Какви са топлинните двигатели?

Топлинните двигатели са машини, които произвеждат механична работа поради обмена на топлина с други външни тела. Отоплението обикновено се дължи на факта, че горивото гори, което води до достатъчна температура на нагревателния елемент. В този случай работата се извършва чрез използване на енергия от смес от кислород и гориво. Има различни видове топлинни двигатели, чиято работа се основава на отопление с помощта на Слънцето, разлики в температурите на водата. Въпреки това, такива машини не са широко разпространени и смисъл. Понастоящем често е възможно да се открият двигатели, използващи отделяне на топлинна енергия атомни ядра в реактора.

Парни електроцентрали

Бутални парни (топлинни) двигатели са създадени в края на деветнадесети век. Сто години по-късно се появиха първите парни турбини. Както казва името, принципът на действие се основава на двойка, обикновено вода, но е възможно да се използват дори живачни пари. Парни турбини са монтирани на мощни електроцентрали и големи кораби. Буталният двигател намира приложение само във воден транспорт (параходи и парни локомотиви) и по железопътния транспорт. За успешното функциониране на самия двигател за двойка са необходими някои спомагателни устройства и машини, които в агрегат представляват парна електроцентрала, в която водните потоци винаги циркулират. Те се превръщат в специални котли в пара, след което парата произвежда необходимата работа в бутална машина (или в турбина). Следващата стъпка е превръщането на парата в охладен барабан във вода (кондензатор). От него образуваната вода през помпата и събирателния резервоар се връщат обратно в котела, затваряйки водния цикъл. Обикновено котелът се нарича термин "нагревател", а кондензаторът се нарича хладилник. Поради факта, че в устройството циркулира един и същ воден поток, почти не се образува скала.

Парни котли

Парни топлинни двигатели (котли) се състоят от самия котел и горивната камера, където въглищата се изгарят на решетките (или в някои случаи дърва за огрев). Можете да използвате течно гориво чрез пръскане с пара в инжекторите. Сгъстеният въздух, който излиза от тясна тръба, засмуква течно гориво и след това го разпръсква в желаната посока. Котелът се състои от тръби и барабан. Топлината от димните газове до водата се пренася през стените на тръбите. Понякога водата може да е отвън във връзка с тръбите, а под нея - само димни газове, понякога - напротив, т.е. вода - вътре в тръбите, а горещият газ ги измива. В такива топлинни двигатели като парни котли, парата се прегрява в т. Нар. Бобини, докато се превръща в ненаситена от наситена. По този начин се намалява кондензацията на изпаренията по стените на турбината и на паропроводите, което означава, че ефективността на самата станция се увеличава. На котела е монтиран манометър, който се използва за следене на налягането на парите. Необходим е и специален вентил, който ще освободи необходимия обем пара в случаите, когато налягането надвишава граничната стойност. В долната част на барабана има устройства за диагностициране на нивото на водата.

Парни турбини

Турбините се състоят от стоманени цилиндри, вътре в тях има вал, а колелата са фиксирани върху него, между които са поставени водещите лопати или дюзите. Парата, която излиза между тези лопатки, удря лопатките на работното колело, което се върти и върши работата. Причината за въртенето на самото колело е реакцията на пароструйката. В турбината парните потоци се разширяват и охлаждат, тъй като навлизат в него по много тесни параходи и навън в широки тръби.

Двигатели с вътрешно горене

Изключително обикновените топлинни двигатели работят на система за вътрешно горене и се монтират в резервоари, самолети, автомобили, трактори и т.н. Те могат да работят на различни горива: керосин, бензин, сгъстен горивен газ. Основната част от този тип двигател е комплект цилиндри. В тях има изгаряне на гориво. В цилиндъра се движи буталото, което е кух и затворен цилиндър само от едната страна. Буталото е заобиколено от пружини под формата на пръстени. Тяхната цел не е да пропуснат газа, образуван по време на изгарянето на горивото в интервалите между самото бутало и стените на цилиндъра. Върховете на цилиндрите са свързани към каналите, затворени през клапаните. През тях се пропускат горещи смеси, а отпадъците от изгарянето се изхвърлят. В допълнение към тези клапани, горе се поставя свещ. Това е устройство, с помощта на което се получава запалването на горивната смес чрез искрите, получени от електрически уреди (макари или магнитно).

карбуратор

Важна част от топлинните двигатели, които работят на принципа на вътрешно горене, е карбураторът. Ако всмукателният клапан в цилиндъра е отворен, буталото се движи към вала и въздухът влиза през отвора. Въздушните маси преминават през тръбата, свързана с камерата, в която се намира бензинът. Въздухът преминава с висока скорост близо до края на тръбата, засмуква бензин и след това го пръска. Това означава, че се образува запалима смес, която се състои от бензинови пари и въздух. Потокът на тази смес в цилиндъра е ограничен. дроселни клапани.

Ходове на двигателя

Има само четири основни такта на машината с вътрешно горене:

1. Засмукване. По време на първия ход клапанът се отваря, буталото засмуква горивната смес в цилиндъра от карбуратора.
2. Компресия. При втория ход входящият клапан се затваря и буталото се придвижва нагоре и компресира сместа, като я нагрява по този начин.
3. Горене. След като буталото достигне горната си позиция, сместа се запалва с електрическа искра от свещта. Силата на налягането на горещия газ избутва буталото надолу. Това движение се предава на шахтата и се извършва работа.
4. Проблем (той изчерпва). Изпускателният клапан се отваря и всички отпадъчни продукти от изгарянето се изпускат в атмосферата през заглушителя.

От всичките четири цикъла (по време на които се появяват само два вала), само третият работи. Ето защо едноцилиндровият топлинен двигател е снабден с маховик, който се завърта и върти по време на всички останали. Едноцилиндров двигател се инсталира с изключение на мотоциклети. На колите са поставени повече от четири цилиндъра. В същото време те се монтират по такъв начин, че поне един от цилиндрите работи за всеки ход. За да стартирате двигателя с помощта на електрически двигател, който се захранва от стартер (батерия).

Дизелови двигатели

В дизеловата кола тя не е компресирана, а само въздушна, а компресията се повтаря, а въздухът се загрява до стотици градуса по Целзий. След завършване на процеса на компресиране, течното гориво вече се впръсква в цилиндъра с помощта на дюза, която работи от сгъстен въздух, взривен от компресори. Разпръснатото масло се запалва поради високи температури. По това време има полезна работа, а след това - емисиите на отработени газове. Дизелите се използват в дизелови локомотиви, камиони, трактори.

Jet двигател

Такива топлинни двигатели са основно двигатели с вътрешно горене, но те използват така наречения реактивен струя. Самият двигател е в цилиндричен корпус. Въздухът влиза в отвора му. След това в компресора въздушният поток преминава по оста на самия двигател. След компресия, потокът влиза в камерата с гориво, където се образува горима смес, която се запалва. Така се получават високотемпературни газове, които след това се придвижват към изходните дюзи, привеждайки в движение газова турбина. Тези газове имат невероятна скорост.