Главная >> Физика. 10 класс. Базовый уровень. Пурышева

Глава 6. Свойства газов

§ 37. Тепловые двигатели

Паровые турбины

1. В настоящее время существенная часть электроэнергии в нашей стране вырабатывается на электростанциях. На тепловых электростанциях роторы генераторов приводятся во вращение паровыми турбинами. В паровых турбинах механическая работа совершается за счёт энергии струи пара. С устройством турбины вы знакомились в курсе физики основной школы.

Повышение мощности турбин — важная инженерная задача. В настоящее время сконструированы турбины мощностью 1,2 МВт; проектируются турбины мощностью 1,8 МВт.

Двигатели внутреннего сгорания

2. Двигатель внутреннего сгорания — один из наиболее распространённых тепловых двигателей. Его преимуществом по сравнению с другими двигателями является то, что топливо сгорает внутри цилиндра двигателя. Это делает его более дешёвым, менее металлоёмким, более экономичным.

Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: карбюраторные и дизельные. В карбюраторном двигателе горючая смесь (смесь топлива с воздухом) готовится вне двигателя в специальном устройстве и из него поступает в двигатель. В дизельном двигателе горючая смесь готовится в самом двигателе.

Как вам известно, двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра 1, в котором ходит поршень 2, соединённый с шатуном 3 (рис. 100). Шатун насажен на коленчатый вал 4 и приводит его во вращение при поступательном движении поршня в цилиндре. В крышке цилиндра имеются два отверстия, в которые вставлены клапаны 5 и 6. Через один из них в цилиндр поступает горючая смесь, через другой выходят отработанные газы.

В четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания рабочий цикл состоит из следующих тактов: I — впуск; II — сжатие; III — рабочий ход; IV — выпуск. На рисунке 101 представлены графики зависимости давления горючей смеси от объёма для полного цикла работы карбюраторного двигателя внутреннего сгорания.

Во время первого такта происходит движение поршня вниз от верхней мёртвой точки в нижнюю мёртвую точку. При этом в цилиндр через впускной клапан 5 поступает горючая смесь. Объём смеси увеличивается при постоянном давлении. На графике этому процессу соответствует линия 1 —2.

Во время второго такта происходит адиабатное сжатие горючей смеси (линия 2—3 на графике). При этом температура горючей смеси резко возрастает и достигает 300—350 °С.

Продолжение >>>