Работа газа и пара при расширении Тепловые

Работа газа и пара при расширении Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя.

Простейший «одноразовый» тепловой двигатель (паровая машина) Давление пара выталкивает пробку, при этом пар совершает работу. Внутренняя энергия пара превращается в механическую энергию.

Двигатели, в которых происходит превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию, называются тепловыми. нагреватель Q 1 ↓ рабочее тело A = Q 1 – Q 2 ↓ холодильник Q 2

В зависимости от рабочего тела, тепловые двигатели делят на 2 группы. тепловые двигатели паровые внутреннего сгорания (пар) (газ, получившийся при сгорании топлива) паровая машина турбина четырёх- дизель тактный

Давным–давно… Две с лишним тысячи лет тому назад, в 3 веке до нашей эры, великий греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара.

Ещё Герон Александрийский использовал силы пара и создал эолипил – «шар Эола» . Это был металлический шар, вращающийся под давлением пара.

XVIII век — век покорения пара Средневековая Европа стала собирать и осваивать технические изобретения и новинки со всех стран: Индии, Китая, Византии. Результаты опытов с атмосферным давлением Торричелли и Отто Герике натолкнули учёных на мысль, что силу атмосферного давления можно использовать для производства механической работы.

Дени Папен (22. 08. 1647 – 1712) — французский математик, физик и изобретатель.

Перед Папеном стояла задача заставить поршень совершать работу силой атмосферного давления. В 1690 году был создан принципиально новый проект парового двигателя. Уже в 1707 г. он предложил новый, усложненный вариант парового двигателя.

Томас Севери (1650 – 1715) — английский механик и изобретатель. В 1696 году изобрёл паровой насос для подъёма воды. В 1707 году насос Севери был установлен в Летнем саду в Петербурге.

Томас Ньюкомен (28. 02. 1663 – 7. 08. 1729) — английский изобретатель. Паровой насос Ньюкомена начали использовать в Англии для откачки воды из шахт. 1 – котёл 2 – вертикальный цилиндр 3 – поршень 4 – груз 5 – резервуар с холодной водой 6 – труба 7 – предохранительный клапан

Джеймс Уатт (19. 01. 1736 – 19. 08. 1819) — шотландский инженер, изобретатель-механик. В 1765 году Уатт сконструировал принципиально новый паровой двигатель. Его машина могла не только откачивать воду, но и приводить в движение станки, корабли и экипажи.

Паровая повозка Кюньо

«Пароход Северной Реки»

«Отец» железных дорог Джордж Стефенсон — английский изобретатель, инженер-механик. Всемирную известность приобрёл благодаря изобретённому им паровозу.

Locomotion № 1 ведёт поезд по Стоктон-Дарлингтонской железной дороге. (празднование 100 -летия дороги, 1925 год)

«Ракета» в Музее Науки

Паровоз Черепановых

Паровые двигатели применяли во всех отраслях производства. Они широко использовались в промышленности, на транспорте и стали в своё время «двигателями технического прогресса» . Однако коэффициент полезного действия самых лучших паровых двигателей не превышал 5%! Из каждых 1000 кг топлива на полезную работу тратилось всего лишь 50 кг! К концу 19 века схема паросиловой установки была значительно усовершенствована, и её основные принципы сохранились до нашего времени.

Интересно В 1735 году в здании английского парламента был установлен первый в истории вентилятор, который приводился в движение паровым двигателем. В 1800 году некий американец, владелец шахты по добыче каменного угля, придумал первый паровой лифт. В 1835 году этот паровой лифт вошёл в обиход фабричного грузоподъемного дела в Англии, а потом получил распространение в США. А в 1850 -х годах «Компания паровых подъёмников Отиса» установила свой первый пассажирский лифт в 5 -тиэтажном магазине на Бродвее. Лифт брал до пяти человек и вёз их со скоростью 20 см в секунду.