Тепловые двигатели презентация доклад

Обновлено: 05.07.2024

Тепловой двигатель – машина в которой внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. Паровая машина Двигатель внутреннего сгорания Паровая и газовая турбины Реактивный двигатель Виды тепловых двигателей В настоящее время эксплуатируются также тепловые машины, использующие теплоту, выделяющуюся в реакторе, где происходит расщепление и преобразование атомных ядер .

Холодильник – Т 2 Q 2 Q 1 A ′ = Q 1 -Q 2 КПД тепловой машины КПД идеал ь ной тепловой машины Принцип работы тепловой машины Цилиндр с рабочим веществом Нагреватель – Т 1

2 1 Примеры тепловых машин 1 - двигатель внутреннего сгорания, 2 - ракетный двигатель При работе тепловая машина получает количество теплоты Q 1 отдает Q 2 . Совершаемая работа А′ = Q , - Q 2 .

1 - воздухозаборник, 2 - компрессор, 3 - камера сгорания, 4 - турбина, 5 – сопло. 1. Авиационный турбореактивный двигатель Примеры тепловых машин

1 - патрубок выпускных газов, 2 - форсунка, 3 - поршень, 4 - воздушный фильтр, 5 - нагнетатель воздуха, 6 - цилиндр, 7 - шатун, 8 - коленчатый вал. 2. Дизель

1 - входной патрубок, 2 - рабочее колесо турбины, 3 - направляющие лопатки турбин, 4 - выходной паропровод. 3. Паровая турбина

Схема бензинового двигателя внутреннего сгорания Схема оборудования паросиловой станции Схема двигателя Дизеля

Турбина (поршневая машина) Конденсатор Нагнетающий насос Схема круговорота воды паросиловой установке Котёл Отсасывающий насос Сборник

Примерный энергетический баланс ТЭЦ Примерный энергетический баланс паросиловой станции с турбиной Коэффициент полезного действия паросиловой станции

Энергетический баланс автомобильного двигателя

Рассмотрим пример. Пусть в двигателе сожжено 3 кг бензина и двигатель произвел работу 29 МДж. Теплотворность бензина q = 46 МДж/кг. Определить кпд двигателя. Дано: A′ = 29 ∙ 10 6 Дж q = 46 ∙ 10 6 Дж/кг η -? Анализ и решение Выделившаяся при этом тепловая энергия определяется формулой Q = qm , а кпд η = A ′/Q Q = 46 ∙ 10 6 Дж/кг х З кг = 138∙ 10 6 Дж. η = 29 ∙10 6 / 138∙ 10 6 138 = 0,21, т.е. η = 21 %. Ответ: η = 21 %.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Презентация к уроку в 8 классе по теме "Тепловые двигатели"

В работе приводится наглядный материал к уроку по теме "Тепловые двигатели".

Презентация к уроку физики в 8 классе по теме: "Тепловые двигатели"

Презентация к уроку физики в 8 классе по теме: "Тепловые двигатели".

презентация к уроку по теме: "Тепловые двигатели"

Данная презентация позволяет познакомить учащихся с историей создания и использования тепловых двигателей.

Подробный план-конспект открытого урока физики по Шадрикову, проведенный в группе по профессии "Повар, кондитер".

Презентация по теме "Тепловые двигатели. КПД"

Презентация, конспект по теме "Тепловые двигатели. КПД".

Презентация по теме: "Тепловые двигатели"

Презентация по теме: "Тепловые двигатели".

Технологическая карта урока физики 8 класса на тему: "Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя. Пути совершенствования тепловых двигателей. Холодильник"

Технологическая карта урока физики 8 класса на тему: "Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя. Пути совершенствования тепловых двигателей. Холодильник".

Презентация на тему: " Презентация по физике ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ" — Транскрипт:

1 Министерство образования и науки Молодежи и спорта Украины ДОШ 112 Кировского района г. Донецк Презентация на тему: Выполнил: Учащийся 10-Б класса ОШ 112 г. Донецка Курносов Юрий Учитель Лукашова М.В. г. Донецк 2013г

2 Введение Виды тепловых двигателей Простейший тепловой двигатель Паровые машины Двигатель внутреннего сгорания Паровые и газовые турбины Реактивные двигатели Экологические проблемы Альтернативные источники энергии

3 Тепловым двигателем называют устройство, совершающее работу за счет использования внутренней энергии топлива. Все тепловые двигатели обладают общим свойством периодичностью действия (цикличностью), в результате чего рабочее тело периодически возвращается в исходное состояние.

4 Паровая машина Двигатель внутреннего сгорания Паровая и газовая турбины Реактивный двигатель

5 Джеймс Уатт Простейший тепловой двигатель был Изобретен в 17 веке Джеймсом Уаттом

6 Паровая машина тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу возвратно- поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном Александрийским в первом столетии.

8 Двигатель внутреннего сгорания тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу. Первый практически пригодный газовый двигатель внутреннего сгорания был сконструирован французским механиком Этьеном Ленуаром ( ) в 1860 году. Мощность двигателя составляла 8,8 кВт (12 л. с.).

10 Паровая турбина тепловой двигатель, в котором энергия пара преобразуется в механическую работу. Газовая турбина, тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого энергия сжатого я нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу.

12 Реактивный двигатель двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела. Реактивный двигатель был изобретен Гансом фон Охайном, выдающимся немецким инженером- конструктором и Фрэнком Уиттлом.

14 КПД теплового двигателя называют отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

15 Сади Карно придумал тепловую машину с идеальным газом в качестве рабочего тела и рассчитал максимальный КПД. Реальный КПД всегда меньше идеального Температура нагревателя Температура холодильника

16 Паровая машина-10%-15% Двигатель внутреннего сгорания-20%-40% Паровая и газовая турбины-30%-40% Реактивный двигатель-10%-20%

17 * Загрязнение окружающей среды * Уменьшение запасов природных ископаемых * Парниковый эффект * Накопление в земле тяжелых металлов

19 Тепловые двигатели играют положительную роль в жизни и развитии человечества

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Автор: учитель физики Герасимова М.В.

1. Беспорядочное движение частиц, из которых состоит тело, называется… 2. Энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называется… 3. Перечислите способы изменения внутренней энергии 4. В каких единицах измеряется внутренняя энергия? 5. Устройство, преобразующее внутреннюю энергию в механическую называется

Самопроверка. Каждый правильный ответ – один балл. тепловым движением частиц. внутренней энергией. работа, теплопередача. Джоуль. тепловым двигателем.

Работа газа и пара при расширении. Нагреваем пар. Внутренняя энергия пара увеличилась.

Пар, расширяясь, совершил работу. Внутренняя энергия пара превратилась в кинетическую энергию поршня.

Тепловые двигатели – машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

Виды тепловых двигателей: Двигатель внутреннего сгорания Паровая машина Паровая турбина Газовая турбина Реактивный двигатель

Двигатель внутреннего сгорания – самый распространённый тепловой двигатель Топливо в нём сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания. На сегодняшний день двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - основной тип двигателя, который широко применяется в автомобильной индустрии . Многофункциональный тепловой агрегат, который при помощи химических реакций и законов физики преобразует химическую энергию топливной смеси в механическую силу (работу). Двигатели внутреннего сгорания различаются по типу топлива, они бывают: Бензиновыми. Дизельными. А также газовыми и спиртовыми.

1 такт ДВС: ВПУСК При повороте двигателя в начале первого такта поршень движется вниз. Объём над поршнем увеличивается. К концу такта цилиндр заполняется горючей смесью, клапан 1 закрывается. 1

2 такт: СЖАТИЕ Поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. Сжатая горючая смесь воспламеняется и быстро сгорает.

3 такт: РАБОЧИЙ ХОД Образующиеся газы давят на поршень и толкают его вниз. Двигатель совершает работу.

4 такт: ВЫПУСК Через открытый 2 клапан выходят продукты сгорания. Поршень движется вверх. 2

Плюсы и минусы ДВС. К преимуществам поршневого двигателя внутреннего сгорания можно отнести: Универсальность (применение на различных транспортных средствах). Высокий уровень автономной работы. Компактные размеры. Способность к быстрому запуску. Небольшой вес. Возможность работы с различными видами топлива. Кроме "плюсов" имеет двигатель внутреннего сгорания и ряд серьезных недостатков, среди которых: Высокая частота вращения коленвала. Большой уровень шума. Слишком большой уровень токсичности в выхлопных газах. Маленький КПД (40 %). Небольшой ресурс службы.

Паровая машина Первые универсальные действующие паровые машины были построены английским изобретателем Джеймсом Уаттом и русским изобретателем Иваном Ивановичем Ползуновым.

Паровые двигатели были установлены и приводили в движение большую часть паровозов в период начала 1800 и вплоть до 1950 годов прошлого века. Хочется отметить, что принцип работы этих двигателей всегда оставался неизменным, несмотря на изменение их конструкции и габаритов. На анимированной иллюстрации приведен принцип работы парового двигателя.

1 паровоз в России Отец и сын Черепановы - русские изобретатели, самоучки, создали первый паровоз (1834г)

Больше века паровозы служили человеку. Паровозы использовали как для перевозки пассажиров, так и грузов.

Паровая турбина Пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала.

История 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 — 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

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 надувочных 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.

Ракетный двигатель используется для запуска ракет в космос.

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.

КПД-величина, которая показывает как эффективно используется производимая энергия.

Формула определения КПД теплового двигателя Где Ап – полезная работа Q1 – кол-во теплоты, полученное от нагревателя Q2 – кол-во теплоты, отданное холодильнику Q1 - Q2 -кол-во теплоты, которое пошло на совершение работы ∙100%

Тепловые двигатели и Экология

Автомобили играют решающую роль в загрязнении атмосферы

Необходимо создавать и использовать двигатели с высоким КПД. 2. Применять двигатели, которые не оказывали бы вредного воздействия на окружающую среду. 3. Создание экологически чистого топлива.

1.Какое из перечисленных ниже утверждений является определением КПД механизма? А) произведение полезной работы на полную работу. Б) отношение полезной работы к полной работе. В) отношение полной работы к полезной. Г) отношение работы ко времени, за которое она была совершена. 2.С помощью машины совершена полезная работа А2, полная работа при этом была равна А1. Какое из приведённых ниже выражений определяет коэффициент полезного действия машины? А) А1+А2. Б) А1-А2. В) А2-А1. Г) А2/А1.

3.КПД паровой турбины равен 30%. Это означает, что… А)…30% энергии, выделившейся при полном сгорании топлива, идёт на совершение полезной работы. Б)…70% энергии, выделившейся при полном сгорании топлива, идёт на совершение полезной работы. В)…30% энергии, выделившейся при полном сгорании топлива, преобразуется во внутреннюю энергию деталей двигателя. Г)…30% энергии, выделившейся при полном сгорании топлива, преобразуется во внутреннюю энергию пара.

4. В тепловых двигателях… А)…механическая энергия полностью превращается во внутреннюю энергию. Б)…внутренняя энергия топлива полностью превращается в механическую энергию. В)…внутренняя энергия топлива частично превращается в механическую энергию. Г)…механическая энергия частично превращается во внутреннюю энергию. 5.КПД паровой машины меньше КПД двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Это объясняется тем, что: А)…удельная теплота сгорания угля меньше удельной теплоты сгорания бензина. Б)…температура пара меньше температуры горючей смеси в ДВС. В)…давление пара меньше давления горючей смеси в ДВС. Г)…плотность пара меньше плотности горючей смеси.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Тепловые двигатели. Презентация на заданную тему содержит 18 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Тепловой двигатель — тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию. Действие теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя обязательно наличие топлива. Это возможно при нагревании рабочего тела (газа), который совершает работу за счёт изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры осуществляется, соответственно, нагревателем и холодильником. Был предложен вариант вечного двигателя, нарушающего 2 закон термодинамики. Если не использовать холодильник и нагреватель, а просто встроить в поршень демона Максвелла, который будет пропускать в одну сторону горячие молекулы, а в другую холодные, то поршень придёт в движение. Если дать команду демону пропускать молекулы в другом направлении, поршень спустя какое-то время двинется в обратном направлении Тепловой двигатель — тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию. Действие теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя обязательно наличие топлива. Это возможно при нагревании рабочего тела (газа), который совершает работу за счёт изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры осуществляется, соответственно, нагревателем и холодильником. Был предложен вариант вечного двигателя, нарушающего 2 закон термодинамики. Если не использовать холодильник и нагреватель, а просто встроить в поршень демона Максвелла, который будет пропускать в одну сторону горячие молекулы, а в другую холодные, то поршень придёт в движение. Если дать команду демону пропускать молекулы в другом направлении, поршень спустя какое-то время двинется в обратном направлении

Двигатель внутреннего сгорания Рабочий цикл 4-тактного карбюраторного ДВС совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота коленчатого вала. При 1-м такте — впуске - поршень движется от верхней мёртвой точки (в. м. т.) к нижней мёртвой точке (н. м. т.). Впускной клапан при этом открыт и горючая смесь из карбюратора поступает в цилиндр. В течение 2-го такта — сжатия, - когда поршень движется от н. м. т. к в. м. т., впускной и выпускной клапаны закрыты и смесь сжимается до давления 0,8—2 Мн/м2 (8—20 кгс/см2). Температура смеси в конце сжатия составляет 200—400°C. В конце сжатия смесь воспламеняется электрической искрой и происходит сгорание топлива. Сгорание имеет место при положении поршня, близком к в. м. т. В конце сгорания давление в цилиндре составляет 3—6 Мн/м2 (30—60 кгс/1см2), а температура 1600—2200°C. 3-й такт цикла — расширение - называется рабочим ходом; в течение этого такта происходит преобразование тепла, полученного от сгорания топлива, в механическую работу. 4-й такт — выпуск - происходит при движении поршня от н. м. т. к в. м. т. при открытом выпускном клапане. Отработавшие газы вытесняются поршнем.

ПАРОВАЯ МАШИНА Паровая машина, поршневой первичный двигатель, предназначенный для преобразования потенциальной тепловой энергии (давления) водяного пара в механическую работу. Рабочий процесс П. м. обусловлен периодическими изменениями упругости пара в полостях её цилиндра, объём которых изменяется в процессе возвратно-поступательного движения поршня. Пар, поступающий в цилиндр П. м., расширяется и перемещает поршень. Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется с помощью кривошипного механизма во вращательное движение вала (рис.). Впуск и выпуск пара осуществляются системой парораспределения. Для снижения тепловых потерь цилиндры П. м. окружаются паровой рубашкой

1- поршень 2 — Шток поршня 3 — Ползун 4 — Шатун 5 — Коленчатый вал 6 — Эксцентрик для привода клапана 7 — Маховик 8 — Золотник 9 — Центробежный регулятор

№ слайда 1

Презентация на тему :тепловые двигатели.

№ слайда 2

Тепловой двигатель Тепловой двигатель - устройство, которое превращает внутреннюю энергию вещества в механическую.

№ слайда 3

Виды тепловых двигателей Паровая машина Паровая турбина Газовая турбина Двигатель внутреннего сгорания

№ слайда 4

№ слайда 5

Джемс Уатт УАТТ (Watt) Джеймс (1736-1819), английский изобретатель. Изобрел (1774-84) паровую машину с цилиндром двойного действия. Применение машины Уатта положило начало эре тепловых двигателей.

№ слайда 6

№ слайда 7

Паровая турбина 1 Только в 1883 году шведу Густаву Лавалю удалось преодолеть многие затруднения и создать первую работающую паровую турбину. За несколько лет до этого Лаваль получил патент на сепаратор для молока. Для того чтобы приводить его в действие, нужен был очень скоростной привод. Ни один из существовавших тогда двигателей не удовлетворял поставленной задаче. Ла- валь убедился, что только паровая турбина может дать ему необходимую скорость вращения. Он стал работать над ее конструкцией и в конце концов добился желаемого. Турбина Л аваля представляла собой легкое колесо, на лопатки которого через несколько поставленных под острым углом сопел наводился пар. В 1889 году Лаваль значительно усовершенствовал свое изо- бретение, дополнив сопла коническими расширителями. Это значительно повысило КПД турбины и превратило ее в универсальный двигатель

№ слайда 8

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

№ слайда 9

№ слайда 10

Двигатель внутреннего сгорания

№ слайда 11

№ слайда 12

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – устройство, преобразующее тепловую энергию, получаемую при сгорании топлива в цилиндрах, в механическую работу. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания имеет следующее устройство: Блок цилиндров является основной деталью двигателя на которой крепятся все механизмы и детали. Головка цилиндров. На ней закреплены детали газораспределительного механизма. Поршень воспринимает давление газов в рабочем такте и передает его через поршневой палец. Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром , служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер. Маслосъемные кольца снимают излишки масла с зеркала цилиндров. Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Шатун служит для соединения коленчатого вала с поршнем. Через шатун давление на поршень при рабочем ходе передается на коленчатый вал. При вспомогательных тактах (впуск, сжатие и выпуск) через шатун поршень приводится в действие от коленчатого вала.

№ слайда 13

Коленчатый вал воспринимает усилия передаваемые от поршня к шатунам и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик передается агрегатам трансмиссии. Картер двигателя, отлитый заодно с блоком цилиндров, является базисной (основной) деталью. К картеру крепятся детали кривошипно-шатунный механизм. и газораспределительный механизм. Снизу картер закрыт поддоном из стали. Поддон является резервуаром для масла и в то же время защищает детали двигателя от пыли и грязи. Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндр двигателя необходимого заряда свежей горючей смеси и выпуска из него отработавших газов. И состоит из распределительных шестерен, распределительного вала, толкателей,, штанг, коромысел с деталями крепления, клапанов, пружин с деталями крепления и направляющих втулок клапанов . Распределительный вал служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам . Толкатели нужны для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам. Коромысла передают усилие от штанги клапану. Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршней в цилиндре и от порядка работы двигателя. Клапан состоит из головки и стержня. Система охлаждения служит для отвода излишнего тепла от деталей двигателя, нагревающихся при его работе

№ слайда 14

Поршень, перемещаясь в цилиндре, достигает то верхнего, то нижнего крайних положений (верхняя и нижняя мертвые точки). Расстояние, которое проходит поршень между мертвыми точками, называется ходом поршня. За каждый ход поршня коленчатый вал повернется на 180°. Процесс, происходящий внутри цилиндра за один ход поршня, называется тактом. При перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней в цилиндре освобождается пространство, которое называется рабочим объемом цилиндра. Когда поршень находится в верхней мертвой точке, над ним будет наименьшее пространство, называемое объемом камеры сгорания. Рабочий объем цилиндра и объем камеры сгорания, вместе взятые, составляют полный объем цилиндра. В многоцилиндровых двигателях сумма рабочих объемов всех цилиндров выражается в литрах и называется литражом.

№ слайда 15

№ слайда 16

Коэффициент полезного действия

№ слайда 17

Читайте также: