Виды тепловых двигателей реферат: Произошла ошибка

Содержание

Виды тепловых двигателей

Фгоу спо
ленинградский технический колледж

РЕФЕРАТ

На тему:

<
Виды тепловых двигателей>

Подготовил:
уч-ся группы 1м

Каменев николай

2010г

Виды тепловых двигателей.

Тепловые двигатели — машины, в которых внутренняя
энергия топлива

превращается в механическую
энергию.

Виды двигателей:

-паровая машина,

-двигатель внутреннего
сгорания,

-паровая и газовая
турбины,

-реактивный двигатель.

   Первый универсальный тепловой
двигатель был создан в России выдающимся
изобретателем, механиком Воскресенских
заводов на Алтае И. И. Ползуновым.
Кроме того, Ползунов внес серьезные усовершенствования
в конструкцию рабочих органов двигателя,
применил оригинальную систему паро- и
водораспределения, и в отличие от машин
Ньюкомена ось вала его машины была параллельна
плоскости цилиндров. Проект своей машины
Ползунов изложил в 1763 г. в записке, адресованной
начальнику Колывано-Воскресенского горного
округа А. И. Порошину. Свою машину И. И.
Ползунов начал строить в 1764 г. К нему прикомандировали
четырех учеников, которых он должен был
обучить не только теории, но и ремеслам.
Машина была изготовлена в декабре 1765
г. А в мае 1766 г. ее создатель умер от чахотки.
Машина была испытана уже после его смерти
в октябре 1766 г. и работала, в общем, удовлетворительно.
Как всякий первый образец, она нуждалась
в доработке, к тому же в ноябре обнаружилась
течь котла. Но изобретателя не было в
живых, а без него устранением недостатков
никто не занимался. Машина бездействовала
до 1779 г., а затем была разобрана.

Один из самых распространенных
тепловых двигателей существующий
в двух вариантах: в виде
бензинового ДВС и дизеля. Сегодня
проектируются ДВС, в которых
в качестве горючего будет
использоваться водород. 1876 год – Николаус
Отто. Основная часть ДВС — один или несколько
цилиндров, внутри которых происходит
сжигание топлива. Отсюда, и название двигателя.
Наибольшее распространение в технике
получил четырехтактный ДВС. 1-ый
такт — впуск (всасывание) . Поршень, двигаясь
вниз, засасывает в цилиндр горючую смесь.
2-ой такт сжатие. Впускной клапан закрывается.
Поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую
смесь. 3-ий такт рабочий ход. Смесь поджигается
электрической искрой свечи. Сила давления
газов (раскаленных продуктов сгорания)
толкает поршень вниз. Движение поршня
передается коленчатому валу, вал поворачивается,
и тем самым совершается полезная работа.
4-ый такт выпуск (выхлоп). Открывается
выпускной клапан, отработанные продукты
сгорания выбрасываются через глушитель
в атмосферу.Из четырех тактов только
один — третий — является рабочим. Поэтому
двигатель снабжают маховиком (инерционным
двигателем, запасающим энергию).

, двигатель, создающий
необходимую для движения силу
тяги путём преобразования исходной
энергии в кинетическую энергию реактивной
струи рабочего тела; в результате истечения
рабочего тела из сопла двигателя образуется
реактивная сила в виде реакции (отдачи)
струи, перемещающая в пространстве двигатель
и конструктивно связанный с ним аппарат
в сторону, противоположную истечению
струи. В кинетическую (скоростную) энергию
реактивной струи в Р. д. могут преобразовываться
различные виды энергии (химическая, ядерная,
электрическая, солнечная). Р. д. (двигатель
прямой реакции) сочетает в себе собственно
двигатель с движителем, т. е. обеспечивает
собственное движение без участия промежуточных
механизмов.

История создания
дизельного двигателя

Изобретатель дизельного двигателя
Рудольф Дизель (Rudolf Diesel) родился 18 марта
1858 года в Париже, его родители эмигрировали
во Францию из Германии. Когда мальчику
было 11 лет, началась Франко-прусская война,
из-за которой семье Рудольфа вновь пришлось
эмигрировать, на этот раз в Англию. Через
некоторое время он уезжает к родственникам
в немецкий город Аугсбург, там заканчивает
училище (1873 год) и поступает в политехническую
школу. А уже в 1875 году Рудольф с блеском
сдает вступительные экзамены в Высшую
политехническую школу в Мюнхене, которую
впоследствии успешно оканчивает.

В 20-летнем
возрасте Дизель возвращается во Францию,
чтобы стать главой парижского завода
акционерного общества Le refrigerateur («Холодильник»).
На этом месте он проработал 12 лет и стал
одним из членов правления Акционерного
общества холодильных машин. За это время
он создал много чертежей и расчетов двигателей,
работающих на аммиаке. Дизель фонтанировал
идеями построения двигателей для самых
разных агрегатов – от моторчиков для
швейных машинок до устройств, работающих
на солнечных батареях. Он пытался рассчитать
самый эффективный двигатель с лучшим
КПД.С этим багажом бумаг в 1890 году Рудольф
отправился в Берлин, где его посетила
гениальная идея. Сам он описал это событие
так: «В неустанной погоне за целью, в итоге
бесконечных расчетов родилась наконец-то
идея, наполнившая меня огромной радостью.
Нужно вместо аммиака взять сжатый горячий
воздух, впрыснуть в него распыленное
топливо и одновременно с сгоранием расширить
его так, чтобы возможно больше тепла использовать
для полезной работы».

Блестящая идея,
пришедшая на ум Дизелю, дала старт огромной
работе, началом которой послужил патент,
носящий название «Рабочий процесс и способ
выполнения одноцилиндрового и многоцилиндрового
двигателей», выданный 28 февраля 1892 года.
Через год был создан первый опытный двигатель,
его собрали в Аугсбурге под руководством
Дизеля.

Во время его испытаний создавались и
другие опытные модели, по истечении трех
лет работы было создано еще три мотора,
последние два из них показали более-менее
стабильный ход.Первый образец работал
на угольной пыли, но в нем не охлаждались
стенки с помощью воды. Для второго образца
в качестве топлива выбрали керосин, это
дало результат – во время испытаний в
1894 году он работал без нагрузки. Опираясь
на данные, полученные во время опытов,
ученый создает третий образец, в котором
учтены ошибки первых двух. Этот вариант
был сырым макетом современного дизельного
двигателя, в нем использовался сжатый
воздух для подачи топлива в цилиндры
и распыления.

Третья модель во время испытаний
1 мая 1895 года проработала 30 минут, а впоследствии
были проведены тесты с различными нагрузками.Четвертая
версия, самая совершенная из всех предыдущих,
была создана в 1896 году. Мощность этой
модели составила 20 л. с., давление в цилиндрах
достигало 35 атмосфер, температура воздуха
при сжатии составляла 600-800 градусов по
Цельсию, что позволяло использовать ее
в промышленных целях. КПД этого мотора
был около 34%, что превышало на 15% показатели
лучших паровых машин. Измерения зимой
1897 года показали расход 0,24 г керосина
на 1 л. с. в час, эффективный КПД составлял
0,26, а термический – 0,29. Таким образом,
этот двигатель являлся лучшим силовым
агрегатом того времени.Первый дизельный
двигатель был создан в 1897году на заводе
в Аугсбурге. Его высота составляла 3 м,
он развивал 172 об./мин., единственный цилиндр
имел диаметр 250 мм, ход поршня составлял
400 мм, а мощность варьировалась от 17,8 до
19,8 л. с. Расход топлива составлял 258 г нефти
на 1 л.

с. в час, термический КПД достиг
26,2%. Этот мотор был представлен на выставке
паровых машин в 1898 году в Мюнхене. В одночасье
Рудольф Дизель стал богачом – очень много
компаний решило купить лицензии на его
производство. Деньги дали возможность
ученому заняться коммерцией – он покупал
и продавал фирмы, стал основателем завода
по производству электропоездов и даже
вкладывал деньги в католические лотереи.
Однако исследования он забросил.Первые
выпущенные дизельные двигатели оказались
недееспособными из-за заводских просчетов.
Производители не задумались над тем,
что создание двигателя требовало высокой
точности в изготовлении деталей и использовании
жаропрочных материалов. Это было слишком
дорого для заводов, поэтому вскоре в адрес
Дизеля понеслась жесткая критика. Его
обвиняли в обмане, так как предприятия
хотели наладить массовое производство
дизелей, но из-за больших затрат они могли
позволить себе лишь мелкосерийные партии.
К их возмущениям присоединяются владельцы
угольных шахт и прочие завистники.

Под
такой аккомпанемент фабрика в Аугсбурге,
принадлежавшая Дизелю, стала банкротом.

Рудольф начал
налаживать связи с другими странами,
он обратился к промышленникам из
Франции, Австрии, Швейцарии, России, Америки
и Бельгии. Так, права на производство
и продажу дизельных двигателей купил
Альфред Нобель, который собирался наладить
эту работу в России. В 1898 году Эммануил
Нобель сделал возможным производство
дизельных моторов на фамильном заводе
в Петербурге. В этом же году при содействии
Нобеля был создан первый в мире двигатель
с внутренним смесеобразованием. И уже
через год заработал первый дизельный
двигатель. Всего в 1899 году их было выпущено
7 штук мощностью 30 и 40 л. с. А через 13 лет
штат работников завода увеличился до
1000 человек, что позволило наладить выпуск
более 300 моторов в год.В 1908 году Дизель
приступил к созданию двигателя, пригодного
для работы с автомобилем. Он создал опытный
экземпляр, по размерам и массе подобный
бензиновому, который установил на грузовик,
но тесты двигатель не прошел. Примерно
в эти же годы его вновь признают на родине
как выдающегося ученого и вручают диплом
доктора-инженера в присутствии кайзера
Вильгельма II. Помимо исследований по
части двигателя Рудольф занимался созданием
огнемета, работал с зажигательными смесями.
Еще он дорабатывал конструкцию реверсивного
судового четырехконтактного мотора.
В последнем он добился хороших результатов,
благодаря чему в конце лета 1913 года его
позвали в Англию.

Смерть Рудольфа
Дизеля так и осталась загадкой для
человечества. Это произошло 29 сентября
1913 года на лайнере «Дрезден». Корабль
выехал из гавани Антверпена, после ужина
в 11 часов вечера ученый отправился спать
в свою каюту. На следующий день утром
в ней никого не было, Дизель исчез с судна.
Его тело было найдено через 10 дней командой
бельгийского лоцманского катера. С утопленника
сняли кольца, вынули из карманов кошелек,
футляр для очков и аптечку, а труп погрузили
в море. Сын Дизеля прибыл в Бельгию на
опознание вещей, он подтвердил, что они
принадлежали Рудольфу. Есть множество
предположений о причине гибели ученого:
одни говорили, что это самоубийство на
фоне банкротства (в наследство семье
осталось всего 20 тыс. марок), другие заявляли,
что это несчастный случай, третьи были
уверены в том, что его убили немецкие
солдаты, чтобы не допустить утечки секретной
информации. Были и приверженцы версии,
что к смерти Дизеля причастен Людвиг
Нобель.

Дальнейшей
работой над дизельным мотором
занялся инженер Проспер Леранж,
работник завода Benz&Cie. В 1909 году он получил
патент на дизельный двигатель с предкамерой.
Кроме того, он изобрел конусообразную
предкамеру, форсунки с игольчатым клапаном
и насос-форсунки. Первый грузовик, оснащенный
дизельным двигателем, был выпущен в 1923
году на заводе в Мангейме. Это был 5-тонный
Benz 5K3, в котором был установлен 4-цилиндровый
дизельный двигатель с предкамерой объемом
8,8 л, он развивал мощность от 45 до 50 л. с.
при 1000 об./мин. Практически одновременно
с этим событием инженеры компании Daimler-Motoren-Gesellschaft
создали атмосферный дизель аналогичной
мощности, а также в компании MAN (Maschinenfabrik
Augsburg-Nurnberg) был сконструирован дизель
с прямым впрыском

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ.

Книга Дизель
Рудольфа «Создание дизельного двигателя»

http://gbogatih.narod.ru/phdvig2.htm

Яворский
Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике.

Доклад на тему Тепловые двигатели 8, 10 класс

Энциклопедия
Разное
Тепловые двигатели

Идея создания аналога теплового двигателя зародилась ещё давным-давно. Чего стоит легенда об Архимеде, якобы построившем пушку, которая делала выстрелы при помощи пара. Однако, согласно официальной версии, изобретение первого теплового двигателя случилось в 17 веке, а впоследствии он был усовершенствован.

В это время Дени Папен (французский изобретатель) сконструировал машину, в общих чертах напоминавшую нынешние двигатели внутреннего сгорания. Его современник, английский изобретатель с именем Томас Севери создал паровой насос для того, чтобы откачивать воду. Другой английский изобретатель, по имени Томас Ньюкомен, также сконструировал паровую машину, способную откачивать воду, но в его разработках, хотя и очень умелых, явно перекликались идеи двух предыдущих изобретателей. Работая, в свою очередь, над усовершенствованием технологии Ньюкомена, Джеймс Уатт разработал новую модель двигателя. Универсальный паровой двигатель же был сконструирован спустя примерно 50 лет Иваном Ползуновым, гениальным русским изобретателем.

Какие существуют тепловые двигатели

Паровая машина – является одним из двигателей внешнего сгорания. Она преобразует энергию, которая вырабатывается с помощью пара, в механическую работу.

Двигатель внутреннего сгорания – в данном случае химическая энергия вырабатывается из топлива. Затем она становится механической работой.

Газовая турбина — является одним из двигателей непрерывного действия. Его механизм таков: он преобразует энергию нагретого сжатого газа. Она также становится механической работой.

Паровая турбина – это по сути, серия дисков, которые вращаются и которые закрепляются на одной оси и несколько неподвижных дисков, которые закрепляются на основании, называющемся статором.

Реактивный двигатель – преобразует одну энергию в другую (исходную в кинетическую энергию струи рабочего тела), тем самым создавая нужную силу тяги. Подразделяются такие двигатели на два подвида: Один подвид – воздушно — реактивное. Второй подвид – ракетные двигатели.

Вариант №2

В давние времена люди пытались использовать энергию топлива и это все для того чтобы вырабатывалась механическая энергия. А спустя некоторое время появились первые тепловые двигатели. Постепенно его преобразовывали и пытались сделать что-то новое. При помощи такого двигателя сначала получается газ, а потом и пар. Сначала они проходят и проделывают очень много работы, а потом происходит процесс охлаждения.

Немного попозже люди научились вырабатывать энергию. И делали они это при помощи разных способов. И это были ветровые мельницы.
Если рассматривать тепловые двигатели, то к ним можно отнести не только паровую машину, но еще и двигатель внутреннего сгорания, а также паровую или газовую турбину. Данные тепловые двигатели обычно заправляются при помощи жидкого или твердого топлива, а также при помощи солнечной или атомной энергии.

На сегодняшний день существует огромное количество разных автомобилей. И они работают обычно на тепловом двигателе. Кроме этого они работают на жидком топливе. Двигатель может выдержать всего четыре года. Также на двигателе имеется четыре такта. Именно поэтому он и называется четырехтактным. А вот для того чтобы увеличить мощность двигателя нужно поставить туда либо четыре цилиндра, а в некоторых случаях устанавливается восемь цилиндров. А вот более мощные двигатели обычно устанавливаются либо на теплоходах или тепловозах.
Кроме этого на сегодняшний день активно применяются и тепловые двигатели. Обычно туда заливается пар или газ, а потом нагревается до высокой температуры. Потом газ начинает вращаться, и при этом здесь совсем не нужен поршень. Также здесь совсем не нужен ни шатун, ни коленчатый вал.

А вот для того чтобы увеличить мощность требуется всего лишь специальные диски. И каждый из них должен был прикреплен к общему валу. Обычно данные турбины можно применять на тепловых электростанциях или на кораблях.

Также к тепловым двигателям относятся воздушно-реактивный двигатель. Он работает при помощи окисления горючего вещества, и потом он превращается в кислород. Они бывают бескомпрессорными (двигатель, который работает без помощи каких-либо компрессоров) и компрессорными (они работают при помощи газовой турбины или поршня).

Кроме этого установлено и отрицательное влияние тепловой машины на окружающую среду и в этом воздействуют некоторые факторы. Когда топливо сжигается, то выделяется кислород, а это значит, что в окружающей среде кислород наоборот уменьшается. Также когда топливо сжигается, то атмосфера загрязняется.

И нужно обязательно сказать о том, что в атмосферу выделяется огромное количество азота, а также серы. А ведь это все очень пагубно влияют на человека.

Также вредные вещества выбрасывает и автомобиль. А вот для того чтобы этого не происходило можно заменить бензиновый двигатель на обычное топливо. Самое главное чтобы в топливо не добавлялся свинец.

Имеются еще и паросиловые станции. Работают они при помощи пара. Обычно это паровой пар. Конечно, имеются еще и другие машины, которые работают при помощи ртути.

8, 10 класс окружающий мир

Тепловые двигатели

Типы тепловых двигателей — двигатель внутреннего сгорания и двигатель внешнего сгорания

Тепловые двигатели можно найти везде, куда бы вы ни пошли. В холодильнике есть тепловой двигатель, который помогает охлаждать продукты. Вы также можете найти тепловые двигатели в своем автомобиле. Они также присутствуют во всех видах кондиционеров. Основное значение тепловой машины состоит в том, чтобы производить механическую энергию с помощью тепловой энергии. Существуют две основные классификации тепловых двигателей, основанные на процессе сгорания. Двумя типами тепловых двигателей являются двигатели внутреннего сгорания и двигатели внешнего сгорания. Прежде чем мы рассмотрим классификацию тепловых двигателей, давайте разберемся, что же такое тепловой двигатель.

Что такое тепловая машина?

Мы знаем, что тепловой двигатель используется для производства механической энергии, используя тепловую энергию в качестве источника. Если быть точным, он использует топливо, такое как бензин или дизельное топливо, и преобразует свою химическую энергию в тепловую путем его сжигания. Затем эта тепловая энергия используется для перемещения механических частей, производя таким образом механическую энергию. По определению, это считается термодинамической системой.

Рассмотрим систему с тепловым двигателем, как показано на рисунке. Для работы тепловой машины нам нужны три основных компонента. Этими компонентами являются двигатель, который производит работу, источник, который обеспечивает тепловую энергию при более высоких показаниях температуры, и поглотитель, используемый для охлаждения двигателя для защиты двигателя от перегрева. Теперь, когда вы знаете, как работает тепловой двигатель, мы рассмотрим различные типы тепловых двигателей.

1. Двигатель внутреннего сгорания

Как следует из названия, сгорание топлива, обычно называемое сгоранием, происходит внутри системы. Он широко известен как двигатели внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания — это тип теплового двигателя, который использует рабочее топливо, такое как бензин и дизельное топливо, в качестве источника тепловой энергии. Принцип работы заключается в том, что он производит работу за счет сжигания топлива и создания среды высокого давления. Затем это высокое давление используется для запуска турбины или поршня, который преобразует тепловую энергию в механическую.

Двигатель внутреннего сгорания подразделяется на три основных типа, а именно:

Преимущества двигателей внутреннего сгорания

Недостатки двигателей внутреннего сгорания

2. Двигатель внешнего сгорания

Как следует из названия, сжигание топлива, или обычно известное как сгорание, происходит вне системы. Он широко известен как двигатель EC. В этом двигателе тепло от сгоревшего топлива передается вторичной жидкости, которая служит топливом для двигателя.

Примеры: В паровой машине теплота сгорания используется для производства пара, который используется в поршневой машине для выполнения полезной работы.

В газовой турбине замкнутого цикла теплота сгорания во внешней топке передается газу, обычно воздуху, который является рабочим телом цикла.

Преимущество двигателей с электронным управлением

Недостатки двигателей с электронным управлением

Забавные факты

4.

3: Тепловые двигатели.

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 4366

OpenStax
OpenStax

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Описывать функции и компоненты тепловой машины
Объясните КПД двигателя
Рассчитать КПД двигателя для заданного цикла идеального газа

Тепловая машина — это устройство, используемое для извлечения тепла из источника и последующего преобразования его в механическую работу, которая используется во всех видах приложений. Например, паровой двигатель поезда старого образца может производить работу, необходимую для движения поезда. В связи с конструкцией и применением тепловых двигателей возникает несколько вопросов. Например, каков максимальный процент извлеченной теплоты, который можно использовать для совершения работы? Оказывается, это вопрос, на который можно ответить только с помощью второго закона термодинамики.

Второй закон термодинамики можно формально сформулировать несколькими способами. Одно представленное до сих пор утверждение касается направления спонтанного теплового потока, известного как утверждение Клаузиуса. Несколько других утверждений основаны на тепловых двигателях. Всякий раз, когда мы рассматриваем тепловые двигатели и связанные с ними устройства, такие как холодильники и тепловые насосы, мы не используем нормальные знаки для теплоты и работы . Для удобства будем считать, что символы \(Q_h, \, Q_c\) и W представляют собой только количество переданного тепла и произведенной работы, независимо от того, кто является дающим или получающим. Входит ли тепло в систему или выходит из нее, и работа, совершаемая системой или системой, указывается соответствующими знаками перед символами и направлением стрелок на диаграммах.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): схематическое изображение тепловой машины. Энергия перетекает из горячего резервуара в холодный резервуар при совершении работы.

Получается, что для создания тепловой машины нам нужно более одного источника/поглотителя тепла. Мы вернемся к этому позже в этой главе, когда будем сравнивать различные формулировки второго закона термодинамики. На данный момент мы предполагаем, что тепловой двигатель построен между источником тепла (высокотемпературным резервуаром или горячим резервуаром) и поглотителем тепла (низкотемпературным резервуаром или холодным резервуаром), схематично представленным на рисунке \(\PageIndex{1} \). Двигатель поглощает тепло \(Q_h\) от источника тепла ( горячий резервуар ) с температурой по Кельвину \(T_h\), использует часть этой энергии для производства полезной работы Вт , а затем сбрасывает оставшуюся энергию в виде тепла \(Q_c\) в теплоотвод ( холодный резервуар ) температуры Кельвина \(T_c\). Силовые установки и двигатели внутреннего сгорания являются примерами тепловых двигателей. Электростанции используют пар, произведенный при высокой температуре, для привода электрогенераторов, при этом отводя тепло в атмосферу или близлежащий водоем в роли поглотителя тепла. В 9В двигателе внутреннего сгорания 0078 горячая газовоздушная смесь используется для толкания поршня, и тепло отводится в окружающую атмосферу аналогичным образом.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Тепло, выделяемое атомной электростанцией, направляется в градирни, где выбрасывается в атмосферу.

Настоящие тепловые двигатели имеют множество различных конструкций. Примеры включают двигатели внутреннего сгорания, такие как те, которые используются в большинстве автомобилей сегодня, и двигатели внешнего сгорания, такие как паровые двигатели, используемые в старых поездах с паровыми двигателями. На рисунке \(\PageIndex{2}\) показана фотография работающей атомной электростанции. Атмосфера вокруг реакторов действует как резервуар холода, а тепло, выделяемое в результате ядерной реакции, обеспечивает тепло от горячего резервуара.

Тепловые двигатели работают, перемещая рабочее вещество через цикл. В паровой электростанции рабочим веществом является вода, которая сначала находится в жидком состоянии, затем испаряется, затем используется для привода турбины и, наконец, снова конденсируется в жидкое состояние. Как и все рабочие вещества в циклических процессах, когда вода возвращается в исходное состояние, она повторяет ту же последовательность.

На данный момент мы предполагаем, что циклы тепловых двигателей обратимы, поэтому потери энергии на трение или другие необратимые эффекты отсутствуют. Предположим, что механизм на рисунке \(\PageIndex{1}\) проходит один полный цикл и что \(Q_h\), \(Q_c\) и Вт представляют собой обмен тепла и работу, выполненную за этот цикл. Поскольку начальное и конечное состояния системы одинаковы, \(\Delta E_{int} = 0\) для цикла. Таким образом, из первого закона термодинамики имеем

\[\begin{align} W &= Q — \Delta E_{int} \\[4pt] &= (Q_h — Q_c) — 0, \label{eq1} \end{align} \]

так что

\[W = Q_h — Q_c. \label{eq2} \]

Наиболее важной характеристикой тепловой машины является ее КПД ( e ) , что представляет собой просто «то, что мы получаем», деленное на «то, что мы вкладываем» в течение каждого цикла, как определено

\[e = \dfrac{W_{выход}}{Q_{вход}}. \метка{eq3}\]

Если тепловой двигатель работает между двумя тепловыми резервуарами, мы получаем \(W\) и добавляем \(Q_h\), поэтому КПД двигателя равен

\[\begin{align} e &= \dfrac{W}{Q_h} \\[4pt] &= 1 — \dfrac{Q_c}{Q_h}. \label{eq4} \end{align} \]

Здесь мы использовали уравнение \ref{eq2} на последнем шаге этого выражения для эффективности.

Пример \(\PageIndex{1}\): Газонокосилка

Газонокосилка имеет КПД \(25\%\) и среднюю мощность 3,00 кВт. Что такое

средняя работа и
минимальный выброс тепла в воздух газонокосилкой за одну минуту использования?

Стратегия

Из средней мощности, т. е. скорости производства работы, мы можем вычислить работу, выполненную за заданное истекшее время. Затем, исходя из приведенной эффективности, мы можем вычислить минимальный расход тепла \(Q_c = Q_h(1 — e)\) с \(Q_h = Q_c + W\). 93 \times 60 \times 1.00 \, J \\[4pt] &= 180 \, kJ.\end{align} \]

Минимальное тепло, выделяемое в воздух, определяется как \[\begin{align} Q_c &= Q_h(1 — e) \\[4pt] &= (Q_c + W)(1 — e), \end{align} \], что приводит к \[\begin{align} Q_c &= W(1/e — 1) \\[4pt] &= 180 \times (1/0,25 — 1)kJ = 540 \, кДж. \конец{выравнивание} \]

Пояснение

По мере повышения КПД минимальное тепловыделение падает. Это помогает нашей окружающей среде и атмосфере, поскольку не выбрасывается столько отработанного тепла.

Эта страница под названием 4.3: Тепловые двигатели распространяется под лицензией CC BY 4.0 и была создана, изменена и/или курирована OpenStax с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

Posted inДвигатель