مکانیکی تبدیل می کند. توربین های بخار عمدتاً در نیروگاه ها و نیروگاه های حمل و نقل - کشتی و لوکوموتیو استفاده می شوند و همچنین برای راندن دمنده های قدرتمند و سایر واحدها استفاده می شود.

6 اسلاید

توضیحات اسلاید:

موتور بخار پیستونی اصول اولیه موتور بخار پیستونی، که در پایان قرن هجدهم اختراع شد، تا حد زیادی تا به امروز باقی مانده است. در حال حاضر، تا حدی توسط انواع دیگر موتورها جایگزین شده است. با این حال، مزایای خاص خود را دارد که گاهی اوقات آن را به توربین ترجیح می دهد. این سهولت دست زدن به آن، توانایی تغییر سرعت و معکوس است.

7 اسلاید

توضیحات اسلاید:

موتورهای احتراق داخلی. موتور احتراق داخلی بنزینی. رایج ترین نوع موتور حرارتی مدرن، نصب شده بر روی خودروها، هواپیماها، مخازن، تراکتورها، قایق های موتوری و غیره. موتورهای احتراق داخلی می توانند با سوخت مایع (بنزین، نفت سفید و غیره) یا گاز قابل احتراق ذخیره شده به شکل فشرده کار کنند. در سیلندرهای فولادی یا با تقطیر خشک از چوب (موتورهای ژنراتور گازی) به دست می آید.

8 اسلاید

توضیحات اسلاید:

موتور دیزل موتور دیزل یک موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی است که بر اساس اصل اشتعال سوخت اتمیزه شده از تماس با هوای فشرده گرم شده کار می کند. موتورهای دیزلی با سوخت دیزل کار می کنند. با هوای گرم مشتعل شود.

9 اسلاید

توضیحات اسلاید:

موتور جت. موتور جت موتوری است که نیروی کششی لازم برای حرکت را با تبدیل انرژی پتانسیل سوخت به انرژی جنبشی جریان جت سیال عامل ایجاد می کند. دو دسته اصلی از موتورهای جت وجود دارد: موتورهای جت - موتورهای حرارتی که از انرژی اکسیداسیون هوای اکسیژن قابل احتراق گرفته شده از جو استفاده می کنند. سیال کار این موتورها مخلوطی از محصولات احتراق با اجزای باقیمانده هوای ورودی است. موتورهای موشک - شامل تمام اجزای سیال کار روی هواپیما هستند و قادر به کار در هر محیطی از جمله در خلاء هستند. برای سوزاندن سوخت، نیازی به اکسیژن هوا ندارد.

10 اسلاید

نوع درس: یادگیری مطالب جدید.

مواد و تجهیزات:

کامپیوتر، پروژکتور چند رسانه ای، صفحه نمایش، ارائه چند رسانه ای.

روش ها: کلامی، دیداری، جستجوی مشکل.

اشکال کار: جمعی، فردی، گروهی.

نوع کار: پر کردن خوشه، مطالعه موضوع جدیدبا توجه به استراتژی "خودت فکر کن - دوتایی - به اشتراک بگذار"، کار مستقل با کتاب درسی.

طرح درس:

I. لحظه سازمانی. سازمان گروه. اعلام هدف و اهداف درس. معاینه مشق شب. (آموزش " حرارت را رد کنید »)

دوم مطالعه مطالب جدید.

بیانیه. (معلم)

بچه ها، قبل از اینکه به یادگیری مطالب جدید بپردازیم، بیایید اصطلاحات کلیدی را به خاطر بسپاریم که به ما در تصمیم گیری در مورد موضوع درس امروز کمک می کند. و جدول کلمات متقاطع در این امر به ما کمک می کند که کلمه کلیدی آن مستقیماً با موضوع درس امروز مرتبط است. (تقسیم به 3 گروه طبق تصاویر "موتورهای حرارتی" 1-گروه موتور احتراق داخلی 2-گروه توربین های بخار و گاز 3-گروه موتور جت 3 گروه تشکیل شد و وظیفه شما هر یک از انواع را آشکار کند.

هر گروه کاپیتان گروه خود را انتخاب می کند و طبق دستور، برگه ارزشیابی دانش آموز را پر می کند.

F.I. دانشجو

مشق شب

سطح وظیفه A (5-10)

پاسخ به سوالات

موضوع جدید

سطح وظیفه A (11،12،1،3،)

سطح B (4،5،6)

SLIDE-1. سوالات.

1. یکی از راه های تغییر انرژی درونی بدن ( انتقال حرارت).

2. منبع انرژی مورد استفاده در صنعت، حمل و نقل، کشاورزی، خانگی ( سوخت).

3. جنبشی، پتانسیل، درونی ( انرژی).

4. به درخت می دهید - می خورد، از آب - می میرد ( آتش).

5. سرعت حرکت مولکول ها به این مقدار بستگی دارد ( درجه حرارت).

6. واحد قدرت ( وات).

7. فرآیند ترکیب مولکول های سوخت با اکسیژن، که در آن انرژی آزاد می شود ( احتراق).

8. واحد انرژی ( ژول).

9. یک نوع انتقال حرارت ( تابش - تشعشع).

بررسی متقابل (9-10-"5"، 7-8-"4"، 5-6-"3")

SLIDE-2. موضوع و اهداف درس. یادگیری یک موضوع جدید (با استفاده از مطالب کتاب درسی).

موضوع درس امروز "موتورهای حرارتی" است.

امروز در درس مطالعه خواهیم کرد: خوشه را پر کنید.

زندگی انسان بدون استفاده از انواع انرژی که منابع آن هستند غیرممکن است انواع مختلفسوخت، باد، خورشید، جزر و مد. انواع مختلفی از ماشین ها وجود دارند که در کار خود متوجه تبدیل یک نوع انرژی به نوع دیگر می شوند. ما یکی از انواع ماشین ها را در نظر خواهیم گرفت - موتور حرارتی.

تعریف.

SLIDE-3. چگونه اتفاق می افتد؟

"حمله مغزی"مدل ویدیویی عملکرد یک موتور حرارتی ساده.

طرح - طبقه بندی موتورهای حرارتی.

موتورهای حرارتی انواع مختلفی دارند: موتور بخار، موتور احتراق داخلی، توربین های بخار و گاز، موتور جت. در تمام این موتورها، انرژی سوخت ابتدا به انرژی گاز (یا بخار) تبدیل می شود. همانطور که گاز منبسط می شود، کار می کند و خنک می شود. بخشی از انرژی درونی آن به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.

کار گروهی "خودت فکر کن - دوتایی به اشتراک بگذار - بگو" تا انواع موتورهای حرارتی را در نظر بگیریم. 1- گروه موتور احتراق داخلی 2-گروه توربین های بخار و گاز 3-گروه موتور جت عملکرد هر گروه با ارائه آن.

ساختار موتور و فرمول راندمان

آن ها یک موتور حرارتی از یک بخاری (وسیله ای که در آن سوخت سوزانده می شود)، یک سیال کار و یک یخچال تشکیل شده است. گاز یا بخار که سیال کار است مقدار معینی گرما را از بخاری دریافت می کند (Q1). سیال عامل، هنگامی که گرم می شود، منبسط می شود و کار می کند (A پ) به دلیل انرژی درونی آن. بخشی از انرژی (Q2) به همراه بخار خروجی یا گازهای خروجی به یخچال منتقل می شود.

بیشتر انرژی سوخت مصرف مفیدی ندارد، اما در فضای اطراف از بین می رود.

سوال معلم: نام مقداری که نشان می دهد موتور حرارتی به چه بخشی از انرژی آزاد شده توسط سوخت تبدیل می شود چیست؟ کار مفید? (بهره وری)

سوال معلم: به یاد داشته باشید که چگونه می توان کارایی یک مکانیسم ساده را پیدا کرد؟ پاسخ دانش آموز: نسبت کار مفید به صرف شده را بیابید)

برای پیدا کردن ضریب اقدام مفیدموتور حرارتی، شما باید نسبت کار مفید کامل را پیدا کنید (A پ) موتور، به انرژی دریافتی از بخاری (Q1).

یعنی راندمان نشان می دهد که چه بخشی از انرژی آزاد شده توسط سوخت به کار مفید تبدیل می شود. هر چه این بخش از انرژی بیشتر باشد، موتور اقتصادی تر است.

سوال معلم: مقادیر Q1 و Q2 را با هم مقایسه کنید. ( Q1>Q2)

سوال معلم: چه مقدار Q1 > Q2؟ ( به مقدار Ap)

سوال معلم: چگونه می توانم شغل مفیدی پیدا کنم؟ ( Q1-Q2)

بنابراین A پ= Q1 - Q2 و

سوال معلم: مقادیر Q1 - Q2 و Q1 را مقایسه کنید. ( Q1-Q2< Q1)

سوال معلم: در مورد مقدار کسری چه می توان گفت ( کمتر از 1)

یعنی راندمان همیشه کمتر از 1 است و اگر به صورت درصد بیان شود، کمتر از 100 درصد است.

III.حل مسئله هر گروه سطح A (11،12،13)

یک وظیفه: اگر یک چهارم انرژی سوخت به کار مفید تبدیل شود، بازده موتور حرارتی چقدر است؟ (25%)

اسلاید. Fizkultminutka.

دقیقه فیزیکی

اسلاید. بیانیه.

III. تلفیق مطالب مورد مطالعه.

خوب، بیایید یک بار دیگر به طور خلاصه آنچه را که در درس امروز دیدیم، تکرار کنیم.

• به چه ماشین هایی موتور حرارتی می گویند؟
• چه نوع موتورهای حرارتی را می شناسید؟
• بخاری موتور احتراق داخلی چیست؟
• یخچال موتور احتراق داخلی چیست؟
• یک سیکل موتور احتراق داخلی از چند ضربه تشکیل شده است؟
• چه اندازه ای در شکل 27 کتاب درسی نشان داده شده است؟

حالا می خواهم بررسی کنم که چقدر خوب یاد گرفته اید مواد جدید. برای این کار به شما پیشنهاد می کنم که پشت کامپیوتر بنشینید و به سوالات آزمون پاسخ دهید. اما کامپیوتر دانش شما را ارزیابی خواهد کرد. و من و شما در مورد آنچه که باید هنگام تهیه تکالیف خود به آن توجه کنید نتیجه گیری خواهیم کرد.

انعکاس: (جمله را تمام کنید)

امروز می توانم به کارم به عنوان "___" رتبه دهم.

امروز فهمیدم...
جالب بود…
من متوجه شدم که...
اکنون می توانم…
یاد گرفتم…
من مدیریت کردم…
سعی میکنم….
شگفت زده شدم...
من می خواستم…

IV. جمع بندی.

تکلیف: §21-24 سطح وظیفه B (4-6، 9،10)

مشاهده محتوای سند
"خلاصه + ارائه درس فیزیک موتورهای حرارتی"

• یکی از راه های تغییر انرژی درونی بدن

( انتقال حرارت د آچا ).

2. منبع انرژی مورد استفاده در صنعت، حمل و نقل، کشاورزی، خانگی

( سوخت ها که در در باره ).

• جنبشی، بالقوه، درونی

( انرژی و من ).

• شما به درخت می دهید - می خورد، از آب - می میرد

( در باره جی او ).

5. سرعت حرکت مولکول ها به این مقدار بستگی دارد

( دستکاری کردن آ تور ).

6. واحد قدرت

( وات تی ).

7. فرآیند ترکیب مولکول های سوخت با اکسیژن که در آن انرژی آزاد می شود

( کوه ها ه نه ).

8. واحد انرژی

( جو ل ب ).

9. یکی از انواع انتقال حرارتی که از خورشید دریافت می کنیم

( و تابش - تشعشع ).

موضوع درس: موتورهای حرارتی

• اهداف درس:
• شکل گیری مفاهیم و ایده ها در مورد یک موتور حرارتی، انواع آن، اصل عملکرد یک موتور احتراق داخلی، کارایی یک موتور حرارتی.
• توسعه تفکر منطقی، حافظه، توانایی یافتن بهترین راه برای تکمیل کار؛ توانایی توضیح صحیح مفاهیم و پدیده های فیزیکی؛ بهبود مهارت های کار با کامپیوتر شخصی.
• آموزش محیط زیست.

موتورهای حرارتی به ماشین هایی گفته می شود که در آنها انرژی داخلی سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.

انواع موتورهای حرارتی:

(آنها در تمام نیروگاه های حرارتی نصب می شوند، نیروگاه های هسته ای، حمل و نقل آب، حمل و نقل ریلی در حال حاضر عملا جایگزین شده اند).

توربین های بخار

موتورهای احتراق داخلی.

(تجهیزات حمل و نقل موتوری، هوایی، کشاورزی و ساختمانی).

موتور جت.

(هوانوردی، فضانوردی).

جدول زمانی اختراعات موتورهای حرارتی

1690 - دستگاه بخار اتمسفر D.Papen

1705 - دستگاه بخار اتمسفر تی نیوکامن برای برداشتن آب از معدن

1763-1766 - موتور بخار I.I. Polzunov

1784 – موتور بخار جی وات

1865 – موتور احتراق داخلی N. Otto

1871 – دستگاه تبرید K. Linde

1897 – موتور احتراق داخلی R. Diesel (خود اشتعال)

توربین بخار- نوعی موتور بخار که در آن یک جت بخار که روی پره های روتور اثر می کند باعث چرخش آن می شود.

تاریخچه توربین ها تاریخچه چرخ آب است.

چرخ آب با پارو از قرن شانزدهم

چرخ آب د لا فه، 1740.

چرخ آب قرن چهاردهم

چرخ سگنر 1750

چرخ پوزل، 1825

توربین ها

توربین بخار لاوال، 1889.

توربین کاپلان، 1900.

توربین اویلر، 1754.

توربین یک نیروگاه برق آبی مدرن

خالق اولین موتور بخار پیستونی - 1690

در 1711-1712. آهنگر انگلیسی مخترع توماس نیوکامن اولین دستگاه بخار پیستونی (بخار-اتمسفر) را ساخت.

موتور بخار I.I. Polzunov

در آوریل 1763، پولزونوف عملکرد یک ماشین آتش نشانی را نشان داد.

برای نیازهای کارخانه"

موتور بخار جی وات

• در سال 1781، جیمز وات برای اختراع مدل دوم دستگاه خود حق اختراع دریافت کرد.
• در سال 1782 این ماشین قابل توجه، اولین موتور بخار جهانی "دو کاره" ساخته شد.

موتور احتراق داخلی N.Otto

در سال 1863، اولین نمونه از یک موتور گاز اتمسفر با یک پیستون از یک موتور هواپیما و یک استارت دستی که با مخلوطی از بنزین و هوا کار می کرد آماده شد.

چیلر کی لینده

انتصاب جایزه برای اختراع ماشین تبرید برای تبلور پارافین، پروفسور را در سال 1870 بر آن داشت تا با نظریه صنعت تبرید که هنوز وجود نداشت، دست یابد. سه سال بعد، اولین موتور بخار آزمایشی فون لیند که از متیل اتر به عنوان مبرد استفاده می کرد، در کارخانه آبجوسازی آگسبورگ آزمایش شد. در همان زمان، پروفسور حق اختراع خود را در سرزمین باواریا دریافت کرد و در 9 اوت 1877 یک حق اختراع امپراتوری برای ماشینی با "طراحی دوم" که روی آمونیاک کار می کرد.

موتور احتراق داخلی R. Diesel (خود اشتعال)

1878 - 1888 رودولف دیزل در حال کار بر روی یک موتور اساساً جدید است. او یک موتور جذبی ایجاد کرد که با آمونیاک کار می کرد و پودر مخصوصی که از زغال سنگ بدست می آمد قرار بود به عنوان سوخت عمل کند.

موتور احتراق داخلی

اولین موتور احتراق داخلی چهار زمانه با گاز کار می کرد. در سال 1878 توسط فیزیکدان آلمانی خودآموخته نیکلای اتو اختراع شد.

در سال 1885 آنها یک موتور احتراق داخلی کاربراتوری ساختند که با بنزین کار می کرد.

• یک موتور احتراق داخلی کاربراتوری دارای یک دستگاه کاربراتور است که بنزین و هوا وارد آن می شود و مخلوط قابل احتراق به دست می آید. .

موتور 4زمانه

• 1 ضربه - در نتیجه حرکت رو به پایین پیستون، مخلوط قابل احتراق از طریق دریچه ورودی مکیده می شود، دریچه اگزوز بسته می شود.

• 2 زمانه - پیستون مخلوط قابل احتراق را فشرده می کند، گرم می شود و توسط جرقه الکتریکی از شمع مشتعل می شود.

• 3 زمانه - گازهای داغ - محصولات حاصل از احتراق مخلوط قابل احتراق - پیستون را فشار داده و به سمت پایین فشار دهید حرکت پیستون با کمک شاتون به میل لنگ منتقل می شود.

• 4 زمانه - پیستون بالا می رود و گازهای خروجی را از طریق دریچه اگزوز فشار می دهد که در این زمان باز می شود.

نمودار تغییر وضعیت گاز در سیلندر ICE در p. V- نمودار .

• 1.2-ورودی
• 2.3-فشرده سازی
• 3.4 سکته مغزی
• 4،5،6،7-انتشار

• وزن کم، فشردگی، راندمان نسبتاً بالا (25-30٪) منجر به استفاده گسترده از موتورهای کاربراتوری شد. آنها ماشین ها، موتور سیکلت ها، قایق های موتوری را رانندگی می کنند و در اره های برقی استفاده می شوند.
• اما معایبی نیز وجود دارد: آنها بر روی سوخت گران قیمت با کیفیت بالا کار می کنند ، از نظر طراحی کاملاً پیچیده هستند ، سرعت چرخش محور موتور بالایی دارند و گازهای خروجی آنها جو را آلوده می کند.

موتور دیزل چهار زمانه

توسط مهندس آلمانی رودولف دیزل (1858 - 1913) در سال 1897 اختراع شد.

اندازه گیری اول

هنگامی که پیستون از طریق شیر ورودی به سمت پایین حرکت می کند، هوای اتمسفر وارد سیلندر می شود.

اندازه گیری دوم

هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند، هوا به صورت آدیاباتیک به فشار تقریباً 1.2 * 106 Pa فشرده می شود که منجر به افزایش دمای آن در پایان ضربه به 500-700 0 C می شود.

اندازه گیری سوم

گازهای تشکیل شده در حین احتراق به پیستون فشار وارد می کند و در حین حرکت رو به پایین پیستون کار مفیدی ایجاد می کند. فشار گاز در حال انبساط تقریباً ثابت نگه داشته می شود. در پایان احتراق قسمت تزریق شده سوخت، یک انبساط آدیاباتیک گاز رخ می دهد. در پایان سکته مغزی، دریچه اگزوز باز می شود و فشار کاهش می یابد.

اندازه گیری چهارم

پیستون به سمت بالا حرکت می کند و محصولات حاصل از احتراق را به اتمسفر می راند.

نمودار تغییر وضعیت گاز در سیلندر DD در نمودار P، V-diagram.

ایزوبار 1-2 - 1 ضرب

ایزوبار 2-3- 2 ضربه

و زوبارا 3-4 ، ایزوترم 4-5 ، ایزوکور 5-6 - 3 ضربه

و زوبارا 6-7 - 4 ضربه

مزایای موتور دیزل:

راندمان بیشتر (35-40%).

مصرف سوخت کم

سوخت ارزان

گشتاور زیاد

معایب موتور دیزل:

قدرت کمتر در مقایسه با موتورهای بنزینی

وزن بالاتر

موتور موشک

موتور موشک، موتور جت که از محیط (هوا، آب) برای کار استفاده نمی کند. موتورهای موشکی شیمیایی گسترده هستند (موتورهای موشکی الکتریکی، هسته ای و دیگر در حال توسعه و آزمایش هستند). ساده ترین موتور موشک با گاز فشرده کار می کند. با توجه به هدف آنها، شتاب گیری، ترمز، کنترل و غیره متمایز می شوند. آنها در موشک ها (از این رو نام)، هواپیما و غیره استفاده می شوند. موتور اصلی در فضانوردی.

آسیب به محیط زیست

تاثیر منفی ماشین های حرارتی بر محیط زیست با عملکرد عوامل مختلفی همراه است.

• ابتدا، هنگام سوختن سوخت، از اکسیژن اتمسفر استفاده می شود، در نتیجه میزان اکسیژن موجود در هوا به تدریج کاهش می یابد.
• ثانیاً، احتراق سوخت با انتشار دی اکسید کربن در جو همراه است.
• ثالثاً، هنگام سوختن زغال سنگ و نفت، جو با ترکیبات نیتروژن و گوگرد که برای سلامتی انسان مضر است، آلوده می شود.
• و موتورهای خودروها سالانه دو تا سه تن سرب به جو منتشر می کنند.

انتشار مواد مضر در جو تنها جنبه تأثیر انرژی بر طبیعت نیست. بر اساس قوانین ترمودینامیک، تولید انرژی الکتریکی و مکانیکی، در اصل، نمی تواند بدون انتقال مقادیر قابل توجهی گرما به محیط انجام شود. این نمی تواند منجر به افزایش تدریجی میانگین دمای زمین نشود. یکی از زمینه های مرتبط با حفاظت از محیط زیست افزایش بهره وری مصرف انرژی، مبارزه برای صرفه جویی در آن است.

• یکی از راه های کاهش آلودگی محیط زیست استفاده از موتورهای دیزلی به جای موتورهای بنزینی کاربراتوری در خودروها است که سوخت آن ها ترکیبات سرب ندارد. توسعه خودروهایی که در آنها به جای موتورهای بنزینی از موتورهای الکتریکی یا موتورهایی که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می کنند، امیدوارکننده است. حرکت یکنواخت خودروها، رفع ازدحام
• ایجاد محدودیت سرعت در شهر 60 کیلومتر بر ساعت
• نتیجه گیری از محدوده شهری جریان بار
• رفع به موقع خرابی موتور

نمودار موتور حرارتی

بخاری T 1

س 1

سیال کار (گاز)

A = Q 1 -س 2

س 2

یخچال T 2

سمیت ترکیبات سرب Р b (С 2 Н 5) 4

• بر روی سیستم عصبی تاثیر می گذارد
• باعث عقب ماندگی ذهنی می شود
• بیماری های مغزی
• آنزیم ها را غیرفعال می کند

سرب (C 2 اچ 5 ) 4 +4KI------4C 2 اچ 5 K+PbI 4

سرب 4+ + 4I - ------PbI 4

رنگ زرد

سطح خون ایمن

0,2- 0,8 × 10 -4 %

وظیفه: سطح A #11،12،13 سطح B #4، 5، 6

تکلیف: §22-24

وظیفه: سطح A #14 سطح B #9،10

اسلاید 2

اهداف درس:

1. شکل گیری مفهوم اصول فیزیکی عملکرد موتورهای حرارتی. 2. آشنایی دانش آموزان با مهمترین زمینه های کاربرد موتورهای حرارتی در اقتصاد ملی. 3. دریابید مشکلات زیست محیطیمرتبط با استفاده از موتورهای حرارتی

اسلاید 3

بچرخ، چرخ های نیرومند، سوت، کمربندهای بلند، از بالا بسوزند، راستی و اریب، بر فراز موج شفت ها، آتش! Poods، پرتاب مانند یک مشت، در گسترش کشنده خود عجله، پیستون های خشمگین، مبارزه با طبیعت مرده! والری بریوسوف

اسلاید 4

موتور حرارتی چیست؟

موتور حرارتی وسیله ای است که انرژی داخلی سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.

اسلاید 5

انواع موتورهای حرارتی:

اسلاید 27

ICE و تاثیر آن بر محیط زیست

نمودار یک موتور احتراق داخلی. 1.- محفظه احتراق; 2- پیستون؛ 3- مکانیزم میل لنگ - شاتون; 4 - رادیاتور در سیستم خنک کننده; 5 - فن 6 - سیستم اگزوز.

GOKU JSC "مدرسه جامع در موسسات کیفری"، Blagoveshchensk

موتورهای حرارتی

موتورهای حرارتی ماشین هایی هستند که در آنها انرژی داخلی سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.

اولین موتور حرارتی شناخته شده برای ما، توربین بخار احتراق خارجی بود که در قرن ΙΙ (یا Ι؟) پس از میلاد اختراع شد. دوران در امپراتوری روم این اختراع احتمالاً به دلیل سطح پایین فناوری آن زمان (به عنوان مثال، بلبرینگ هنوز اختراع نشده بود) توسعه نیافته بود.

بعداً یک تفنگ باروتی و یک موشک باروتی در چین ظاهر شد. دستگاه نسبتا ساده ای بود. از منظر مکانیک، موشک پودر یک موتور حرارتی نبود، اما از نظر فیزیک یک موتور حرارتی بود. قبلاً در قرن هفدهم، دانشمندان سعی کردند یک موتور حرارتی بر اساس یک تفنگ باروتی اختراع کنند.

پرتابه باروت در چین باستان

• انواع موتورهای حرارتی
• موتورهای حرارتی احتراق خارجی:

1. موتور استرلینگ - این یک دستگاه حرارتی است که در آن یک سیال گازی یا مایع در یک فضای بسته حرکت می کند. این دستگاه بر پایه سرمایش و گرمایش دوره ای سیال کار می باشد. در این حالت انرژی استخراج می شود که با تغییر حجم سیال عامل اتفاق می افتد. موتور استرلینگ می تواند با هر منبع گرمایی کار کند.

اولین بار توسط کشیش اسکاتلندی رابرت استرلینگ در 27 سپتامبر 1816 ثبت شد. با این حال، اولین "موتورهای هوای گرم" ابتدایی در پایان قرن هفدهم، مدت ها قبل از استرلینگ شناخته شدند. دستاورد استرلینگ افزودن یک گره است که او آن را «اقتصاد» نامید.

رابرت استرلینگ -

خالق موتور بخار جایگزین معروف به نام او.

در سال 1843، جیمز استرلینگ از این موتور در کارخانه ای استفاده کرد که در آن زمان به عنوان مهندس کار می کرد. در سال 1938، فیلیپس روی یک موتور استرلینگ با بیش از 200 اسب بخار قدرت و بیش از 30 درصد راندمان سرمایه گذاری کرد. موتور استرلینگ مزایای زیادی دارد و در عصر موتورهای بخار به طور گسترده مورد استفاده قرار می گرفت.

2. موتور بخار

جیمز وات - مهندس و مخترع اسکاتلندی، خالق موتور بخار جهانی

نمودار شماتیک موتور بخار وات

به علاوه اصلی موتورهای بخار - سادگی و کیفیت کشش عالی. در این مورد، شما می توانید بدون گیربکس انجام دهید. به همین دلیل، موتور بخار برای استفاده به عنوان موتور کششی مناسب است.

ایرادات: راندمان کم، سرعت کم، مصرف آب و سوخت ثابت، وزن بالا

موتور بخار - هر موتور حرارتی احتراق خارجی که انرژی بخار را به کار مکانیکی تبدیل می کند.

کامیون موتور بخار

ماشین آتش نشانی بخار

تراکتور موتور بخار

(کارآیی) یک موتور حرارتی را می توان به عنوان نسبت کار مکانیکی مفید به مقدار گرمای صرف شده در سوخت تعریف کرد. بقیه انرژی به صورت گرما در محیط آزاد می شود. یک موتور بخار که بخار را به اتمسفر تخلیه می کند بازدهی 1 تا 8 درصدی خواهد داشت، یک موتور بهبود یافته می تواند راندمان را تا 25 درصد یا حتی بیشتر افزایش دهد.

نیروگاه حرارتی می تواند به راندمان 30-42٪ برسد. کارخانه های چرخه ترکیبی می توانند بازده 50-60٪ را به دست آورند.

در نیروگاه های CHP، با استفاده از بخار نیمه تخلیه شده برای گرمایش و نیازهای تولید، راندمان افزایش می یابد. در این حالت تا 90 درصد انرژی سوخت مصرف می شود و تنها 10 درصد آن بیهوده در جو پخش می شود.

موتورهای حرارتی احتراق داخلی:

• یخ (موتور احتراق داخلی) موتوری است که در حین کارکرد آن بخشی از سوخت در حال احتراق به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.

اولین موتور احتراق داخلی اختراع و ساخته شد

E. Lenoir در سال 1860. چرخه کار از چهار زمانه تشکیل شده است به همین دلیل به این موتور چهار زمانه نیز می گویند. در حال حاضر، چنین موتوری اغلب در اتومبیل ها یافت می شود.

رودولف دیزل (1858-1913).

مهندس آلمانی، خالق موتور احتراق داخلی،

در حال حاضر در حال استفاده

2. موتور احتراق داخلی دوار

این نوع موتور نسبتاً ساده است و می تواند در هر اندازه ای ساخته شود. به جای پیستون، از روتور استفاده می شود که در یک محفظه خاص می چرخد. این شامل درگاه های ورودی و خروجی و همچنین شمع است. با این نوع طراحی، چرخه چهار زمانه بدون مکانیزم توزیع گاز انجام می شود. موتورهای احتراق داخلی دوار می توانند از سوخت ارزان استفاده کنند. همچنین عملا ارتعاش ایجاد نمی کند، در تولید ارزان تر و قابل اطمینان تر از موتورهای حرارتی رفت و برگشتی است.

"مزدا" بر اساس یک موتور دوار.

3.موتورهای حرارتی موشک و جت.

ماهیت این دستگاه ها این است که رانش نه با کمک پیچ، بلکه با استفاده از گازهای خروجی موتور ایجاد می شود.

آنها می توانند بدون هوا در فضا نیروی رانش ایجاد کنند.

سوخت جامد، هیبریدی و مایع وجود دارد). و آخرین زیرگونه موتورهای حرارتی توربوپراپ است. انرژی توسط پروانه و با برگشت گازهای خروجی تولید می شود.

نمودار موتور جت

An-140 - هواپیمای باری-مسافری توربوپراپ