Тема урока : « Техническое и экологическое значение тепловых двигателей.» 

Тема урока : « Техническое и
экологическое значение тепловых
двигателей.»

Цели урока : Сформулировать основные понятия

План урока :






тепловая машина
историческая справка
основные элементы ДВС и паровой турбины
коэффициент полезного действия
использование тепловых машин
их действие на окружающую среду
присущие тепловым двигателям , раскрыть
техническое и экологическое значение тепловых
Что такое тепловая машина?
Тепловой машиной называется устройство,
в котором внутренняя энергия превращается
в механическую.
Примеры тепловых машин:
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
а) карбюраторный двигатель
б) дизельный двигатель
в) реактивный двигатель
Паровые и газовые турбины.
Первые тепловые двигатели
Кто и когда изобрёл?
Деви Папин – английский физик,
один из изобретателей парового
двигателя.
1680г. – изобрёл паровой котёл
1690г. – первым использовал пар
для поднятия поршня и описал
замкнутый цикл работы парового
двигателя.
Первый паровой автомобиль
1770 г.
Жан Кюньо -
французский
инженер,
построил первую
самодвижущуюс
я тележку,
предназначенну
ю для
передвижения
артиллерийских
орудий.
«Младший брат» паровоз
1803г. – английский изобретатель Ричард Тревитик
сконструировал первый паровоз.
Через 5 лет Тревитик построил новый паровоз.
Он развивал скорость до 30 км/ч
Джордж Стефенсон
1814г. – начал заниматься строительством паровозов.
1823г. – основал первый в мире паровозостроительный завод
Двигатель внутреннего
сгорания
1860г. - французским механиком Ленуаром был
изобретён двигатель внутреннего сгорания
1878г. – немецким изобретателем Отто
сконструирован четырёхтактный двигатель
внутреннего сгорания.
1825г. –немецким изобретателем Даймлером был
создан бензиновый двигатель внутреннего
сгорания
Примерно в то же время бензиновый
двигатель был разработан Костовичем в России.
Двигатели Дизеля
1896г. – немецкий инженер
Рудольф Дизель
сконструировал двигатель внутреннего сгорания в
котором сжималась не горючая смесь, а воздух.
Это наиболее экономичные тепловые двигатели
1)работают на дешёвых видах топлива
2) имеют КПД 31-44%
В 1892 г. немецкий инженер Р. Дизель получил
патент (документ, подтверждающий изобретение)
на двигатель, впоследствии названный его
фамилией.
.
Основные части ДВС:
1и2
впускной и
выпускной
клапаны.
3- поршень.
4- шатун.
5коленчатый
вал.
6- свеча.
Работа двигателя
Первый такт называется
впуск
(рис. "а").
сжатие (рис. "б")
Третий такт – рабочий ход поршня (рис.
Второй такт –
"в").
Четвертый такт –
выпуск (рис "г").
Паровая турбина
 Двигатели в которых
пар или газ ,
нагретый до
высокой
температуры
вращает вал
двигателя называют
ТУРБИНАМИ.
 1- сопла.
 2- лопатки.
 3- пар или газ.
 4- диск.
 5- вал.
Основные части тепловой
машины.
Нагреватель Т1 т.е.
устройство, от которого
рабочее тело получает
энергию
Q1
Рабочее
тело т.е. тело, которое совершает
работу(газ или пар),
Q2
Холодильник Т2
тело, поглощающее часть энергии
( атмосфера)
A = Q1 – Q2
А
КПД
 Отношение работы, совершаемой
двигателем, к количеству теплоты,
полученному от нагревателя,
называется КОЭФФИЩИЕНТОМ
ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ теплового
двигателя.
КПД = А / Q1, А = Q1- |Q2|
 Т.к. А < Q1 ,то КПД< 1.
В реальных тепловых двигателях КПД
определяют по экспериментальной механической
мощности N двигателя и сжигаемому за единицу
времени количеству топлива.
Так, если за время t сожжено топливо массой m и
удельной теплотой сгорания q, то
Для транспортных средств справочной
характеристикой часто является объем V сжигаемого
топлива на пути s при механической мощности
двигателя N и при скорости . В этом случае,
учитывая плотность r топлива, можно записать
формулу для расчета КПД:
Применение тепловых
двигателей




Наибольшее значение имеет использование тепловых
двигателей (в основном мощных паровых турбин) на
тепловых электростанциях.
На автомобилях применяют поршневые двигатели
внутреннего сгорания с внешним образованием горючей
смеси.
На водном транспорте используются как двигатели
внутреннего сгорания, так и мощные турбины для крупных
судов.
В авиации на легких самолетах устанавливают поршневые
двигатели, а на огромных лайнерах - турбовинтовые и
реактивные двигатели. Реактивные двигатели применяются
и на космических ракетах.
 Без тепловых двигателей современная цивилизация
немыслима.
Тепловые двигатели и
окружающая среда
 Уменьшается содержание кислорода
и увеличивается количество
углекислого газа в атмосфере
 Загрязняется воздух вредными
химическими соединениями
 Возникает угроза изменения
климата
Топки тепловых электростанций,
двигатели внутреннего сгорания
автомобилей, самолетов и других
машин выбрасывают в
атмосферу вредные для
человека, животных и растений
вещества, которые попадают в
атмосферу, а из нее — в
различные части ландшафта.
Ж/д
транспорт
является
загрязнителем
окружающей
среды. В
атмосферу
выбрасывается
большое
количество
различных
газов: оксидов
углерода, азота,
кремния и др.
Береги свою планету,
Ведь другой на свете
нету!
Вывод
Транспорт отрицательно влияет на здоровье человека, нарушая
работу нашего организма, вызывая различные заболевания.
Поэтому нужно создавать новые безотходные технологии
движения транспорта, улучшать систему эксплуатации
дорог.
Необходимо повышать эффективность сооружений,
препятствующих выбросу в атмосферу вредных веществ;
добиваться более полного сгорания топлива в
автомобильных двигателях.
Создавать различные движения, такие как Гринпис , с целью
защиты окружающей среды.






ДАНО:
А= 230 МДж
m = 2 кг
q = 46 М Дж/кг





ДАНО:
Ν = 36 кДж
q = 46 МДж/кг
t=1ч
m = 14 кг
 Найти
Найти
КПД - ?
КПД - ?
«Изобретение автомобиля и паровоза.»
«Развитие Ж/д транспорта в России.»
« Сравнительная характеристика
тепловозов и электровозов .»