Тепловой двигатель — [тепловая машина], превращающая тепло

Тепловые двигатели

Тепловой двигатель — [тепловая машина], превращающая тепло
в механическую энергию. Использует зависимость теплового
расширения вещества от температуры. Действие теплового
двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы
необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня
двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя
обязательно наличие топлива. Это возможно при нагревании
рабочего тела (газа), который совершает работу за счёт
изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение
температуры осуществляется, соответственно, нагревателем и
холодильником.
Принцип действия теплового
двигателя
Виды тепловых двигателей




Паровая машина
Паровая турбина
Газовая турбина
Двигатель внутреннего сгорания


Джеймс Уатт(1736-1819)английский изобретатель,
изобрел паровую машину с
цилиндром двойного
действия.
Применение машину Уатта
положило начало эре
тепловых двигателей.
Паровая турбина





Парова́я турби́на — тепловой двигатель,
в котором энергия пара преобразуется в
механическую работу.
В лопаточном аппарате паровой
турбины потенциальная энергия
сжатого и нагретого водяного пара
преобразуется в кинетическую, которая
в свою очередь преобразуется в
механическую работу — вращение вала
турбины.
Пар от парокотельного агрегата
поступает через направляющие
аппараты на криволинейные лопатки,
закрепленные по окружности ротора, и
воздействуя на них, приводит ротор во
вращение.
Паровая турбина является одним из
элементов паротурбинной установки
(ПТУ).
Паровая турбина и электрогенератор
составляют турбоагрегат.
Паровая машина



Парова́я маши́на — тепловой двигатель внешнего сгорания,
преобразующий энергию водяного пара в механическую работу
возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное
движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой
двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в
механическую работу.
Первая паровая машина устроена в XVII в. Папеном и представляла
цилиндр с поршнем, который поднимался действием пара, а опускался
давлением атмосферы после сгущения отработавшего пара. На этом же
принципе были построены в 1705 паровые машины Сэвери и Ньюкомена
для выкачивания воды из копей. Окончательные усовершенствования в
паровой машине были сделаны Ваттом (Уатт) в 1769.
Мощность паровой машины измеряется в Ваттах.
Газовая турбина


Га́зовая турби́на (фр. turbine от лат. turbo вихрь, вращение) — это
двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого
энергия сжатого и/или нагретого газа преобразуется в механическую
работу на валу. Основными элементами конструкции являются
ротор (рабочие лопатки, закреплённые на дисках) и статор,
именуемый сопловым аппаратом (направляющие лопатки,
закреплённые в корпусе).
Газовые турбины используются в составе газотурбинных двигателей,
стационарных газотурбинных установок (ГТУ) и парогазовых
установок (ПГУ)
Двигатель внутреннего сгорания






Дви́гатель вну́треннего сгора́ния — двигатель, в котором топливо
сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. ДВС
преобразует давление от сгорания топлива в механическую работу.
По сравнению с двигателями внешнего сгорания ДВС:
не имеет дополнительных элементов теплопередачи — топливо,
сгорая, само образует рабочее тело.
компактнее, так как не имеет целого ряда дополнительных
агрегатов
легче
экономичнее
потребляет газообразное или жидкое топливо, обладающее весьма
жестко заданными параметрами (испаряемостью, температурой
вспышки паров, плотностью, теплотой сгорания, октановым или
цетановым числом), так как от этих свойств зависит сама
работоспособность ДВС.
Реактивный двигатель



Реактивный двигатель — двигатель, создающий
необходимую для движения силу тяги
посредством преобразования внутренней
энергии топлива в кинетическую энергию
реактивной струи рабочего тела.
Рабочее тело с большой скоростью истекает из
двигателя, и, в соответствии с законом
сохранения импульса, образуется реактивная
сила, толкающая двигатель в противоположном
направлении. Для разгона рабочего тела может
использоваться как расширение газа, нагретого
тем или иным способом до высокой
термотемпературы (т. н. тепловые реактивные
двигатели), так и другие физические принципы,
например, ускорение заряженных частиц в
электростатическом поле (см. ионный
двигатель).
Реактивный двигатель сочетает в себе собственно
двигатель с движителем, то есть он создаёт
тяговое усилие только за счёт взаимодействия с
рабочим телом, без опоры или контакта с
другими телами. По этой причине чаще всего он
используется для приведения в движение
самолётов, ракет и космических аппаратов.