Типи теплових двигунів

Можуть бути різні механізми перетворення теплової енергії у енергію механічну. Виділяють поршневі, турбінні двигуни. У поршневому двигуні відбувається розширення газу, що тисне на поршень, змушуючи його переміщатися. У турбодвигуні розширення газу діє на лопатки колеса турбіни, спричиняючи його обертання. Прикладами поршневих двигунів є парові машини і двигуни внутрішнього згорання (карбюраторні і дизельні). Турбіни двигунів бувають газові (наприклад, в авіаційних турбореактивних двигунах) і парові.

Цикл Отто - ідеалізований термодинамічний цикл, на якому ґрунтується робота чотиритактного двигуна внутрішнього згорання поршневого типу. Цикл складається із двох адіабатичних та двох ізохоричних процесів.

Максимальний коефіцієнт корисної дії цикла Отто задається формулою:

,

де r - коефіцієнт стиснення, а , та — теплоємності газу при постійному тиску й при постійній температурі, відповідно.

Цикл Ді́зеля

Принцип роботи теплового двигуна

Тепловий двигун є посередником між нагрівачем і холодильником. Основним елементом теплового двигуна є робоча речовина. Робоча речовина отримує тепло від нагрівача, переходить до холодильника і віддає там частину цього тепла. Охолоджена робоча речовина повертається до нагрівача, і так починається наступний цикл. В залежності від того в яких умовах відбувається отримання і передача тепла виділяють різні робочі цикли теплових двигунів. Вводять поняття коефіцієнта корисної дії (ККД) — частка теплової енергії перетворена у енергію механічну.

Ци́кл Сті́рлінга — цикл праці теплового двигуна. Цикл складається з чотирьох стадій:

·

1. Робоча речовина розширюється при постійній температурі

·

2. Робоча речовина охолоджується при постійному об’ємі

·

3. Робоча речовина стискається при постійнійтемпературі

·

4. Робоча речовина нагрівається при постійному об’ємі

Коефіцієнт корисної дії (ККД) для двигуна, що працює за циклом Стирлінга залежить лише від різниці температур нагрівача і холодильника .

Цикл Карно́ — ідеальний термодинамічний цикл.
Цикл складається з чотирьох стадій:

1. Робоча речовина нагрівається за сталої температури (ізотермічний процес).

2. Робоча речовина розширюється за сталої ентропії (адіабатичний процес).

3. Робоча речовина охолоджується за сталої температури (ізотермічний процес).

4. Робоча речовина стискається за сталої ентропії (адіабатичний процес).

Коефіцієнт корисної дії для двигуна, що працює за циклом Карно, залежить лише від різниці температур нагрівача і охолоджувача .

Для збільшення коефіцієнта корисної дії циклу Карно необхідно зробити температуру нагрівача якомога більшою, а температуру охолоджувача — якомога меншою.

Дата добавления: 2015-07-14