История изобретения турбин доклад по физике 8 класс презентация
Обновлено: 05.07.2024
Презентация на тему: " История изобретения турбин" — Транскрипт:
1 Первым предшественником современных паровых турбин может считаться игрушечный двигатель, который изобрёл ещё во 2 в. до. н.э. александрийский учёный Герон. Первым предшественником современных паровых турбин может считаться игрушечный двигатель, который изобрёл ещё во 2 в. до. н.э. александрийский учёный Герон.
2 В 1629 г. итальянец Бранка создал проект колеса с лопатками. Оно должно было вращаться, если струя пара с силой ударяется по лопаткам колеса. Это был первый проект паровой турбины, которая в последствии получила название активной турбины. В 1629 г. итальянец Бранка создал проект колеса с лопатками. Оно должно было вращаться, если струя пара с силой ударяется по лопаткам колеса. Это был первый проект паровой турбины, которая в последствии получила название активной турбины. Паровой поток в этих ранних паровых турбинах был не концентрированным, и большая часть его энергии рассеивалась во всех направлениях, что приводило к значительным потерям энергии. Паровой поток в этих ранних паровых турбинах был не концентрированным, и большая часть его энергии рассеивалась во всех направлениях, что приводило к значительным потерям энергии.
3 Паровая турбина представляет собой серию вращающихся дисков, закрепленных на единой оси, называемых ротором турбины, и серию чередующихся с ними неподвижных дисков, закрепленных на основании, называемых статором. Диски ротора имеют лопатки на внешней стороне, пар подается на эти лопатки и крутит диски. Диски статора имеют аналогичные лопатки, установленные под противоположным углом, которые служат для перенаправления потока пара на следующие за ними диски ротора. Паровая турбина представляет собой серию вращающихся дисков, закрепленных на единой оси, называемых ротором турбины, и серию чередующихся с ними неподвижных дисков, закрепленных на основании, называемых статором. Диски ротора имеют лопатки на внешней стороне, пар подается на эти лопатки и крутит диски. Диски статора имеют аналогичные лопатки, установленные под противоположным углом, которые служат для перенаправления потока пара на следующие за ними диски ротора.
4 Разновидности паровых машин. Паровые турбины, формально являющиеся разновидностью паровых машин, до сих пор широко используются в качестве приводов генераторов электроэнергии. Примерно 86% электроэнергии, производимой в мире, вырабатывается с использованием паровых турбин. Паровые турбины, формально являющиеся разновидностью паровых машин, до сих пор широко используются в качестве приводов генераторов электроэнергии. Примерно 86% электроэнергии, производимой в мире, вырабатывается с использованием паровых турбин.
5 Энергию, скрытую в органическом топливе-угле, нефти или природном газе, невозможно сразу получить в виде электричества. Топливо сначала сжигают. Выделяющаяся энергия сначала нагревает воду, превращает ее в пар. Пар вращает турбину, а та в свою очередь электрический генератор, который вырабатывает ток. Энергию, скрытую в органическом топливе-угле, нефти или природном газе, невозможно сразу получить в виде электричества. Топливо сначала сжигают. Выделяющаяся энергия сначала нагревает воду, превращает ее в пар. Пар вращает турбину, а та в свою очередь электрический генератор, который вырабатывает ток.
6 Cудовые паровые турбины В нашей стране строят паровые турбины мощностью от нескольких киловатт до к Вт. Применяют турбины на тепловых электростанциях и на кораблях. Постепенно находят все более широкое применение газовые турбины, в которых вместо пара используют продукты сгорания газа. В нашей стране строят паровые турбины мощностью от нескольких киловатт до к Вт. Применяют турбины на тепловых электростанциях и на кораблях. Постепенно находят все более широкое применение газовые турбины, в которых вместо пара используют продукты сгорания газа.
7 Презентацию подготовили Сыпко Ирина и Виноградова Галина. Презентацию подготовили Сыпко Ирина и Виноградова Галина.
Паровая турбина представляет
собой барабан либо серию
вращающихся дисков,
закреплённых на единой оси, их
называют ротором турбины, и
серию чередующихся с ними
неподвижных дисков,
закреплённых на основании,
называемых статором.
4. История изобретения турбин
В основе действия паровой турбины
лежат два принципа создания
усилия на роторе, известные с
давних времен, реактивный и
активный. В машине Бранке,
построенной в 1629 году, струя
пара приводила в движение
колесо, напоминающее колесо
водяной мельницы.
5. Паровая турбина Парсонса
Парсонс соединил паровую турбину
с генератором электрической
энергии. С помощью турбины
стало возможно вырабатывать
электричество, и это повысило
интерес общества к тепловым
турбинам. В результате 15летних изысканий он создал
наиболее совершенную по тем
временам реактивную турбину.
6. Применение паровых турбин
7. Паровые турбины
Первым предшественником современных
паровых турбин может считаться игрушечный
двигатель, который изобрёл ещё во 2 в. до. н.э.
александрийский учёный Герон. Первым
предшественником современных паровых
турбин может считаться игрушечный двигатель,
который изобрёл ещё во 2 в. до. н.э.
александрийский учёный Герон.
8. Первый проэкт турбины
В 1629 г. итальянец Бранка создал проект колеса с лопатками. Оно должно
было вращаться, если струя пара с силой ударяется по лопаткам колеса.
Это был первый проект паровой турбины, которая в последствии получила
название активной турбины. В 1629 г. итальянец Бранка создал проект
колеса с лопатками. Оно должно было вращаться, если струя пара с силой
ударяется по лопаткам колеса. Это был первый проект паровой турбины,
которая в последствии получила название активной турбины. Паровой
поток в этих ранних паровых турбинах был не концентрированным, и
большая часть его энергии рассеивалась во всех направлениях, что
приводило к значительным потерям энергии. Паровой поток в этих ранних
паровых турбинах был не концентрированным, и большая часть его
энергии рассеивалась во всех направлениях, что приводило к
значительным потерям энергии.
9. Попытки создать турбину
10. Первая паровая турбина
Первую паровую турбину создал шведский изобретатель Густаф Лаваль. По
одной из версий, Лаваль создал её для того, чтобы приводить в
действиесепаратор молока собственной конструкции. Для этого нужен был
скоростной привод. Двигатели того времени не обеспечивали достаточную
частоту вращения. Единственным выходом оказалось сконструировать
скоростную турбину. В качестве рабочего тела Лаваль выбрал широко
используемый в то время пар. Изобретатель начал работать над своей
конструкцией и в конце концов собрал работоспособное устройство. В 1889
году Лаваль дополнил сопла турбины коническими расширителями, так
появилось знаменитое сопло Лаваля, которое стало прародителем будущих
ракетных сопел. Турбина Лаваля стала прорывом в инженерии. Достаточно
представить себе нагрузки, которые испытывало в ней рабочее колесо, чтобы
понять, как нелегко было изобретателю добиться стабильной работы турбины.
При огромных оборотах турбинного колеса даже незначительное смещение в
центре тяжести вызывало сильную вибрацию и перегрузку подшипников.
Чтобы избежать этого, Лаваль использовал тонкую ось, которая при вращении
могла прогибаться.
Паровые турбины ставятся на мощных
электрических станциях и на больших
кораблях.
Для работы парового двигателя необходим
ряд вспомогательных машин и устройств.
Все это вместе носит название
паросиловой станции.
13. КПД тепловых двигателей:
недостатки работы
паровой турбины
преимущества
работы паровой турбины
скорость вращения не
может меняться в
широких пределах
долгое время пуска и
остановки
дороговизна паровых
турбин
низкий объем
производимого
электричества, в
соотношении с
объемом тепловой эн.
вращение происходит в
одном направлении;
отсутствуют
толчки, как при работе
поршня
работа паровых
турбин возможна на
различных видах
топлива: газообразное,
жидкое, твердое
высокая единичная
мощность
Газовая турбина
Газовая турбина — это тепловой двигатель непрерывного
действия, преобразующий энергию газа в механическую
работу на валу газовой турбины. В отличие от поршневого
двигателя, в газовотурбинном двигателе процессы
происходят в потоке движущегося газа. Качество газовой
турбины характеризуется эффективностью КПД, то есть
соотношением работы, снимаемой с вала, к располагаемой
энергии газа перед турбиной
История
создания
1500 – Леонардо да Винчи нарисовал схему
гриля, который использует
принцип газовой турбины
1903 – Норвежец Аегидиус Еллинг создал первую работающую
газовую
турбину, которая использовала
вращающийся компрессор и турбину и
выдавала полезную работу.
Газовая турбина состоит из дисков турбины и компрессора,
установленных на одном валу. Турбина работает так: воздух
нагнетается компрессором в камеру сгорания турбины, куда затем
впрыскивается жидкое горючее. Горючая смесь сгорает при очень
высокой температуре, газы расширяются, устремляются к
выхлопному отверстию, по пути попадают на лопатки турбины и
приводят их во вращение.
Применение
В настоящее время газовые турбины применяют в качестве главных
двигателей морских транспортных судов.
В отдельных случаях газовые турбины малой мощности применяют в
качестве привода насосов, аварийных электрогенераторов, вспомогательных
наддувочных компрессоров и др.
Особый интерес представляют газовые турбины как главные двигатели для
судов с подводными крыльями и судов на воздушной подушке.
Газовые турбины также используются в локомотивах и танках.
Преимущества и недостатки газотурбинных
двигателей
Преимущества газотурбинных двигателей
•Возможность получения большего количества пара при работе (в
отличие от поршневого двигателя)
•В сочетании с паровым котлом и паровой турбиной более высокий КПД
по сравнению с поршневым двигателем. Отсюда - использование их в
электростанциях.
•Перемещение только в одном направлении, с намного меньшей
вибрацией, в отличие от поршневого двигателя.
•Меньшее количество движущихся частей, чем у поршневого двигателя.
•Существенно меньше выбросов вредных веществ по сравнению с
поршневыми двигателями
•Низкая стоимость и потребление смазочного масла.
Недостатки газотурбинных двигателей
•Стоимость намного выше, чем у аналогичных по размерам поршневых
двигателей, поскольку материалы применяемые в турбине должны иметь
высокую жаростойкость и жаропрочность, а также высокую удельную
прочность. Машинные операции также более сложные;
•При любом режиме работы имеют меньший КПД , чем поршневые
двигатели. Требуют дополнительной паровой турбины для повышения
КПД.
•Низкий механический и электрический КПД (потребление газа более чем
в 1.5 раза больше на 1 кВтЧ электроэнергии по сравнению с поршневым
двигателем)
•Резкое снижение КПД на малых нагрузках (в отличие от поршневого
двигателя)
•Необходимость использования газа высокого давления, что
обуславливает необходимость применения дожимных компрессоров с
дополнительным расходом энергии и падением общей эффективности
системы.
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.
Аннотация к презентации
Содержание
История изобретения турбин
Слайд 2
Турби́на (фр.turbine от лат.turbo — вихрь, вращение) — ротационный двигатель с непрерывным рабочим процессом[1] и вращательным движением рабочего органа (ротора), преобразующий кинетическую энергию и/иливнутреннюю энергию рабочего тела (пара, газа, воды) в механическую работу. Струя рабочего тела воздействует на лопатки, закреплённые по окружности ротора, и приводит их в движение.
Слайд 3
Попытки создать механизмы, похожие на турбины, делались очень давно. Известно описание примитивной паровой турбины, сделанное Героном Александрийским (1 в. до н. э.). I в. н. э.: Паровая турбина Герона Александрийского на протяжении столетий рассматривалась как игрушка и её полный потенциал не был изучен.
Слайд 4
паровая турбина Герона
Слайд 5
Однако только в конце XIX века, когда термодинамика, машиностроение и металлургия достигли достаточного уровня, ГустафЛаваль (Швеция) и ЧарлзПарсонс (Великобритания) независимо друг от друга создали пригодные для промышленности паровые турбины.
Слайд 6
Разработки ГустафаЛаваля
Слайд 7
Первую паровую турбину создал шведский изобретатель ГустафЛаваль. В качестве рабочего тела Лаваль выбрал широко используемый в то время пар. Изобретатель начал работать над своей конструкцией и в конце концов собрал работоспособное устройство
Слайд 8
В 1889 году Лаваль дополнил сопла турбины коническими расширителями, так появилось знаменитое сопло Лаваля, которое стало прародителем будущих ракетных сопел. Турбина Лаваля стала прорывом в инженерии. При огромных оборотах турбинного колеса даже незначительное смещение в центре тяжести вызывало сильную вибрацию и перегрузкуподшипников. Чтобы избежать этого, Лаваль использовал тонкую ось, которая при вращении могла прогибаться.
Слайд 9
Разработки ЧарлзаПарсонса
Слайд 10
В 1884 году английский инженер ЧарлзПарсонс получил патент на многоступенчатую турбину. В 1885 году он разработал усовершенствованную версию, которая получила широкое применение на электростанциях.
Слайд 11
В 1889 году уже около трехсот таких турбин использовалось для выработки электроэнергии. Парсонс старался расширить сферу применения своего изобретения и в 1894 году он построил опытное судно Турбиния с приводом от паровой турбины. На испытаниях оно продемонстрировало рекордную скорость — 60 км/ч.
Слайд 12
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Что такое турбина?
Турбина – это тепловой двигатель, в котором энергия воды, пара и газа преобразовываются в механическую работу посредством вращающего движения ротора. В турбине струя воды или пара воздействует на лопатки, и приводит их в движение. Лопатки располагаются по всей длине окружности ротора. Турбины подразделяются на осевые – когда поток движется параллельно оси турбины, и радиальные – поток движется перпендикулярно оси. Применяют паровые турбины на тепловых электростанциях и на кораблях, постепенно находят более широкое применение газовые турбины, в которых вместо пара используют продукты сгорания газа.
В 1629 году Джованни Бранка собрал первую паровую турбину. Принципом действия является преобразование потенциальной энергии пара в кинетическую и совершение ею полезной работы.
Со временем у турбин была меньшая скорость вращения и максимальное использование энергии пара. Этим изобретением является реактивная турбина Парсонса.
Джованни Бранка и первая паровая турбина
Реактивная турбина Парсонса.
История изобретения паровых турбин писалась и в России. Алтайский мастер Поликарп Михайлович Залесов трудился на Сузунском заводе, он создал большое количество моделей турбин. Он вносил изменения в конструкции, его коллегой был изобретатель Павел Дмитриевич Кузьминский. Одним из их достижений является изобретение паровой реверсивной турбины.
Вклад России в историю изобретения турбин.
Поликарп Михайлович Залесов
Павел Дмитриевич Кузьминский
Краткое описание документа:
Слайд 2
Турбиной называют вращающееся устройство, которое приводится в действие потоком жидкости или газа. Турбиной называют вращающееся устройство, которое приводится в действие потоком жидкости или газа. Самый простой пример турбины – водяное колесо. Представим себе вертикально поставленное колесо, на ободе которого закреплены черпаки или лопасти. На эти лопасти сверху льётся поток воды. Под действием воды колесо вращается. А вращением колеса можно приводить в действие другие механизмы. Так, в водяной мельнице колесо вращало жернова, которые мололи муку. На гидроэлектростанциях турбины вращают генераторы, которые вырабатывают электрическую энергию. На тепловых электростанциях лопасти турбин приводятся в движение тепловой энергией, которая освобождается при сжигании топлива (газа, угля и т.п.). Ветровые генераторы заставляет вращаться энергия ветра.
Слайд 3
"Героновский эолипил" Древнегреческий ученый Герон Александрийский показал наглядно, что пар может быть полезным. Его изобретение представляло собой шар, который вращался силой струи пара.
Слайд 4
Герон воспользовался тем, что пар занимает больший объем, чем вода. Герон воспользовался тем, что пар занимает больший объем, чем вода. В металлическом сосуде, плотно закрытом крышкой, воду нагревали до кипения. Пар через трубу LK попадал в шар, укрепленный так, что мог вращаться вокруг оси O. Когда вода закипала, пар вырывался через трубки M, N и шар начинал вращаться. Этот прибор представлял лишь интересную игрушку, однако принцип работы сходен с принципом работы паровой турбины.
Слайд 5
В начале XVII столетия описывается нечто похожее на паровую машину, хотя и очень примитивную. В начале XVII столетия описывается нечто похожее на паровую машину, хотя и очень примитивную. Французский ученый-изобретатель, инженером при королевском дворце, Соломон де Ко в своих трудах описывает пустотелый металлический шар с двумя трубками, одна из которых служит для подведения, а другая - для отведения воды. И если нагреть шар, то вода по трубке начнет движение вверх. В шар А вода попадала через кран В. Шар нагревался, и скопившийся над жидкостью пар давил на нее и выталкивал воду сосуда через отверстие С Позднее идея паровых насосов была использованная для откачивания воды из шахт.
Слайд 6
В 1629 году изобретателем и механиком В 1629 году изобретателем и механиком Джованни Бранка была собрана первая паровая турбина. Принцип действия базируется на преобразовании потенциальной энергии пара в кинетическую и совершении ею полезной работы. Сущность его изобретения заключалась в том, что струя пара своим давлением приводила в движение колесо с лопастями, подобно колесу водяной мельницы. Но такого рода турбины были очень ограничены в мощностях, поскольку невозможно было создать высокое давление струи. Таким образом, история изобретения паровой турбины приобретает новый виток после длительного перерыва.
Слайд 7
В 1663 году Сомерсет опубликовал небольшое сочинение, в котором описывал 100 открытий, отчасти сделанных им самим, отчасти им усовершенствованных. В 1663 году Сомерсет опубликовал небольшое сочинение, в котором описывал 100 открытий, отчасти сделанных им самим, отчасти им усовершенствованных. Он не дал точных описаний этих изобретений, а привел лишь краткие описания, смешивая невыполнимые проекты с действительно полезными указаниями. Нет ничего удивительного поэтому, что его считали шарлатаном, желавшим обратить на себя внимание своими сочинениями и ничего не понимавшим в тех вещах, о которых он писал. В этом сочинении описано и действие машины для подъема воды, которая, в отличие от обычного насоса, могла поднимать воду на любую высоту. Главное, чтобы используемые сосуды были достаточно прочны. Сосуды наполняются водой через воронку. В одном сосуде вода нагревается, закипает и превращается в пар, после чего открывается кран, соединяющий этот сосуд с тем, из которого под действием давления пара холодная вода будет выходить. Сомерсет утверждал, что вода в этой установке поднималась на высоту 40 футов. Установкой мог управлять один рабочий, он должен был лишь поворачивать краны для того, чтобы, наполнять резервуары и открывать путь пару. Этот же рабочий поддерживал огонь равномерным.
Слайд 8
Английский инженер Ричард Трейсвик в 1815 г. на ободе паровозного колеса установил два сопла и пустил по ним пар. Английский инженер Ричард Трейсвик в 1815 г. на ободе паровозного колеса установил два сопла и пустил по ним пар.
Слайд 9
В 1884 г. английский инженер и промышленник Чарлз Алджернон Парсонс изобрёл многоступенчатую реактивную паровую турбину. В 1884 г. английский инженер и промышленник Чарлз Алджернон Парсонс изобрёл многоступенчатую реактивную паровую турбину. В такой турбине имелось несколько рядов рабочих лопаток, которые назывались ступенями. Парсон запатентовал идею корабля, который приводился в действие этой турбиной.
Слайд 10
И только в 1889г. шведский инженер Густаф Лаваль создал паровую турбину, которую можно было использовать в промышленности. И только в 1889г. шведский инженер Густаф Лаваль создал паровую турбину, которую можно было использовать в промышленности. В турбине Лаваля струя пара, выходящая из сопел неподвижного статора, давила на лопатки, закреплённые на ободе колеса. Колесо под давлением пара вращалось. Такая турбина называлась активной. В турбине Лаваля сопло расширялось на выходе. Это увеличивало скорость выходящего пара и, как следствие скорость вращения турбины. Сопло Лаваля стало прообразом современных ракетных сопел.
Слайд 11
С точки зрения физики, турбины – это устройства, которые преобразовывают энергию пара, ветра, воды в полезную работу. С точки зрения физики, турбины – это устройства, которые преобразовывают энергию пара, ветра, воды в полезную работу. В зависимости от того, какой вид энергии преобразуется в турбинах, различают паровые турбины и газовые. Газовая турбина отличается от паровой тем, что в движение её приводит не пар из котла, а газ, который образуется при сгорании топлива. А все основные принципы устройства паровых и газовых турбин одинаковы.
Слайд 12
Первый патент на газовую турбину был получен в 1791 г. англичанином Джоном Барбером. Первый патент на газовую турбину был получен в 1791 г. англичанином Джоном Барбером. Барбер разработал свою турбину для движения безлошадной повозки. Элементы турбины Барбера присутствуют в современных газовых турбинах.
Слайд 13
В 1903 г. норвежец Эджидиус Эллинг изобрёл газовую турбину, производящую больше энергии, чем затрачивалось на её работу. В 1903 г. норвежец Эджидиус Эллинг изобрёл газовую турбину, производящую больше энергии, чем затрачивалось на её работу.
Слайд 15
Слайд 16
Слайд 17
Читайте также: