Реферат на тему применение газа в технике

Обновлено: 07.07.2024

Газы обладают рядом свойств, которые делают их незаменимыми в очень большом числе технических устройств.

Газ — амортизатор. Большая сжимаемость и легкость газа, возможность регулировки давления делают его одним из самых совершенных амортизаторов, применяемых в ряде устройств.

Вот как работает автомобильная или велосипедная шина. Когда колесо наезжает на бугорок, то воздух в шнне сжимается и толчок, получаемый осью колеса, значительно смягчается (рис. 35). Если бы шина была жесткой, то ось подпрыгнула бы вверх на высоту бугорка.

Газ — рабочее тело двигателей. Большая сжимаемость и сильно выраженная зависимость давления и объема от температуры делают газ незаменимым рабочим телом в двигателях, работающих на сжатом газе, и в тепловых двигателях.

В двигателях, работающих на сжатом газе, например воздухе, газ при расширении совершает работу почти при постоянном давлении. Сжатый воздух, оказывая давление на поршень, открывает двери в автобусах и электропоездах. Сжатым воздухом приводят в движение поршни воздушных тормозов железнодорожных вагонов и грузовиков. Пневматический молоток и другие пневматические инструменты приводятся в движение сжатым воздухом. Даже на космических кораблях имеются небольшие реактивные двигатели, работающие на сжатом газе — гелии. Они ориентируют корабль нужным образом.

Только газ можно использовать в качестве рабочего тела в тепловых двигателях. Нагревание жидкого или твердого тела до такой же температуры, как и газа, вызвало бы лишь незначительное перемещение поршня.

Любое огнестрельное оружие, в сущности, является тепловой машиной. Сила давления газов — продуктов сгорания взрывчатых веществ — выталкивает пулю из канала ствола или снаряд из дула орудия. И существенно, что эта сила совершает работу на всей длине канала. Поэтому скорости пули и снаряда оказываются огромными — сотни метров в секунду.

Разреженные газы. Способность к неограниченному расширению приводит к тому, что получение газов при очень малых давлениях — в состоянии вакуума — является сложной технической задачей. (В состоянии вакуума молекулы газа практически не сталкиваются друг с другом, а только со стенками сосуда)

Обычные поршневые насосы из-за просачивания газов между поршнем и стенками цилиндра становятся неэффективными. Получить с их помощью давления ниже десятых долей миллиметра ртутного столба не удается. Приходится применять для откачки газов сложные устройства. В настоящее время достигнуты давления порядка Па мм рт. ст.).

Вакуум нужен главным образом в электронных лампах и других электронных приборах. Столкновения электрически

заряженных частиц (электронов) с молекулами газа препятствуют нормальной работе этих приборов. Иногда приходится создавать вакуум в очень больших объемах, например в ускорителях элементарных частиц.

Вакуум нужен также для выплавки свободных от примесей металлов, создания термоизоляции и т. д.

1. Что называют уравнением состояния? 2. Сформулируйте уравнение состояния для произвольной массы идеального газа. 3. Чему равна универсальная газовая постоянная? 4. Как связаны давление и объем газа при изотермическом процессе? 5. Как связаны объем и температура при изобарном процессе? 6. Как связаны давление и температура при изохорном процессе? 7. Как можно осуществить изотермический, изобарный и изохорный процессы? 8. Почему в качестве рабочего тела в тепловых двигателях используют только газы?

Газы обладают рядом свойств, которые делают их незаменимыми в очень большом числе технических устройств.

Газ – амортизатор. Большая сжимаемость и легкость газа, возможность регулировки давления делают его одним из самых совершенных амортизаторов, применяемых в ряде устройств.

Вот как работает автомобильная или велосипедная шина. Когда колесо наезжает на бугорок, то воздух в шине сжимается и толчок, получаемый осью колеса, значительно смягчается (рис. 35). Если бы шина была жесткой, то ось подпрыгнула бы вверх на высоту бугорка.

Газ – рабочее тело двигателей. Большая сжимаемость и сильно выраженная зависимость давления и объема от температуры делают газ незаменимым рабочим телом в двигателях, работающих на сжатом газе, и в тепловых двигателях.

В двигателях, работающих на сжатом газе, например воздухе, газ при расширении совершает работу почти при постоянном давлении. Сжатый воздух, оказывая давление на поршень, открывает двери в автобусах и электропоездах. Сжатым воздухом приводят в движение поршни воздушных тормозов железнодорожных вагонов и грузовиков. Пневматический молоток и другие пневматические инструменты приводятся в движение сжатым воздухом. Даже на космических кораблях имеются небольшие реактивные двигатели, работающие на сжатом газе – гелии. Они ориентируют корабль нужным образом.

В двигателях внутреннего сгорания на автомобилях, тракторах, самолетах и в реактивных двигателях в качестве рабочего тела, приводящего поршень, турбину или ракету в движение, используют газы высокой температуры. При сгорании горючей смеси в цилиндре температура резко увеличивается до тысяч градусов, давление на поршень растет и газ, расширяясь, совершает работу на длине рабочего хода поршня (рис. 36).

Только газ можно использовать в качестве рабочего тела в тепловых двигателях. Нагревание жидкого или твердого тела до такой же температуры, как и газа, вызвало бы лишь незначительное перемещение поршня.

Любое огнестрельное оружие, в сущности, является тепловой машиной. Сила давления газов – продуктов сгорания взрывчатых веществ – выталкивает пулю из канала ствола или снаряд из дула орудия. И существенно, что эта сила совершает работу на всей длине канала. Поэтому скорости пули и снаряда оказываются огромными сотни метров в секунду.

Разреженные газы. Способность к неограниченному расширению приводит к тому, что получение газов при очень малых давлениях в состоянии вакуума – является сложной технической задачей. (В состоянии вакуума молекулы газа практически не сталкиваются друг с другом, а только со стенками сосуда.)

Вакуум нужен главным образом в электронных лампах и других электронных приборах. Столкновения электрически заряженных частиц (электронов) с молекулами газа препятствуют нормальной работе этих приборов. Иногда приходится создавать вакуум в очень больших объемах, например в ускорителях элементарных частиц. Вакуум нужен также для выплавки свободных от примесей металлов, создания термоизоляции и т. д.

Газы в технике, используются в основном в качестве горючего; сырья для химической индустрии: химических агентов при сварке, газовой химико-термической обработке металлов, создании инертной либо особой атмосферы, в некоторых химических процессах и др.; теплоносителей; рабочего тела для исполнения механической работы (огнестрельное оружие, снаряды и реактивные двигатели, газовые турбины, парогазовые установки, пневмотранспорт и др.): физической среды для газового разряда (в газоразрядных трубках и др. устройствах). В технике употребляется более чем 30 разных Г.

Как горючее используют природные газы горючие и приобретаемые искусственно в виде главной (генераторный Г.) либо побочной (коксовый, доменный и др. Г.) продукции. Главные потребители природного Г. в тёмной металлургии — доменное и мартеновское производство.

С применением природного Г. производится каждый год около 60% цемента, 60% стекла, более чем 60% керамзита, более чем 60% керамики. Перевод стекловаренных печей на природный Г. существенно усиливает технико-экономические показатели производства стекла. В топливном балансе машиностроительной индустрии на долю горючего Г. приходится около 40%.

Главными потребителями являются нагревательные и термические печи. Использование в этих печах природного Г. вместо др. видов горючего разрешает снизить цена нагрева, улучшить его уровень качества, повысить кпд печей и создать более благоприятные санитарно-гигиенические условия в производственных помещениях. В топливном балансе электростанций СССР удельный вес природного Г. образовывает около 20%. Использование природного Г. на электростанциях даёт большой эффект.

Кпд котельных установок на электростанциях при переводе с жёсткого на газовое горючее возрастает на 1—4%; значительно уменьшается на 21—26% количество персонала . Суммарное понижение расхода горючего за счёт увеличения кпд и понижения расхода электричества на личные потребности образовывает 6—7%. Сжигание Г. в топках котлов малой производительности увеличивает кпд если сравнивать с котлами, применяющими жёсткое горючее, на 7—20% (в зависимости от сорта горючего) и разрешает повысить производительность на 30% и более. Применение природного Г. открывает много возможностей для несложных, менее металлоёмких и более экономичных котлов (паровых и водогрейных), трудящихся на природном Г.

Кое-какие Г. являются одновременно с этим исходным сырьём для технологических процессов в химической индустрии (из них вырабатывается около 200 видов разных химических продуктов); на природном Г. трудится последовательность наибольших химических комбинатов СССР.

Из Г., применяемых в качестве химических агентов, воздушное пространство (атмосферный либо обогащенный кислородом) и кислород взяли громаднейшее распространение в металлургических, химических и смежных с ними отраслях индустрии (см. Кислород и Воздух в технике). Громадное значение имеют кроме этого многие др. Г.: ацетилен, хлор, фтор и редкие Г.

При газовой сварке большей частью употребляется пламя ацетилено-кислородной смеси, разрешающее развивать весьма большую температуру (около 3200 °С). В отдельных случаях используют атомноводородную сварку, основанную на нагреве металла водородом, перевоплощённым в атомарное состояние под действием электрической дуги.

Тепловую обработку металлов в печах довольно часто сопровождают действием химических агентов, находящихся в газообразном состоянии. Насыщение поверхностного слоя стали углеродом (см. Цементация) производится путём долгого нагрева её в воздухе Г., диссоциирующих с выделением атомарного углерода.

В установках промышленного типа для газовой цементации используют: природный Г., бутан-пропановую смесь и др. Чтобы не было чрезмерного выделения сажи (либо смолистых веществ) к этим Г. подмешивают генераторный газ либо дымовые газы, очищенные от углекислого газа и паров воды.

Г. как химические агенты используются кроме этого в практике химико-термической обработки поверхности стали при её азотировании, цианировании, алитировании, хромировании и др. При газовой цементации стали алюминием (либо хромом) её нагревают в парах хлористого алюминия (хрома). Азот, генераторный газ из угля либо древесного угля, продукты горения некоторых Г. (по окончании удаления из них углекислого газа и паров воды) и продукты диссоциации аммиака в металлообрабатывающей индустрии служат в качестве особых воздухов для противодействия окислениюи обезуглероживанием металлов, каковые происходят при их нагреве в воздухе воздуха либо дымовых газов.

В качестве инертных веществ для продувки взрывоопасной аппаратуры (газгольдеров, газоочистных коробок, коммуникаций и т. п.) используют пар, азот и углекислый газ, и смесь углекислого газа с азотом, к примеру продукты горения газообразного горючего, сжигаемого с малым избытком воздуха. Технологические аппараты громадной ёмкости продуваются инертными газами перед их заполнением Г. (к примеру, водородом). Наряду с этим вытесняется находящийся в аппарате атмосферный воздушное пространство и предотвращается образование взрывчатой смеси Г. — воздушное пространство.

В электроламповой индустрии для наполнения ламп накаливания используются азот, криптон, ксенон и др. Наполнение ламп накаливания инертным газом сокращает скорость испарения нити и т. о. увеличивает срок работы ламп.Применение для этих целей некоторых редких Г. разрешает существенно (до 30%) расширить световую отдачу ламп накаливания, что имеет громадное значение, т. к. на потребности освещения расходуется около 20% всей вырабатываемой в СССР энергии. Обширно распространено наполнение ламп накаливания аргоно-азотной смесью, в особенности подходящими наполнителями являются ксенон и криптон, владеющие минимальной теплопроводностью и высокой плотностью.

Г. используются кроме этого для интенсификации некоторых химических процессов, чистые продукты и Углекислый газ горения бессернистого горючие смогут быть и пользованы в качестве углекислого удобрения. Повышенное содержание углекислого газа (до 0,3%) в воздухе оранжерей и теплиц активизирует рост и увеличивает плодоношение некоторых растений. Дозревание сорванных овощей и плодов (томатов, яблок и др.) возможно ускорить хранением их в воздухе этилена.

В качестве теплоносителей обширно распространены следующие Г.: продукты горения (дымовые Г.), воздушное пространство и реже газообразные продукты экзотермических процессов (окисления аммиака, получения серного ангидрида и др.). Дымовые газы как теплоноситель применяют: для яркого обогрева изделий либо материалов в сушилках и печах; для подогрева и получения промежуточных теплоносителей (пара, горячей воды, воздуха и др.).

Для регулирования процесса нагрева дымовыми газами их возможно разбавлять воздухом либо отходящими газами. Время от времени дымовые газы помогают для транспортировки угольной пыли и её подсушки во взвешенном состоянии, В этих обстоятельствах дымовые газы являются не только теплоносителем, но и физической средой для переноса жёстких тел, находящихся в пылевидном состоянии.

Воздушное пространство как промежуточный теплоноситель применяют в тех случаях, в то время, когда недопустимо загрязнение нагреваемого продукта сажей и золой, содержащимися в некоторых дымовых газах. Значительно чаще воздушное пространство как теплоноситель используется в сушилках и в некоторых совокупностях отопления помещений.

В качестве рабочих веществ для совершения механической работы Г. распространены в газовых турбинах, в огнестрельном оружии, в снарядах и реактивных двигателях, а также в двигателях внутреннего сгорания. Для аэростатов и наполнения дирижаблей употребляются Г., имеющие низкую плотность.

Электрический разряд в Г. (либо парах) активно используется в электротехнике для выпрямления переменного тока, преобразования постоянного тока в переменный, генерации электрических колебаний, освещения газосветными лампами и ми. др. Подбором соответствующих газов либо паров металлов возможно повышать излучение газосветных ламп на заданном участке спектра. Этим достигается повышение неспециализированной световой отдачи источника света (см.

Электрический разряд в газах, Газосветная трубка).

Лит.: Кортунов А. К., Газовая умышленность СССР, М., 1967; Спейшер В. А., Сжигание газа на электростанциях и в индустрии, 2 изд., М., 1967; Применение газа в промышленных и энергетических установках, в сборнике: практика и Теория сжигания газа, в. 3—4, Л., 1967—68; Рябцев И. И., Волков А. Е., Производство газа из жидких горючих для спиртов и синтеза аммиака. М., 1968.

Читать также:

использование свойств газов в технике реферат

Связанные статьи:

Газогенератор, аппарат для термической переработки жёстких и жидких горючих в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного либо…

Автоклав (от авто… и латинского clavis — ключ), аппарат с целью проведения разных процессов при нагреве и под давлением выше атмосферного. В этих…

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

Газы в технике применяются гл. обр. в качестве:

2) Сырья для химической и д. отраслей промышленности.

3) Химических агентов в различных процессах химической технологии, при сварке, при газовой химико-термической обработке поверхности металлов, при создании инертной или специальной атмосферы, а также в нек-рых биохимич. процессах.

5) Рабочего тела для выполнения механич. работы (огнестрельное оружие, реактивные двигатели и снаряды, газовые турбины,

пневмотранспорт, дирижабли и аэростаты).

6) Физической среды для осуществления газового разряда (в газоразрядных трубках и других физич. приборах). Такое деление по группам применения является отчасти условным, т. к. нек-рые виды использования Г., отнесённые к разным группам, на практике неразрывно связаны между собой п взаимно дополняют друг друга. Всего в технике находит применение свыше тридцати различных Г.

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 25 человек из 18 регионов

Курс профессиональной переподготовки

География: теория и методика преподавания в образовательной организации

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 601 161 материал в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

02.02.2021 538
DOCX 14 кбайт
6 скачиваний
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Балыбердин Юрий Георгиевич. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Инфоурок стал резидентом Сколково

Время чтения: 2 минуты

Каждый второй ребенок в школе подвергался психической агрессии

Время чтения: 3 минуты

В Белгородской области отменяют занятия в школах и детсадах на границе с Украиной

Время чтения: 0 минут

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса

Время чтения: 1 минута

Курские власти перевели на дистант школьников в районах на границе с Украиной

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Читайте также: