Пошуково-дослідницька робота на тему
Парова машина та її цикли
План:
1. Визначення
2. Історія
3.Сучасні моделі
4.ККД
5.Висновки
6.Джерела
1.Парова машина— тепловий поршневий двигун зовнішнього згорання, в якому потенціальна енергія водяної пари,
котра надходить під тиском
з парового котла, перетворюється в механічну роботу.
2. Трохи про історію
Першим паровим двигуном прийнято рахувати теплову машину Томаса Севері.
Англічанин у 1698 році змонтував машину яка завдяки різниці атмосферного тиску та тиску у резервуарі викачувала воду з глибини не більше 10 м (зрозуміло чому).
Працювала вона завдяки тому, що резервуар наповнювався парою , згодом зовнішня поверхня резервуару охолоджувалася водою і завдяки тому пара конденсувалася...тиск у посудині ставав менший за атмосферний тому вода яка знаходилась у шахті перекачувалась у резервуар..звідти вона виводилась спеціальною трубкою.
Цю машину наврядчи можна назвати справжнім двигуном у сучасному розумінні цього слова, бо більшість роботи виконувалася людьми (відкривання та закривання різноманітних клапанів, охолодження резервуару)
3. У "сучасних" парових двигунів звісно цикли роботи сутттєво відрізняються.
Звісно і ККД (про який мова піде пізніше) більший через суттєві різниці у технологіях.
Розбирати будемо на прикладі парової машини подвійної дії.
У кожну частину циліндра(з одного боку від поршня та з іншого) почергово подається пара(під тиском), що заставляє його рухатись. Поршень зкріплений за допомогою деяких простих механізмів з валом (або чимось що може обертатись), тобто енергія передається наприклад колесу, тобто перетворюється у кінетичну енергію обертового руху тим самим дозволяючи рухатись наприклад паровозу чи пароплаву. Під номером 8-золотник саме він керує розподілом пари...він в свою чергу прикріплений до колеса тому працює чітко з такою самою частотою і в потрібний момент відкриває правильний отвір..відпрацьована пара виходить в атмосферу або у вдосконалених версіях двигуна у конденсатор.
1.поршень
2.шток
3.повзун
4.шатун
5.кривошип
6.вал
7.маховик
8.золотник
9.відцентровий регулятор
4.ККД
η=dA/dQ
Його будемо шукати на прикладі зичайного парового двигуна.
З кількістю теплоти яку ми затрачаємо все зрозуміло і вона дорівнює r*m
r-питома теплота згоряння палива
m-його маса
Робота яку виконує двигун по наданню потенціальної енергії воді, яку він викачує з шахти, чи робота яку він виконує аби надати автомобілю швидкість-це корисна робота..
A12=p1(v2-v1);
A23=p1v2(1-v2/v3)^G-1)/G-1
A34=P2(v1-v3)
A41=0; G=гама
Якщо підставити числа, то макисимальний результат сягатиме 60 відсотків..залежно від конструкції двигуна.
Найпростіший паровий двигун має ККД 1-8 %.Той який має конденсатор до 25%.
теплова електростанція до 42%.Парогазові установки з комбінованим циклом, в яких спочатку енергія палива використовується для приводу газової турбіни, а потім для парової можуть мати ККД до 60%.
5. Висновок
Отже чим більша температура робочого тіла (газу) тим більша може бути потужність двигуна.
На мою думку коеффіцієнт корисної дії двигуна можна було б покращити завдяки зменшенню сил опору, зменшенню кількості втрат які існують завдяки недосконалості конструкцій та механізмів. Та в будь-якому випадку найбільший ККД лише у тих двигунів, які працюють за циклом Карно.
6.джерела
1)http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0_%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0
2)http://teplmash.narod.ru/parmash.htm
3)Книжки, знання, голова)
