Parni motor. Prva praktično delujoča univerzalna parna stroja sta ustvarila ruski izumitelj Ivan Ivanovič Polzunov in Anglež James Watt.
V stroju Polzunov se je para s tlakom, ki nekoliko presega atmosferski tlak iz kotla skozi cevi, izmenično dovajala v dva cilindra z bati. Za izboljšanje tesnjenja so bili bati napolnjeni z vodo. S pomočjo palic z verigami se je gibanje batov prenašalo na meh za tri peči za taljenje bakra.
Konstrukcija stroja Polzunov je bila končana avgusta 1766. Imel je višino 11 m, prostornino kotla 7 m3, višino valja 2,8 m in moč 29 kW.
Polzunovov stroj je ustvaril neprekinjeno silo in bil prvi univerzalni stroj, ki bi ga lahko uporabili za pogon vseh tovarniških mehanizmov.
V parnem stroju D. Watta sta dva cilindra zamenjala ena zaprta. Na obeh straneh bata je izmenično tekla para, ki ga je potiskala v eno ali drugo smer. V takem stroju z dvojnim delovanjem izpušna para ni kondenzirala v jeklenki, temveč v posodi, ki je ločena od nje - kondenzatorju. Stalno hitrost vztrajnika je vzdrževal centrifugalni regulator. Razvoj parnega stroja je leta 1784 zaključil D. Watt.
Glavna pomanjkljivost prvih parnih strojev je bila njihova nizka učinkovitost. Učinkovitost parnih lokomotiv ni presegla 9%.
Toplotni motorji in transport. Različne vrste toplotni stroji so hrbtenica sodobnega prometa. Toplotni motorji so sprožili avtomobile in dizelske lokomotive, rečne in morske ladje, letala in vesoljske rakete. Eden najpogostejših toplotnih strojev, ki se uporabljajo v različnih vozil, je motor notranje izgorevanje.
Toplotni motorji in varnost okoljeNeprekinjen razvoj energetike, avtomobilov in drugih vrst prometa, povečanje porabe premoga, nafte in plina v industriji in za potrebe gospodinjstev povečuje možnosti za zadovoljevanje človekovih potreb. Vendar je trenutno količina letno izgorelega kemičnega goriva v različnih toplotnih strojih tako velika, da postaja vse težja težava varovati okolje pred škodljivimi učinki produktov zgorevanja.
Negativni vpliv toplotnih strojev na okolje je povezan z delovanjem različnih dejavnikov.
Najprej se pri izgorevanju goriva uporabi kisik iz atmosferskega zraka, zato se vsebnost kisika v zraku postopoma zmanjšuje. Če v ZSSR količina kisika, ki ga proizvajajo gozdovi, še vedno presega količino kisika, ki ga porabi industrija, potem denimo v ZDA gozdovi obnavljajo le 60% kisika, ki ga uporablja industrija.
Drugič, zgorevanje goriva spremlja sproščanje ogljikovega dioksida v ozračje. V zadnjih dvajsetih letih se je vsebnost ogljikovega dioksida v zemeljski atmosferi povečala za približno 5%.
Molekule ogljikovega monoksida lahko absorbirajo infrardeče sevanje. Zato povečanje vsebnosti ogljikovega dioksida v ozračju spremeni njegovo preglednost. Infrardeče sevanje, ki ga oddaja zemeljska površina, se vse bolj absorbira v ozračje. Nadaljnje znatno povečanje koncentracije ogljikovega dioksida v ozračju lahko privede do povišanja njene temperature.
Tretjič, pri pregorevanju premoga in nafte je ozračje onesnaženo z dušikovimi in žveplovimi spojinami, ki škodujejo človekovemu zdravju. To onesnaženje je še posebej pomembno v velikih mestih in industrijskih središčih.
Več kot polovico vsega onesnaževanja zraka ustvarja promet. Poleg ogljikovega monoksida in dušikovih spojin avtomobilski motorji v ozračje letno oddajo 2-3 milijone ton svinca. Svinčeve spojine se dodajo motornemu bencinu, da se prepreči detonacija goriva v motorju, torej prehitro zgorevanje goriva, kar vodi do zmanjšanja moči motorja in njegove hitre obrabe. Ker imajo avtomobilski motorji ključno vlogo pri onesnaževanju mestnega zraka, je problem bistvenega izboljšanja avtomobilski motor predstavlja enega najbolj perečih znanstvenih in tehničnih problemov.
Eden od načinov za zmanjšanje onesnaževanja okolja je prehod z uporabe bencinskih motorjev z uplinjačem v avtomobilih na uporabo dizelskih motorjev, ki ne vsebujejo svinčevih spojin.
Obeta se razvoj in preizkušanje avtomobilov, v katerih se namesto bencinskih motorjev uporablja električni motor, ki ga poganja baterija, ali motor, ki kot vodik uporablja vodik. V slednjem tipu motorja med zgorevanjem vodika nastaja voda.
Imenovanje toplotnih strojev. Glavni elementi toplotnih strojev cikličnega delovanja.
Krožni termodinamični proces (cikel). Carnotov cikel.
Idealen toplotni motor, ki deluje po Carnotovem ciklu. Največja učinkovitost toplotni motor.
Termodinamična temperaturna lestvica. Enakost absolutne in termodinamične temperature.
Hladilni stroji (toplotne črpalke).
Dinamično ogrevanje.
Magnetohidrodinamični generatorji.
Sončno sevanje.
Toplotni motorji so stroji, ki uporabljajo energijo toplotnega gibanja snovi ali elektromagnetnega polja. Toplotni motorji so razdeljeni na toplotni strojipretvorbo energije kaotičnega toplotnega gibanja delcev snovi ali elektromagnetnega polja v energijo rednega mehanskega gibanja makroskopskih sistemov, in hladilni strojiki zagotavljajo prenos toplote iz sistemov z nižjo temperaturo v sisteme z višjo temperaturo. Kot je znano, spontani prenos toplote v naravi opazimo le od sistemov z višjo temperaturo do sistemov z nižjo temperaturo, kar vodi do izenačenja temperatur teh sistemov.
Temeljna vprašanja ustvarjanja toplotnih strojev s cikličnim (periodičnim) delovanjem je prvi postavil in rešil francoski inženir in znanstvenik S. Carnot (1796 - 1832) v svojem delu "Razmišljanja o gonilni sili in o strojih, ki lahko razvijejo to silo", objavljenem leta 1824. in skupaj 45 strani. Carnotovega konceptualnega načina razmišljanja, ki je procese v toplotnem stroju obravnaval iz najbolj splošnih položajev na podlagi razmerja med mehanskimi in toplotnimi gibi, niso takoj razumeli niti tako ugledni znanstveniki, kot so Laplace, Fourier, Ampere, Arago, Gay-Lussac itd. Carnotovo delo je dobilo splošno priznanje le 10 let po objavi leta 1834 članka E. Clapeyrona, kjer so bile Carnotove ideje predstavljene v dostopni matematični obliki z uporabo vizualne grafike, ki ponazarja termodinamične procese.
Odmik od struktur in delov uporabljenih toplotnih strojev je Carnot izpostavil tri bistveno pomembne elemente katerega koli cikličnega toplotnega stroja: 1) grelec s temperaturo T 1, ki služi kot rezervoar za porabljeno toplotno energijo, 2) hladilniks temperaturo T 2< Т 1 , который также является резервуаром тепловой энергии и используется для сброса теплоты при работе двигателя, 3) delovno telo, ki med ciklom opravlja mehanska dela.
CikelJe termodinamični krožni proces, pri katerem končno stanje sistema sovpada z začetnim stanjem. V diagramih termodinamičnih procesov, kjer lahko kateri koli par termodinamičnih količin uporabimo kot spremenljivke in vsaka točka ravnine označuje neko ravnotežno stanje, je cikel opisan z zaprto krivuljo. V nadaljevanju se domneva, da ni izgub energije, vsi ciklični procesi so reverzibilni, grelec, hladilnik in delovna tekočina pa so le v ravnotežnem stanju. V teh pogojih je izkoristek toplotnih strojev največji.
Med ciklom delovna tekočina toplotnega stroja prejme količino toplote Q 1 iz grelnika, izvede delo A in odda določeno količino toplote Q 2< Q 1 холодильнику. Все процессы совершаются kvazistatično, kar zagotavlja njihovo reverzibilnost. Če ni izgub energije zaradi trenja in prenosa toplote v zunanje okolje (idealna toplotna naprava), v skladu z prvi zakon termodinamike
Q 1 \u003d A + Q 2. (3.1)
Ker se delovna tekočina vrne v začetno stanje, se celotna sprememba njene notranje energije na cikel
Po definiciji izkoristek toplotnega stroja
Vrednost učinkovitosti η odvisno od cikla delovne tekočine. Carnot je predlagal cikel, ki je bil kasneje poimenovan po njem - carnotov cikelki zagotavlja največjo vrednost izkoristka, če sta nastavljeni največja temperatura grelnika in najnižja temperatura hladilnika. Vendar Carnotovega cikla v praksi ni mogoče uresničiti, zato se uporablja le v teoretičnih študijah. Drugi cikli so našli uporabo v resničnih toplotnih motorjih, med drugim Ottov cikel (motorji z notranjim zgorevanjem z uplinjačem), Dieselov cikel (dizelski motorji), Clausius-Rankinov cikel (raketni motorji na tekoče gorivo) itd.
Zakoni termodinamike torej niso odvisni od fizikalne narave delovne tekočine, da bi našli učinkovitost toplotnega stroja, ki deluje po Carnotovem ciklu, je najlažje uporabiti idealen plin.Carnotov cikel za idealen plin je prikazan v diagramu VP (slika 3.1). Ta cikel 12341 je sestavljen iz izoterme 12 pri temperaturi grelnika T 1, adiabati 23kjer se izolirani plin širi, izoterme 34pri temperaturi hladilnika T 2 in adiabati 41, kjer je toplotno izoliran plin stisnjen in se vrne v začetno ravnotežno stanje 1. V odseku izoterme 12 plin prejme količino toplote iz grelnikain v odseku izoterme 34 plin hladilniku daje količino toplote.
Hladilnik
Slika: 2.31. Toplotni motor
Grelec
Delovno telo motorja
2.12 Toplotni stroji
V kratkem, toplotni stroji toploto spremenite v delo ali, nasprotno, delo v toploto.
Toplotni motorji sta dve vrsti, odvisno od smeri v njih potekajočih procesov.
1. Toplotni motorji pretvarjajo toploto iz zunanjega vira v mehansko delo.
Primer toplotnega motorja je avtomobilski motor z notranjim zgorevanjem. Toploto, ki se sprosti med zgorevanjem goriva, pretvori v mehansko energijo vozila.
2. Hladilni stroji zaradi toplote prenašajo toploto iz manj ogrevanega telesa v bolj ogrevano mehansko delo zunanji vir.
Gospodinjski hladilnik, ki ga imate v stanovanju, je primer hladilnega stroja. V njem se toplota odstrani iz hladilne komore in prenese v okoliški prostor.
Podrobneje si oglejmo te vrste toplotnih strojev.
2.12.1 Toplotni motorji
Vemo, da je delo na telesu eden od načinov, kako spremeniti njegovo notranjo energijo: dokončano delo se tako rekoč raztopi v telesu in se spremeni v energijo kaotičnega gibanja in interakcije njegovih delcev.
Toplotni stroj je naprava, ki nasprotno črpa koristno delo iz "kaotične" notranje energije telesa. Izum toplotnega stroja je korenito spremenil obraz človeške civilizacije.
Shematski diagram toplotnega stroja je lahko prikazan na naslednji način (slika 2.31). Razumejmo, kaj pomenijo elementi tega diagrama.
Delovna tekočina motorja je plin. Razširi se, premakne bat in tako naredi uporabno mehaniko
delo.
Da pa bi plin prisilil k širjenju in premagovanju zunanjih sil, ga je treba ogreti na temperaturo, ki je bistveno višja od temperature okolice. Za to pride plin v stik z grelnikom za zgorevanje.
V procesu zgorevanja goriva se sprosti pomembna energija, katere del se uporablja za ogrevanje plina. Plin iz grelnika prejme količino toplote Q1. Zaradi te toplote motor opravlja koristno delo A.
Vse je jasno. Kaj je hladilnik in zakaj je potreben?
Z enim samim širjenjem plina lahko dohodno toploto uporabimo čim bolj učinkovito in jo v celoti spremenimo v delo. Za
to zahteva razširitev plina izotermično: prvi zakon termodinamike, kot vemo, nam daje v tem primeru A \u003d Q1.
Toda nihče ne potrebuje enkratne širitve. Motor mora delovati ciklično, kar zagotavlja občasno ponovljivo gibanje bata. Zato je treba na koncu raztezanja plin stisniti in ga vrniti v prvotno stanje.
V procesu širjenja plin nekaj pozitivno deluje A1. V procesu stiskanja se na plinu izvede pozitivno delo A2 (in sam plin negativno deluje A2). Sčasoma koristno delo plin na cikel: A \u003d A1 A2.
Seveda mora biti A\u003e 0 ali A2< A1 (иначе никакого смысла в двигателе нет). Сжимая газ, мы должны совершить меньшую работу, чем совершил газ при расширении.
Kako to doseči? Odgovor je stiskanje plina pri nižjih tlakih kot med raztezanjem. Z drugimi besedami, na pV-diagramu mora biti postopek stiskanja pod postopkom razširitve, to je cikel mora potekati v smeri urnega kazalca (slika 2.32).
Slika: 2.32. Cikel toplotnega motorja
Na primer, v ciklu na sliki je delo plina med raztezanjem enako površini ukrivljenega trapeza V1 1a2V2. Podobno je delo stisnjenega plina enako površini ukrivljenega trapeza V1 1b2V2 z znakom minus. Posledično se izkaže, da je delo plina na cikel pozitivno in enako površini cikla 1a2b1.
V redu, ampak kako doseči, da se plin vrne v prvotno stanje po nižji krivulji, torej skozi stanja z nižjimi tlaki? Spomnimo se, da je za določeno prostornino nižja temperatura, nižji je tlak plina. Posledično mora plin pri stiskanju preiti skozi stanja z nižjimi temperaturami.
Prav temu je namenjen hladilnik: hlajenje plina med stiskanjem. Hladilnik je lahko atmosfera (za motorje z notranjim zgorevanjem) ali hladna tekoča voda (za parne turbine).
Ko se plin ohladi, odda hladilniku določeno količino toplote Q2. Skupna količina toplote, ki jo plin prejme na cikel, je enaka Q1 Q2. Po prvem termodinamičnem zakonu:
Q1 Q2 \u003d A + U;
kjer je U sprememba notranje energije plina na cikel. Enako je nič: U \u003d 0, saj se je plin vrnil v prvotno stanje (in notranja energija je, kot se spomnimo, funkcija stanja). Posledično je delovanje plina na cikel enako:
A \u003d Q1 Q2: |
Kot lahko vidite, A< Q1 : не удаётся полностью превратить в работу поступающее от нагревателя тепло. Часть теплоты приходится отдавать холодильнику для обеспечения цикличности процесса.
avtomobilov
Hladilnik
Slika: 2.33. Chiller
Grelec
Hladilno telo
Kazalnik učinkovitosti pretvorbe energije gorečega goriva v mehansko delo je učinkovitost toplotnega stroja.
Učinkovitost toplotnega stroja je razmerje med mehanskim delom A in količino toplote
ste Q1 prejeli iz grelnika:
O: Q1
Ob upoštevanju relacije (2.12) imamo tudi
Q 1Q 2 | |||
Kot vidimo, je učinkovitost toplotnega stroja vedno manjša od enotnosti. Na primer, izkoristek parnih turbin je približno 25%, izkoristek motorjev z notranjim zgorevanjem pa približno 40%.
2.12.2 Hladilni stroji
Vsakodnevne izkušnje in fizični poskusi nam govorijo, da se v procesu izmenjave toplote toplota iz bolj ogretega telesa prenese v manj ogrevano, ne pa tudi obratno. Nikoli niso opazili procesov, pri katerih bi zaradi izmenjave toplote energija spontano prehajala iz hladnega telesa v vroče, zaradi česar bi se hladno telo še bolj ohladilo, vroče telo pa bi se še bolj ogrelo.
Ključna beseda tukaj je "spontano". Če uporabljate zunanji vir energije, je povsem mogoče izvesti postopek prenosa toplote iz hladnega telesa v vroče. To počnejo hladilni stroji.
V primerjavi s toplotnim strojem imajo procesi v hladilnem stroju nasprotno smer (slika 2.33).
Imenuje se tudi delovno telo hladilnega stroja
ki absorbira toploto med raztezanjem in oddaja med stiskanjem21.
Hladilnik v hladilniku je telo, iz katerega se odvaja toplota. Hladilnik prenese delovanje
za telo (plin) je količina toplote Q2, zaradi česar se plin širi.
Med stiskanjem plin odda toploto Q1 bolj ogrevanemu telesu, grelniku. Da lahko pride do prenosa toplote, mora biti plin stisnjen pri višjih temperaturah, kot je bil med raztezanjem. To je mogoče le zaradi dela A0, ki ga opravi zunanji vir (na primer elektromotor) 22. Zato je količina toplote
ki ste ga prenesli na grelec, se izkaže za večjo od količine toplote, odvzete mrazu
za vrednost A0:
Q1 \u003d Q2 + A0:
21 V resnici hladilne enote Hladilno sredstvo je hlapljiva raztopina z nizkim vreliščem, ki med uparjanjem vzame toploto in jo med kondenzacijo vrne nazaj.
22 V pravih hladilnih enotah elektromotor ustvari nizek tlak v uparjalniku, zaradi česar hladilno sredstvo zavre in prevzame toploto; nasprotno, v kondenzatorju ustvarja elektromotor visok pritisk, pod katerim se hladilno sredstvo kondenzira in odda toploto.
Tako na pV-diagramu poteka delovni cikel hladilnega stroja v nasprotni smeri urnega kazalca. Območje cikla je delo A0, ki ga opravi zunanji vir (slika 2.34).
Slika: 2.34. Chiller cikel
Glavni namen hladilnega stroja je hlajenje rezervoarja (na primer zamrzovalnika). V tem primeru ima ta rezervoar vlogo hladilnika, okolje pa služi kot grelec in toplota, ki se odstrani iz rezervoarja, se razprši vanj.
Kazalnik učinkovitosti hladilnega stroja je hladilni koeficient, enak razmerju toplote, odvzete iz hladilnika, do delovanja zunanjega vira:
Q A 2 0:
Koeficient učinkovitosti je lahko več kot en. V pravih hladilnikih traja vrednosti od približno 1 do 3.
Obstaja še ena zanimiva aplikacija: hladilnik lahko deluje kot toplotna črpalka. Nato je njegov namen ogrevanje določenega zbiralnika (na primer ogrevanje prostora) zaradi toplote, odvzete iz okolja. V tem primeru bo ta rezervoar grelec, okolje pa hladilnik.
Kazalnik učinkovitosti toplotne črpalke je koeficient ogrevanja, enak razmerju med količino toplote, ki se prenese v ogrevan rezervoar, in delom
zunanji vir:
Q A 1 0:
Vrednosti ogrevalnih koeficientov pravih toplotnih črpalk so običajno v območju od 3 do 5.
2.12.3 Toplotni stroj Karnot
Najpomembnejše značilnosti toplotnega stroja so najvišje in najnižje vrednosti temperature delovne tekočine med ciklom. Te vrednosti se imenujejo temperatura grelca in temperatura hladilnika.
Videli smo, da je izkoristek toplotnega stroja strogo manjši od enotnosti. Pojavi se naravno vprašanje: kakšen je največji možni izkoristek toplotnega stroja s fiksnimi vrednostmi temperature grelnika T1 in temperature hladilnika T2?
Naj je na primer najvišja temperatura delovne tekočine v motorju 1000 K, najmanjša temperatura pa 300 K. Kakšna je teoretična meja učinkovitosti takega motorja?
Odgovor na to vprašanje je leta 1824 dal francoski fizik in inženir Sadi Carnot. Izumil in raziskoval je čudovit toplotni stroj z idealen plin kot
delovna tekočina. Ta stroj deluje v skladu s Carnotovim ciklom, ki je sestavljen iz dveh izoterm in dveh adiabatov.
Razmislite o neposrednem ciklu Carnotovega stroja v smeri urnega kazalca (slika 2.35). V tem primeru stroj deluje kot toplotni motor.
T 23
Slika: 2.35. Carnotov cikel
Izoterma 1! 2. Na mestu 1! 2, plin pride v termični stik s temperaturnim grelnikom T1 in se izotermično širi. Količina toplote Q1 se napaja iz grelnika in se v tem odseku popolnoma pretvori v delo: A12 \u003d Q1.
Adiabat 2! 3. Za naknadno stiskanje je treba plin prenašati v območje nižjih temperatur. Da bi to naredili, je plin toplotno izoliran in se nato v odseku 2 adiabatno razširi! 3. Med raztezanjem plin pozitivno deluje A23 in zaradi tega se njegova notranja energija zmanjša: U23 \u003d A23.
Izoterma 3! 4. Toplotna izolacija se odstrani, plin prihaja v toplotni stik s hladilnikom pri temperaturi T2. Pojavi se izotermična kompresija. Plin hladilniku daje količino toplote Q2 in negativno deluje A34 \u003d Q2.
Adiabat 4! 1. Ta razdelek je potreben za vrnitev plina v prvotno stanje. Med adiabatskim stiskanjem plin opravlja negativno delo A41, sprememba notranje energije pa je pozitivna: U41 \u003d A41. Plin se segreje na začetno temperaturo T1.
Karnot je ugotovil učinkovitost tega cikla (izračuni žal niso v okviru šolskega kurikuluma):
T 1T 2 | |||
Poleg tega je dokazal, da je učinkovitost Carnotovega cikla najvišja možna za vse toplotne motorje s temperaturo grelnika T1 in temperaturo hladilnika T2.
Torej, v zgornjem primeru (T1 \u003d 1000 K, T2 \u003d 300 K) imamo:
največ \u003d 1000 300 \u003d 0; 7 (\u003d 70%): 1000
Kakšen smisel ima uporaba izoterm in adiabatov in ne nekaterih drugih procesov? Izkazalo se je, da zaradi izotermičnih in adiabatskih procesov Carnotov stroj postane reverzibilen. Zažene se lahko v obratnem ciklu (v nasprotni smeri urnega kazalca) med istim grelcem in hladilnikom, ne da bi pri tem uporabljali druge naprave. V tem primeru bo Carnotov stroj deloval kot hladilni sistem.
Sposobnost vodenja Carnotovega stroja v obe smeri igra zelo pomembno vlogo pri termodinamiki. Na primer, to dejstvo služi kot povezava v dokazu največje učinkovitosti Carnotovega cikla. Na to se bomo vrnili v naslednjem članku, posvečenem drugemu zakonu termodinamike.
1. Ogrevalni stroji.
- naprava, ki toploto pretvori v mehansko delo (toplotni motor) ali mehansko delo v toploto (hladilnik). Transformacija se izvede s spreminjanjem notranje energije delovne tekočine - v praksi običajno tekočine ali plina.
Skratka, toplotni stroji toploto spremenite v delo ali, nasprotno, delo v toploto.
Primeri toplotnih motorjev: Motor z notranjim zgorevanjem (ICE) a) uplinjač motor b) dizelski motor v) reaktivni motor Parne in plinske turbine.
1.1. Zgodovina nastanka toplotnih strojev.
Mnogi verjamejo, da se je zgodovina parnih strojev začela šele konec 17. stoletja v Angliji. Toda to ni povsem res.
Že v prvem stoletju pred našim štetjem je eden od velikih znanstvenikov stare Grčije, Heron Aleksandrijski, napisal razpravo "Pnevmatika". Opisal je stroje, ki so uporabljali toplotno energijo. Za nas sta bila najbolj zanimiva dva toplotna stroja.
Eolipil - krogla "Eola", ki se vrti okoli svoje osi pod delovanjem pare, ki prihaja iz nje. Pravzaprav je biloprototip prihodnjih parnih turbin.
Druga izjemna naprava Aleksandrijske čaplje je bil pogon vrat templja, ki so se odprli z ognjem, prižganim na oltarju. Kdaj podrobna analiza v tem zapletenem sistemu mehanizmov lahko vidimoprva parna črpalka.
Vsi toplotni stroji, ki jih je ustvaril Hero of Alexandria, so bili uporabljeni le kot igrače. Takrat niso bili povpraševani.
Prava zgodovina parnih strojev se začne šele v 17. stoletju. Eden prvih, ki je ustvariltrenutni prototip parnega stroja, je bil Denis Papin. Papenov parni stroj je bil pravzaprav le skica, model. Nikoli mu ni uspelo ustvariti pravega parnega stroja, ki bi ga lahko uporabili v proizvodnji. 1680 - Izumil parni kotel leta 1681. - Opremljen z varnostnim ventilom 1690. - Bil je prvi, ki je s paro dvignil bat in opisal zaprti termodinamični cikel parnega stroja. 1707 - Priskrbel opis njegovega motorja. Toda njegova dela tisočletja niso bila pozabljena kot Heronova dela. Vse njegove ideje so bile uporabljene v naslednji generaciji parnih strojev.
Če je zelo težko ugotoviti, kdo je prvi v zgodovini tehnologije ustvaril parni stroj, potem je zagotovo znano, kdo je prvi patentiral in v praksi uporabil svoj parni stroj. Leta 1698 je Anglež Thomas Severi registriral prvegapatent za napravo "za dvigovanje vode in za pridobivanje premikov vseh vrst proizvodnje z uporabo gonilne sile ..."... Kot lahko vidite, je opis patenta zelo nejasen. Pravzaprav je ustvaril prvo parno črpalko. Edino, kar je lahko, je dvigniti vodo. Hkrati je bil izkoristek črpalke izredno nizek, poraba premoga pa preprosto velika. Zato so črpalko uporabljali predvsem v premogovnikih. Izčrpali so podtalnico.
Leta 1712 je svet videlparni stroj Thomas Newcomen. Newcomenov parni stroj absorbiran najboljše ideje iz parnega stroja Papen in parne črpalke Severi. V njem je bil parni valj z batom uporabljen za gibanje, kot v parnem stroju Papen. V tem primeru so paro pridobivali ločeno, v parnem kotlu, kot v parni črpalki Severi.
Kljub velikemu preboju pri ustvarjanju parnih strojev je stroj Newcomen glavno distribucijo dobil le kot pogon za vodne črpalke. Glavni pomanjkljivosti parnega stroja Newcomen sta bili njegova ogromna velikost in velika poraba premoga. Poskusi, da bi ga uporabili za pogon parnikov, niso bili uspešni.
Več kot 50 let parni motor Newcomen je ostal nespremenjen. Leta 1763 so Jamesa Watta, mehanika z Univerze v Glasgowu, prosili za popravilo Newcomenovega parnega stroja. V procesu dela s Newcomenovim strojem Watt pride do ideje, da bi ga bilo lepo izboljšati.
Najprej se Watt odloči, da bo parni valj ves čas vroč. To bo zmanjšalo porabo premoga. Za to ustvari kondenzator za hlajenje pare. Naslednja stvar, ki jo naredi, je sprememba načina delovanja parne jeklenke. Če je v parnem stroju Newcomen stroj izvajal delovni hod pod vplivom atmosferskega tlaka, potem je v parnem stroju Watt bat deloval pod delovanjem parnega tlaka. To je omogočilo povečanje tlaka v jeklenkah in zmanjšanje velikosti parnega stroja.
Leta 1773 Watt zgradi svojo prvodelujoč parni stroj... Leta 1774 je Watt skupaj z industrijalcem Matthewom Boltonom odprl podjetje za proizvodnjo parnih strojev. Od leta 1775 do 1785 je podjetje Watt zgradilo 56 parnih strojev. Od 1785 do 1795 - Isto podjetje je že dostavilo 144 teh strojev. Stvari so se dobro odvijale in Bolton prosi Watta, naj ustvari parni stroj za svojo novo valjarno pločevine.
Leta 1884 Watt ustvari prvouniverzalni parni stroj. Njegov glavni namen je pogon industrijskih obdelovalnih strojev. Od tega trenutka parni stroj ni več vezan na premogovnike. Začnejo ga uporabljati v tovarnah, nameščajo na parnike in ustvarjajo vlake.
Wattov parni stroj je bil tisti, ki je naredil tehnološki preboj v tehnologiji. Odprla je novo dobo v zgodovini tehnologije - dobo parnih strojev.
Najprej parni avto 1770g... Jean Cugno - francoski inženir, je izdelal prvi samovozni voziček, namenjen premikanju topniških kosov
"Mlajši brat" - parna lokomotiva leta 1803 - Angleški izumitelj Richard Trevithick je zgradil prvo parno lokomotivo. Po 5 letih je Trevithick zgradil novo parno lokomotivo. razvil je hitrost do 30 km / h. Leta 1816 je Trevithick brez podpore bankrotiral in odšel v Južno Ameriko
Odločilna vloga 1781-1848. - angleški oblikovalec in izumitelj George Stephenson 1814 - Začel je graditi parne lokomotive. 1823 Leta 1829 je ustanovil prvo parno lokomotivo na svetu. Stephensonova parna lokomotiva Raketa je na tekmovanju za najboljše lokomotive zasedla prvo mesto. Njegova moč je bila 13 KM, hitrost pa 47 km / h.
Motor z notranjim zgorevanjem 1860 - Francoski mehanik Lenoir je leta 1878 izumil motor z notranjim zgorevanjem. - Nemški izumitelj Otto je izdelal štiritaktni motor z notranjim zgorevanjem. 1825 - Nemški izumitelj Daimler je približno takrat ustvaril bencinski motor z notranjim zgorevanjem Plinski motor je razvil Kostovich v Rusiji.
Posebna naprava. Uplinjač. Nemški inženir Rudolf Diesel je zasnoval motor z notranjim zgorevanjem, v katerem ni bila stisnjena gorljiva zmes, temveč zrak. To so najbolj ekonomični toplotni stroji 1) delujejo na poceni vrste goriva 2) z učinkovitostjo 31–44% 29. septembra 1913. Vkrcal se je na parnik do Londona. Naslednje jutro ga v kabini niso našli. Menijo, da je storil samomor, tako da se je ponoči vrgel v vode Rokavskega preliva.
1.2. Načelo delovanja toplotnega stroja.
Toplotni motorji so lahko razporejeni na različne načine, vendar mora biti v katerem koli toplotnem motorju delovna snov ali telo, ki izvaja mehanska dela v delovnem delu stroja, grelec, kjer delovna snov prejme energijo, in hladilnik, ki odvaja toploto iz delovnega telesa.
Delovni medij je lahko para ali plin.
1.3. Vrste toplotnih strojev.
Obstajata dve vrsti toplotnih strojev - odvisno od smeri procesov, ki se v njih odvijajo:
1.
Toplotni motorji pretvori toploto iz zunanjega vira v mehansko delo.
Hladilni strojiprenašajo toploto iz manj ogrevanega telesa v bolj ogrevano zaradi mehanskega dela zunanjega vira.
Podrobneje si oglejmo te vrste toplotnih strojev.
1.3.1 Toplotni motorji.
Vemo, da je delo na telesu eden od načinov za spreminjanje njegove notranje energije: dokončano delo se tako rekoč raztopi v telesu in se spremeni v energijo kaotičnega gibanja in interakcije njegovih delcev.
Toplotni stroj je naprava, ki nasprotno črpa koristno delo iz "kaotične" notranje energije telesa. Izum toplotnega stroja je resnično spremenil obraz človeške civilizacije.
Shematski diagram toplotnega stroja je lahko prikazan na naslednji način:
Poglejmo, kaj pomenijo elementi tega diagrama.
Delovno telo motor je plinski. Razširi se, premakne bat in tako opravi koristno mehansko delo.
Da pa bi plin prisilil k širjenju in premagovanju zunanjih sil, ga je treba ogreti na temperaturo, ki je bistveno višja od temperature okolice. Za to pride plin v stik z grelnikom, ki gori.
V procesu zgorevanja goriva se sprosti pomembna energija, del katere gre za ogrevanje plina. Plin prejme količino toplote Qn iz grelnika ... Zaradi te toplote motor opravlja koristno delo.IN.
Vse je jasno, kaj pa je hladilnik in zakaj je potreben?
Z enim samim širjenjem plina lahko dohodno toploto izkoristimo čim bolj učinkovito in jo v celoti spremenimo v delo. Za to je treba plin izotermično razširiti: prvi zakon termodinamike, kot vemo, nam v tem primeru daje A \u003d Qn.
Toda nihče ne potrebuje enkratne širitve. Motor mora delovati ciklično, zagotavlja periodično ponovljivost premikov bata. Zato je treba na koncu raztezanja plin stisniti in ga vrniti v prvotno stanje.
V procesu širjenja plin opravi nekaj koristnega dela A1. V procesu stiskanja se na plinu izvede pozitivno delo A2 (in sam plin negativno deluje A2). Posledično je koristno delo plina za cikel A \u003d A1-A2.
Seveda mora biti A\u003e 0 ali A2<А1 (иначе никакого смысла в двигателе нет). Сжимая газ, мы должны совершить меньшую работу, чем совершил газ при расширении.
Kako to doseči? Odgovor: Stisnite plin pod nižjim tlakom kot med raztezanjem. Z drugimi besedami, na pV-diagramu mora biti postopek stiskanja pod postopkom razširitve, to je cikla mora biti prevožen v smeri urnega kazalca.
Na primer, v ciklu na sliki je delo plina med raztezanjem enako površini ukrivljenega trapeza V11a2V2. Podobno je delo stiskanja plina enako površini ukrivljenega trapeza V11b2V2 z znakom minus. Posledično se izkaže, da je delo plina na cikel pozitivno in enako površini cikla 1a2b1.
Ok, ampak kako doseči, da se plin po spodnji krivulji vrne v prvotno stanje, tj. e. Skozi države z manjšimi oddelki? Spomnimo se, da je za določeno prostornino nižja temperatura, nižji je tlak plina. Zato mora pri stiskanju plin skozi stanja z nižjimi temperaturami.
Prav temu je namenjen hladilnik: dokul plin v procesu stiskanja. Hladilnik je lahko atmosfera (za motorje z notranjim zgorevanjem) ali hladna tekoča voda (za parne turbine).
Ko se plin ohladi, odda hladilniku določeno količino toplote Q2. Skupna količina toplote, ki jo prejme plin na cikel, postane enaka Q1-Q2. Po prvem termodinamičnem zakonu:
Q 1- Q 2 \u003d A + deltaU,
kjer je deltaU sprememba notranje energije plina na cikel. Enako je nič deltaU \u003d 0, saj se je plin vrnil v prvotno stanje (in notranja energija je, kot se spomnimo, državna funkcija). Posledično je delovanje plina na cikel enako:
A \u003d Q 1- Q 2.
Kot lahko vidite, A Kazalnik učinkovitosti pretvorbe energije gorečega goriva v mehansko delo je učinkovitost toplotnega stroja. Izkoristek toplotnega motorja Je razmerje med mehanskim delom A in količino toplote Q1, ki jo dovaja grelec. Kot vidimo, je učinkovitost toplotnega stroja vedno manjša od enotnosti. Na primer, izkoristek parnih turbin je približno 25%, izkoristek motorja z notranjim zgorevanjem pa približno 40%. 1.3.2 Hladilni stroji. Vsakodnevne izkušnje in fizični poskusi nam govorijo, da se v procesu izmenjave toplote toplota iz bolj ogretega telesa prenese v manj ogrevano, ne pa tudi obratno. Nikoli ne opazimo procesov, pri katerih zaradi izmenjave toplote energija spontano prehaja iz hladnega telesa v vroče, zaradi česar bi se hladno telo še bolj ohladilo, vroče pa še bolj ogrelo. Ključna beseda tukaj je "spontano". Če uporabljate zunanji vir energije, je povsem mogoče izvesti postopek prenosa toplote iz hladnega telesa v vroče. To počnejo hladilni stroji. Delovno telo imenuje se tudi hladilni strojhladilno sredstvo (v pravih hladilnicah je hladilno sredstvo hlapna raztopina z nizkim vreliščem, ki med uparjanjem vzame toploto in jo med kondenzacijo vrne nazaj). Zaradi poenostavitve ga bomo imeli za plin, ki absorbira toploto med raztezanjem in oddaja med stiskanjem. Hladilnik (T2) v hladilnem stroju je telo, iz katerega se odvaja toplota. Hladilnik prenaša količino toplote Q2 v delovno tekočino (plin), zaradi česar se plin širi. Med stiskanjem plin odda toploto Q1 bolj ogrevanemu telesu - grelniku (T1). Za tak prenos toplote mora biti plin stisnjen pri višjih temperaturah, kot je bil med raztezanjem. To je mogoče le zaradi dela A, ki ga opravi zunanji vir (na primer električni motor) (v pravih hladilnih enotah elektromotor ustvari nizek tlak v uparjalniku, zaradi česar hladilno sredstvo zavre in prevzame toploto; nasprotno, elektromotor ustvari visok tlak v kondenzatorju, pod katerim se hladilno sredstvo kondenzira in oddaja toploto). Zato se izkaže, da je količina toplote, prenesene na grelec, večja od količine toplote, odvzete iz hladilnika, samo za vrednost A. Q 1 \u003d Q 2 + A. Tako na pV-diagramu poteka obratovalni cikel hladilnega stroja v nasprotni smeri urnega kazalca... Območje cikla je delo A, ki ga izvaja zunanji vir, Kazalnik učinkovitosti hladilnega stroja je hladilni koeficientenako razmerju med toploto, odvzeto iz hladilnika, in delom zunanjega vira: A \u003d Q 2 / A Hladilni koeficient je lahko več kot en. V pravih hladilnikih traja vrednosti od približno 1 do 3. Obstaja še ena zanimiva aplikacija: hladilnik lahko deluje kot toplotna črpalka. Nato je njen namen ogrevanje določenega rezervoarja (na primer ogrevanje prostora) zaradi toplote, odvzete iz okolja. V tem primeru bo ta rezervoar grelec, okolje pa hladilnik. Kazalnik izkoristka toplotne črpalke je koeficient ogrevanjaenako razmerju med količino toplote, ki se prenese v ogrevan rezervoar, in delom zunanjega vira. Vrednosti ogrevalnih koeficientov pravih toplotnih črpalk so običajno v območju od 3 do 5. 1.4. Toplotni motor Karnot. Pomembne značilnosti toplotnega stroja so najvišje in najnižje vrednosti temperature delovne tekočine med ciklom. Te vrednosti so ustrezno poimenovanetemperatura grelca in temperatura hladilnika. Videli smo, da je izkoristek toplotnega stroja strogo manjši od enotnosti. Pojavi se naravno vprašanje: kakšen je največji možni izkoristek toplotnega stroja s fiksnimi vrednostmi temperature grelnika T1 in temperature hladilnika T2? Naj je na primer najvišja telesna temperatura delujočega motorja 1000 K, najmanjša pa 300 K. Kakšna je teoretična meja učinkovitosti takega motorja? Odgovor na to vprašanje je leta 1824 dal francoski fizik in inženir Sadi Carnot. Izumil je in raziskoval čudovit toplotni stroj z idealnim plinom kot delovno tekočino. Ta stroj deluje v skladu s Carnotovim ciklom sestavljen iz dveh izoterm in dveh adiabatov. Razmislite o zanki naprej Carnotov stroj gre v smeri urnega kazalca. V tem primeru stroj deluje kot toplotni motor. Izoterma 1-2. V oddelku 1-2 pride plin v termični stik s temperaturnim grelnikom T1 in se izotermično razširi. Količina toplote Q1 se dovaja iz grelnika in se v tem odseku popolnoma pretvori v delo: A12 \u003d Q1. Adiabat 2-3. Za naslednje stiskanje je treba plin prenašati v območje nižjih temperatur. Za to je plin toplotno izoliran in se nato adiabatno razširi v odseku 2-3. Pri širjenju plin pozitivno deluje A23 in zaradi tega se njegova notranja energija zmanjša: deltaU23 \u003d - A23. Izoterma 3-4. Toplotna izolacija se odstrani, plin prihaja v toplotni stik s hladilnikom pri temperaturi T2. Pojavi se izotermična kompresija. Plin daje količino toplote Q2 hladilniku in opravlja negativno delo A34 \u003d - Q2. Adiabat 4-1. Ta razdelek je potreben za vrnitev plina v prvotno stanje. Med adiabatskim stiskanjem plin negativno deluje A41. Plin se segreje na začetno temperaturo T1. Carnot je ugotovil učinkovitost tega cikla (izračuni žal ne spadajo v okvir šolskega kurikuluma). Poleg tega je to dokazalUčinkovitost Carnotovega cikla je najvišja možna pri vseh toplotnih strojih s temperaturo grelnika T1 in temperaturo hladilnika T2... Torej, v zgornjem primeru (T1 \u003d 1000 K, T2 \u003d 300 K) imamo: Učinkovitost max \u003d (1000-300): 1000 \u003d 0,7 (\u003d 70%) Kakšen smisel ima uporaba izoterm in adiabatov in ne nekaterih drugih procesov? Izkazalo se je, da zaradi izotermičnih in adiabatskih procesov Carnotov stroj postane reverzibilen ... Lahko ga vodipovratna zanka (v nasprotni smeri urnega kazalca) med istim grelcem in hladilnikom, ne da bi pri tem uporabljali druge naprave. V tem primeru bo Carnotov stroj deloval kot hladilni sistem. Sposobnost vodenja Carnotovega stroja v obe smeri igra zelo pomembno vlogo pri termodinamiki. Na primer, to dejstvo služi kot povezava v dokaz največje učinkovitosti Carnotovega cikla. 2. Raketa. - (iz italijanske rocchetta - majhno vreteno skozenj. Rakete ali nizozemsko. raket) - letalo, ki se giblje v vesolju zaradi delovanja curka potiska, ki nastane le kot posledica zavrnitve dela lastne mase (delovnega telesa) naprave in brez uporabe snovi iz okolja ... Ker let rakete ne zahteva nujno prisotnosti zunanjega zračnega ali plinskega okolja, je to mogoče ne samo v ozračju, temveč tudi v vakuumu. Beseda "raketa" se nanaša na široko paleto letečih naprav, od praznične petarde do vesoljske rakete. V vojaški terminologiji beseda raketa praviloma označuje razred brezpilotnih letal, ki se uporabljajo za ciljanje oddaljenih ciljev in uporabljajo načelo reaktivnega pogona za let. V povezavi z raznoliko uporabo raket v oboroženih silah s strani različnih vej vojske se je oblikoval širok razred različnih vrst raketnega orožja. 1.1. Zgodovina raketne znanosti. Obstaja predpostavka, da je bil nek videz rakete zasnovan že leta Stara Grčija Alix Sin. Govorimo o letečem lesenem golobu Archit iz Tarenta.Njegov izum je omenjen v delu staro rimski pisatelj Aulus Gellius "Podstrešne noči". V knjigi piše, da so ptiča dvignili z utežmi in ga sprožili z dihom skritega in skritega zraka. Še ni ugotovljeno: ali je bil golob sprožen pod vplivom zraka v njem ali zraka, ki je nanj pihal od zunaj? Ostaja nejasno, kako je Arhita lahko dobil stisnjen zrak v golobu. V starodavni tradiciji pnevmatika ni analogov takšne uporabe stisnjenega zraka. Večina zgodovinarjev izvor raket pripisuje času Kitajska dinastija Han (206 pr. N. Št. - 220 n. Št.), Do odkritja smodnika in začetka njegove uporabe za ognjemete in zabavo. Sila, ki jo je ustvarila eksplozija praškastega naboja, je zadostovala za premikanje različnih predmetov.Kasneje je bilo to načelo uporabljeno pri ustvarjanju prvega pištole in muškete. Školjke v prahulahko letili na velike razdalje, vendar niso bili projektili, saj niso imeli lastnih zalog gorivo. Kljub temu je prav izum smodnika postal glavni pogoj za pojav pravih raket. Prvo raketo je človek ustvaril pred vsaj 700 leti. V 13. stoletju so Kitajci prvič uporabili rakete ali, kot so jih takrat imenovali, "ognjene puščice" proti mongolskim zavojevalcem in sovražnika pahnili v zmedo in paniko. V bitki pri Kaikenu leta 1232 so Kitajci sprostili "ognjene puščice", nanje je bila pritrjena cev iz stisnjenega papirja, odprta le na zadnjem koncu in napolnjena z gorljivo spojino. Ta naboj je bil vžgan, nato pa je bila puščica sprožena z lokom. Takšne puščice so bile v številnih primerih uporabljene med obleganjem utrdb, proti ladjam in konjenici. Po bitki pri Kaikenu so Mongoli začeli proizvajati lastne rakete in širiti prvo raketno tehnologijo v Evropi. Od 13. do 15. stoletja so poročali o različnih poskusih z raketami. V Angliji je menih po imenu Roger Bacon delal na novi formuli smodnika, ki bi povečala obseg raketnih izstrelkov. V Franciji je Jean Froissart odkril, da bi lahko bil izstrelek bolj natančen, če bi raketo izstrelili skozi cev. Po nekaj stoletjih je Froissardova ideja dala zagon ustvarjanju protitankovskih raketnih lupin kot bazuka. V Italiji je Gian de Fontana razvil torpedo podobno raketo, ki se je premaknila po vodni gladini in zažgala sovražne ladje. Vendar pa lahko indijskega princa Haydarja Alija, ki je vladal v kraljestvu Mysore (ali Karnataka) na jugu Indije, v današnjem času lahko imenujemo inovator raketne tehnologije. Med vojnama med Mysorejem in britansko vzhodnoindijsko trgovsko družbo Haydar je Ali uporabljal rakete in raketne polke v obliki rednih čet. Glavna tehnološka novost je bila uporaba visokokakovostne kovinske lupine, v katero je bil nameščen naboj smodnika (tako se je pojavila prva zgorevalna komora). Haydar Ali je ustvaril tudi posebne usposobljene raketne enote, ki so lahko s sprejemljivo natančnostjo usmerjale rakete na oddaljene cilje. Uporaba raket v vojnah Anglo-Mysore je Britance pripeljala do ideje o uporabi te vrste orožja. William Congreve, častnik britanskih sil, ki je kot trofejo zajel več indijskih raket, je te školjke poslal v Anglijo za nadaljnje preučevanje in razvoj. Leta 1804 je Congreve, sin šefa kraljevega arzenala v Woolwichu blizu Londona, začel razvijati raketni program in množično proizvajati rakete. Congreve je izdelal novo mešanico goriv in razvil raketni motor in kovinsko cev s konusnim vrhom. Te rakete, ki so tehtale 15 kg, so poimenovali Congreve Rockets. Do konca 19. stoletja se je raketno topništvo pogosto uporabljalo. Rakete so bile lažje in premičnejše od artiljerijskih kosov. Natančnost in natančnost streljanja izstrelkov je bila majhna, vendar primerljiva s topniškimi kosi tistega časa. Vendar so se v drugi polovici 19. stoletja pojavile puškaste topniške puške, ki so zagotavljale večjo natančnost in natančnost streljanja, raketna artilerija pa je bila povsod odstranjena iz uporabe. Samo ognjemet in signalne rakete. Konec 19. stoletja so poskušali matematično razložiti reaktivni pogon in ustvariti učinkovitejše raketno orožje. V Rusiji se je Nikolai Tikhomirov med prvimi ukvarjal s tem vprašanjem leta 1894. Konstantin Tsiolkovsky je preučeval teorijo reaktivnega pogona. Predlagal je idejo o uporabi raket za vesoljske lete in trdil, da bi bilo najučinkovitejše gorivo zanje kombinacija tekočega kisika in vodika. Leta 1903 je zasnoval raketo za medplanetarne komunikacije. Tudi nemški znanstvenik Hermann Obert je v dvajsetih letih 20. stoletja postavil načela medplanetarnega leta. Poleg tega je opravil preskuse raketnih motorjev. Ameriški znanstvenik Robert Goddart je leta 1923 začel razvijati raketni motor na tekoče gorivo, do konca leta 1925 pa je bil zgrajen delujoč prototip. 16. marec 1926 izstrelil je prvo raketo na tekoče gorivo, pri čemer sta kot gorivo uporabljala bencin in tekoči kisik. 17. avgusta 1933 je bila izstreljena raketa GIRD 9, ki jo lahko štejemo za prvo sovjetsko protiletalsko raketo. Dosegla je višino 1,5 km. In naslednja raketa "GIRD 10", izstreljena 25. novembra 1933, je že dosegla višino 5 km. 14. marca 1931 je član VfR Johannes Winkler izvedel prvi uspešen izstrelitev rakete s tekočim gorivom v Evropi. Leta 1957. v ZSSR je bila pod vodstvom Sergeja Koroleva ustvarjena prva medcelinska balistična raketa na svetu R-7 kot sredstvo za dostavo jedrskega orožja, ki je bilo istega leta uporabljeno za izstrelitev prvega umetnega zemeljskega satelita na svetu. Tako se je začela uporaba raket za vesoljske polete. 2.2. Sile, ki delujejo na raketo v letu. Znanost o proučevanju sil, ki delujejo na rakete ali druga vesoljska plovila, se imenuje astrodinamika. Glavne sile, ki delujejo na raketo v letu: Potisk motorja. Med gibanjem v ozračju - kakršen koli upor. Dvižna sila. Ponavadi majhne, \u200b\u200ba pomembne za raketna jadralna letala. 2.3. Uporaba raket. 2.3.1 vojaško. Rakete se uporabljajo kot način dostave orožja cilju.
Majhnost in velika hitrost premikanja raket jim zagotavljata majhno ranljivost. Ker pilot ni potreben za nadzor bojne rakete, lahko nosi naboje velike rušilne moči, vključno z jedrskimi. Sodobni sistemi za usmerjanje in navigacijo dajejo raketam večjo natančnost in okretnost. Obstaja veliko vrst bojnih raket, ki se razlikujejo po dosegu leta, pa tudi po mestu izstrelitve in mestu zadetka cilja ("zemlja" - "zrak"). Protivraketni obrambni sistemi se uporabljajo za boj proti bojnim raketam. Obstajajo tudi rakete in rakete. 2.3.2. Znanstvena raziskava. Namesto letal in balonov se na višini več kot 30-40 kilometrov uporabljajo geofizične in meteorološke rakete. Rakete nimajo omejevalnega stropa in se uporabljajo za sondiranje zgornjih slojev atmosfere, predvsem mezosfere in ionosfere. Obstaja delitev raket na lahke meteorološke rakete, ki lahko dvignejo en sklop instrumentov na višino približno 100 kilometrov, in težke geofizične rakete, ki lahko nosijo več sklopov instrumentov in katerih nadmorska višina leta je praktično neomejena. Znanstvene rakete so običajno opremljene z instrumenti za merjenje atmosferskega tlaka, magnetnega polja, kozmičnega sevanja in sestave zraka ter opremo za prenos merilnih rezultatov po radiu na zemljo. Obstajajo modeli raket, kjer se instrumenti s podatki, pridobljenimi med vzponom, s padali spustijo na tla. Pred satelitskimi raziskavami so bile raketne meteorološke raziskave, zato so imeli prvi meteorološki sateliti enake instrumente kot meteorološke rakete. Raketa je bila prvič izstreljena za preučevanje zračnih parametrov 11. aprila 1937, vendar so se redni izstrelki raket začeli v petdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so ustvarili vrsto specializiranih znanstvenih raket. 2.3.3. Kozmonavtika. Raketa je še vedno edino vozilo, ki lahko izstreli vesoljsko plovilo v vesolje. Alternativni načini dviganja vesoljskih plovil v orbito, na primer "vesoljsko dvigalo", elektromagnetne in običajne puške, so še vedno v fazi načrtovanja. 2.3.4. Šport. Obstajajo ljudje, ki se ukvarjajo z raketnimi športi, katerih hobi je gradnja in lansiranje raketnih modelov. Tudi rakete se uporabljajo v ljubiteljskih in profesionalnih ognjemetih. 3. reaktivni motor. Motor, ki ustvarja potisno silo, potrebno za gibanje, s pretvorbo notranje energije goriva v kinetično energijo curka curka delovne tekočine. Delovna tekočina, ki se uporablja za motorje, se razume kot snov (plin, tekočina, trdna snov), s pomočjo katere se toplotna energija, ki se sprosti med zgorevanjem goriva, pretvori v koristno mehansko delo. Različne vrste energije (kemične, jedrske, električne, sončne) je mogoče pretvoriti v kinetično (visokohitrostno) energijo curka curka v raketnem motorju. Osnova reaktivnega motorja je zgorevalna komora, v kateri gori gorivo (vir primarne energije) in nastaja delovna tekočina - vroči plini (produkti zgorevanja goriva). Glavna značilnost reaktivne sile je, da nastane kot posledica interakcije delov sistema brez kakršne koli interakcije z zunanjimi telesi. 3.1. Zgodovina reaktivnih motorjev. Zgodovina reaktivnih motorjev je neločljivo povezana z zgodovino letalstva. Napredek v letalstvu skozi ves njegov obstoj je zagotavljal predvsem napredek letalskih motorjev, vse večje zahteve, ki jih je letalstvo nalagalo motorjem, pa so bile močan spodbujevalec razvoja gradnje letalskih motorjev. Letalo Flyer-1, ki je veljalo za prvo letalo, je bilo opremljeno z batnim motorjem z notranjim zgorevanjem in ta tehnična rešitev je bila v letalstvu nepogrešljiva štirideset let. Izboljšani so bili letalski batni motorji, povečala se je njihova moč in razmerje med potiskom in težo samega letala. Na samem začetku tridesetih let se je v ZSSR začelo delo, povezano z ustvarjanjem reaktivnega motorja za letala. Že leta 1920 je sovjetski inženir F. A. Tsander predstavil zamisel o visokogorskem raketnem letalu. Njegov motor OR-2, ki je poganjal bencin in tekoči kisik, je bil namenjen namestitvi na prototip letala. Leta 1939 so v ZSSR na letalu I-15, ki ga je zasnoval NN Polikarpov, izvedli letalske preizkuse ramjet motorjev (ramjet motorjev). Ramtjet motor, ki ga je zasnoval I. A. Merkulov, je bil nameščen na spodnjih ravninah letala kot dodatni motor. Prve polete je opravil izkušeni testni pilot P.E. Loginov. Na dani višini je avto pospešil do največje hitrosti in prižgal reaktivne motorje. Potisk dodatnih ramjet motorjev je povečal največjo hitrost leta. Leta 1939 sta bila izdelana zanesljiv zagon motorja v letu in stabilnost procesa zgorevanja. Med letom je pilot lahko večkrat vklopil in izklopil motor ter prilagodil potisk. 25. januarja 1940 je po tovarniški izdelavi motorjev in preverjanju njihove varnosti na številnih letih potekal uradni preizkus - let letala z ramjet motorjem. Od centralnega letališča Frunze v Moskvi je pilot Loginov prižgal reaktivne motorje na majhni nadmorski višini in naredil več krogov nad območjem letališča. Poleti 1940 so bili ti motorji nameščeni in preizkušeni na lovcu I-153 "Chaika", ki ga je zasnoval NN Polikarpov. Hitrost letala so povečali za 40-50 km / h. Vendar pa so pri hitrostih letenja, ki bi jih lahko razvili zrakoplovi s pogonom na propeler, dodatni zračni curki brez kompresorjev porabili veliko goriva. Ramtjet ima še eno pomembno pomanjkljivost: takšen motor ne zagotavlja potiska na mestu in zato ne more zagotoviti neodvisnega vzleta letala. To pomeni, da mora biti letalo s takim motorjem nujno opremljeno s kakšno pomožno izstrelitveno elektrarno, na primer s propelerskim pogonom, sicer ne bo vzletelo. Delo na področju ustvarjanja bojnih reaktivnih letal je bilo široko opravljeno v tujini. Junija 1942 se je zgodil prvi let nemškega reaktivnega lovca-prestreznika "Me-163", ki ga je zasnoval Messerschmitt. Leta 1944 je bila v množično proizvodnjo dana le deveta različica tega letala. Prvič je bilo to letalo z motorjem na tekoče gorivo uporabljeno v bojnih razmerah sredi leta 1944 med invazijo zavezniških sil v Francijo. Namenjen je bil boju s sovražnimi bombniki in lovci nad nemškim ozemljem. Letalo je bilo mono letalo brez vodoravnega repa, kar je bilo omogočeno zaradi velikega pometa krila. Avgusta 1940 je bil v Italiji opravljen prvi 10-minutni polet monoplana Campini-Caproni SS-2. Na to letalo je bil nameščen tako imenovani motorno-kompresorski VRM (ta tip VRM ni bil upoštevan pri pregledu reaktivnih motorjev, saj se je izkazal za nedonosnega in ni prejel distribucije). Maja 1941 je v Angliji potekal prvi poskusni let poskusnega letala Gloucester E-28/39 s turboreaktivnim motorjem z Whittleovim centrifugalnim kompresorjem. Pri 17 tisoč vrtljajih na minuto je ta motor razvil potisk približno 3800 Newtonov. Poskusno letalo je bil enosedelski lovec z enim turbrodnim motorjem, ki se je nahajal v trupu za pilotsko kabino. Letalo je imelo podvozje tricikla, ki se je med letom lahko umaknilo. Leto in pol kasneje, oktobra 1942, je bil izveden prvi letalski preizkus ameriškega reaktivnega lovca Ercomet R-59A z dvema turboreaktivnima motorjema, ki ga je zasnoval Whittle. Šlo je za srednjekrilo z eno letalom z visoko repno enoto. Med preizkusi letenja je bila dosežena hitrost 800 kilometrov na uro. Med drugimi turboreaktivnimi letali tega obdobja je treba omeniti lovca Gloucester Meteor, katerega prvi let je potekal leta 1943. Enosedežno, v celoti kovinsko mono letalo se je izkazalo za enega najuspešnejših reaktivnih lovcev tega obdobja. Na nizko ležečem konzolnem krilu sta bila nameščena dva turboreaktivna motorja. Serijsko bojno letalo je razvijalo hitrost 810 kilometrov na uro. Trajanje leta je bilo približno 1,5 ure, zgornja meja je bila 12 kilometrov. Letalo je imelo 4 avtomatske topove kalibra 20 mm. Avto je imel dobro okretnost in vodljivost pri vseh hitrostih. Novembra 1941 je bil na posebni rekordni različici tega stroja postavljen svetovni rekord v hitrosti 975 kilometrov na uro. Že v začetnem obdobju razvoja reaktivnih motorjev so nekdanje znane oblike letal doživele bolj ali manj pomembne spremembe. Na primer, britanski reaktivni borec "Vampire" z dvema rokama je bil videti zelo nenavadno. Pri nas se je v času Velike domovinske vojne začelo obsežno raziskovalno delo pri ustvarjanju bojnih letal s turboreaktivnimi motorji. Vojna si je zadala nalogo - ustvariti lovsko letalo, ki ne bo imelo le visoke hitrosti, temveč tudi pomembno trajanje leta: navsezadnje so bili razviti reaktivni lovci z LPRE zelo kratki - le 8-15 minut. Bojna letala so bila razvita s kombinirano elektrarno - propelerjem in reaktivnim letalom. Na primer, lovca La-7 in La-9 sta bila opremljena z reaktivnimi ojačevalci. Dela na enem prvih sovjetskih reaktivnih letal so se začela že v letih 1943-1944. To bojno vozilo je ustvarila oblikovalska skupina, ki jo je vodil general letalske inženirske službe Artem Ivanovič Mikoyan. Šlo je za lovca I-250 s kombinirano elektrarno, ki je bil sestavljen iz tekočinsko hlajenega batnega letalskega motorja tipa VK-107 A s propelerjem in WFD, katerega kompresor je poganjal batni motor. I-250 je prvi let opravil že marca 1945. Med preizkusi letenja je bila dosežena hitrost več kot 800 kilometrov na uro. Kmalu je ista skupina oblikovalcev ustvarila reaktivni lovci MIG-9. Opremljen je bil z dvema turbrodnima motorjema tipa "RD-20". 24. aprila 1946 je testni pilot A. N. Grinchik izvedel prvi let na letalu MIG-9. Tako kot letalo BI se je tudi to letalo po svoji zasnovi malo razlikovalo od batnih. Največja hitrost MIG-9 je presegla 900 kilometrov na uro. Konec leta 1946 je bil ta stroj dan v serijsko proizvodnjo. Aprila 1946 je bil prvi let izveden z reaktivnim lovcem, ki ga je zasnoval A. S. Yakovlev. Vztrajno ustvarjalno delo raziskovalnih, oblikovalskih in proizvodnih skupin je bilo okronano z uspehom: nova domača reaktivna letala nikakor niso bila slabša od svetovne letalske tehnologije tistega obdobja. Med hitrimi reaktivnimi letali, ki so jih v ZSSR ustvarili v letih 1946–1947, reaktivni lovci, ki sta jih zasnovala AI Mikoyan in MI Gurevich “MIG-15”, s prebrisanim krilom in repom izstopajo po svojih visokih taktičnih letih in operativnih lastnostih. Uporaba pometenega krila in odprtine je povečala vodoravno hitrost leta brez bistvenih sprememb v njegovi stabilnosti in vodljivosti. Povečanju hitrosti letala je v veliki meri pripomoglo tudi povečanje razmerja med močjo in težo: nanj je bil nameščen nov turbrodski motor s centrifugalnim kompresorjem RD-45 s potiskom približno 19,5 kilonewtona pri 12 tisoč vrtljajih na minuto. Vodoravna in navpična hitrost tega stroja je presegla vse, kar je bilo prej doseženo na reaktivnih letalih. Projektni biro, ki je delal pod vodstvom S.A.Lavochkina, je hkrati s sprostitvijo "MIG-15" ustvaril nov reaktivni lovci "La-15". Imelo je pometano krilo nad trupom. Imel je močno orožje na krovu. La-15 je imel med vsemi krilo lovcev, ki so takrat obstajali, najmanjšo težo leta. Zahvaljujoč temu je imelo letalo La-15 z motorjem RD-500, ki je imelo manj potiska kot motor RD-45, nameščen na MIG-15, približno enake letalske in taktične podatke kot MIG- petnajst ". Zamah in poseben profil kril in repa reaktivnih zrakoplovov je dramatično zmanjšal zračni upor pri letenju s hitrostjo širjenja zvoka. Zdaj se je med valovno krizo upor povečal ne 8-12-krat, ampak le 2-3-krat. To so potrdili prvi nadzvočni leti sovjetskih reaktivnih letal. 3.2. Uporaba reaktivne tehnologije v civilnem letalstvu. Kmalu so na civilna letala začeli vgrajevati reaktivne motorje. Leta 1955 je v tujini začel delovati večsedežni potniški curek "Kometa-1". Ta osebni avtomobil s štirimi turboreaktivnimi motorji je imel na višini 12 kilometrov hitrost približno 800 kilometrov na uro. Letalo je lahko prepeljalo 48 potnikov. Domet leta je bil približno 4 tisoč kilometrov. Po večji nesreči tega letala v Sredozemlju pa je bilo njegovo delovanje prekinjeno. Kmalu je bila uporabljena konstruktivna različica tega letala - "Comet-3". Leta 1959 se je začelo obratovanje francoskega potniškega letala "Caravel". Letalo je imelo krožni trup s premerom 3,2 metra, ki je bil opremljen s prekatom pod pritiskom, dolgim \u200b\u200b25,4 metra. Elektrarno sta sestavljala dva turboreaktivna motorja s potiskom po 40 kilonewtonov. Hitrost letala je bila približno 800 kilometrov na uro. V ZSSR so že leta 1954 na eni od zračnih poti dostavo nujnega tovora in pošte izvajali hitri reaktivni letali "Il-20".To letalo z dvema turbrodnima motorjema po 80 kilonewtonov je imelo odlične aerodinamične oblike. "TU-104" je bil zelo cenjen tako pri nas kot v tujini. Tuji strokovnjaki so v tisku povedali, da je Sovjetska zveza po množičnem delovanju potniških turboreaktivnih letal dve leti pred ZDA, Anglijo in drugimi zahodnimi državami začela redni potniški prevoz z reaktivnimi letali "TU-104": ameriško reaktivno letalo "Boeing-707" "Angleški" Comet-IV "je šel na zračne linije šele konec leta 1958, francoski" Caravel "pa leta 1959. TVD je vmesni tip letalske elektrarne. Čeprav se plini, ki izstopajo iz turbine, odvajajo skozi šobo in njihova reakcija ustvari nekaj potiska, glavni potisk ustvari delujoči propeler, kot pri običajnem letalu s propelerskim pogonom. Gledališče operacij se ni razširilo v bojnem letalstvu, saj ne more zagotoviti takšne hitrosti gibanja kot zgolj reaktivni motorji. Neprimeren je tudi na hitrih linijah civilnega letalstva, kjer je odločilna hitrost, vprašanja ekonomičnosti in stroškov leta pa zbledijo v ozadje. Priporočljivo pa je uporabljati turbopropelerska letala na progah različnih dolžin, na katerih letijo s hitrostjo približno 600-800 kilometrov na uro. Upoštevati je treba, da je, kot kažejo izkušnje, prevoz potnikov na njih na razdalji 1000 kilometrov za 30% cenejši kot na propelerskih letalih z batnimi letalskimi motorji. 3.3. Načelo delovanja reaktivnih motorjev. Reaktivni motor temelji na običajni raketni napravi. Deluje na naslednji način. V posebni komori z enim iztokom s stožčasto cevjo - šobo gorivo gori. Plinasti produkti zgorevanja letijo skozi šobo z ogromno hitrostjo. Ko gorivo izgori, v komori nastane povečan tlak do 80-100 atmosfer. Ta tlak deluje v vse smeri z enako silo. Tlaki na stranskih stenah komore so medsebojno uravnoteženi. Sila, ki deluje na sprednjo steno, ni nič uravnotežena, saj na nasprotni strani plini prosto uhajajo skozi luknjo. Zato rezultat vseh sil pritiska na stene komore sili raketni motor naprej. Za ustvarjanje reaktivnega potiska, ki ga uporablja raketni motor, je treba: vir začetne (primarne) energije, ki se pretvori v kinetično energijo curka; delovna tekočina, ki se izloči iz reaktorja v obliki curka; R. d. Je sam pretvornik energije. Začetna energija se shrani na letalu ali drugi napravi, opremljeni z radioaktivnim gorivom (kemično gorivo, jedrsko gorivo) ali (načeloma) lahko prihaja od zunaj (sončna energija). Da bi dobili delovno tekočino v R. d. Mogočeuporabljati snov, odvzeto iz okolja (na primer zrak ali voda); snov, ki je v rezervoarjih aparata ali neposredno v komori R. d. mešanica snovi, ki prihaja iz okolja in je shranjena v vozilu. V sodobni industrijski energiji se kemijska energija najpogosteje uporablja kot primarna energija. V tem primeru so delovna tekočina vroči plini - produkti zgorevanja kemičnega goriva. Med delovanjem raketnega motorja se kemična energija gorljivih snovi pretvori v toplotno energijo produktov zgorevanja, toplotna energija vročih plinov pa v mehansko energijo translacijskega gibanja curka in posledično naprave, na kateri je nameščen motor. Glavni del katere koli zgorevalne komore je zgorevalna komora, v kateri nastaja delovna tekočina. Končni del komore, ki služi pospeševanju delovne tekočine in pridobivanju curka curka, se imenuje curka šoba. Vsi vedo, da se po strelu vrne puška ali puška. To se zgodi, ker izstrelek ali krogla z veliko hitrostjo izleti iz gobca cevi puške ali puške. In samo orodje zaradi sile reakcije sprejme gibanje v nasprotni smeri. Izstrelke potisnejo plini, ki nastanejo pri zgorevanju prahu. Če na orožju nismo okrepili cevi pištole, temveč smo ga pustili prosto gibati, potem bi po strelu cev letel nazaj kot raketa. Let običajnih letal je nemogoč v prostoru brez zraka. Vlečna sila letala nastane le z delovanjem zračnega curka na njegova krila. Zračna ladja ali balon lahko leti le, če je lažji od zraka iste prostornine. V tem smislu imajo raketni motorji veliko prednost pred običajnimi letali. Raketni motor deluje neodvisno od okolja in ne potrebuje zračne podpore. Vesoljska plovila, opremljena z raketnimi motorji, lahko letijo ne le v zelo redkem zraku, ampak tudi v brezzračnem vesolju. V zadnjih letih so bili izvedeni številni bolj ali manj uspešni poskusi uporabe reaktivnih motorjev na različnih vrstah vozil. Oglejmo si ta postopek v zvezi z reaktivnimi motorji. Začnimo pri zgorevalni komori motorja, v kateri je že tako ali drugače ustvarjena gorljiva zmes, odvisno od vrste motorja in vrste goriva. Lahko je to na primer mešanica zraka s petrolejem, kot v turboreaktivnem motorju sodobnega reaktivnega letala, ali mešanica tekočega kisika z alkoholom, kot pri nekaterih raketnih motorjih na tekoče gorivo, ali na koncu nekaj trdnega goriva za rakete v prahu. Gorljiva mešanica lahko gori, t.j. vstopijo v kemično reakcijo s silovitim sproščanjem energije v obliki toplote. Sposobnost sproščanja energije med kemično reakcijo je potencialna kemična energija molekul zmesi. Kemična energija molekul je povezana s posebnostmi njihove zgradbe, natančneje z zgradbo njihovih elektronskih lupin, tj. elektronskega oblaka, ki obdaja jedra atomov, ki sestavljajo molekulo. Kot rezultat kemične reakcije, pri kateri se nekatere molekule uničijo, druge pa nastanejo, seveda pride do prerazporeditve elektronskih lupin. To prestrukturiranje je vir sproščene kemične energije. Vidimo lahko, da so edine snovi, ki lahko služijo kot gorivo za reaktivne motorje, tiste, ki med kemijsko reakcijo v motorju (zgorevanje) oddajajo veliko toplote in tvorijo tudi veliko količino plinov. Vsi ti procesi potekajo v zgorevalni komori, vendar se ustavimo na reakciji ne na molekularni ravni (o tem smo že govorili zgoraj), temveč na "fazah" dela. Dokler se zgorevanje ne začne, ima mešanica veliko zalogo potencialne kemične energije. Potem pa je plamen mešanico zajel še trenutek - in kemične reakcije je bilo konec. Zdaj je namesto molekul gorljive mešanice komora napolnjena z molekulami produktov zgorevanja, bolj gosto "zapakiranih". Sprosti se presežna vezavna energija, ki je kemična energija pretekle reakcije izgorevanja. Molekule, ki imajo to odvečno energijo, so jo skoraj v trenutku prenesle na druge molekule in atome zaradi pogostih trkov z njimi. Vse molekule in atomi v zgorevalni komori so se začeli naključno, kaotično premikati z veliko večjo hitrostjo, temperatura plinov se je povečala. Tako se je potencialna kemična energija goriva pretvorila v toplotno energijo produktov zgorevanja. Podoben prehod je bil izveden pri vseh drugih toplotnih strojih, vendar se reaktivni motorji bistveno razlikujejo od njih glede na nadaljnjo usodo žarilnih produktov zgorevanja. Ko se v toplotnem stroju tvorijo vroči plini, ki vsebujejo veliko toplotno energijo, je treba to energijo pretvoriti v mehansko. Navsezadnje se motorji uporabljajo za mehansko delo, za "premikanje", za uresničitev, vseeno je, ali gre za dinamo-stroj, ko ga prosijo, naj elektrarni, dizelski lokomotivi, avtomobilu ali letalu doda risbe. Da bi toplotna energija plinov prešla v mehansko, se mora njihov volumen povečati. S to širitvijo plini opravijo delo, ki porabi njihovo notranjo in toplotno energijo. Pri batnem motorju ekspanzijski plini pritiskajo na bat, ki se giblje znotraj valja, bat potisne ojnico, ki že vrti ročično gred motorja. Gred je povezana z rotorjem dinamo, pogonskimi osmi dizelske lokomotive ali avtomobila ali propelerjem letala - motor opravi koristno delo. V parnem stroju ali plinski turbini se plini širijo, zaradi česar se kolo, priključeno na gred turbine, vrti - gonilka ni potrebna, kar je ena od velikih prednosti turbine. Plini se seveda širijo v reaktivnem motorju, saj brez tega ne opravljajo dela. Toda delo razširitve v tem primeru ne gre za vrtenje gredi. Povezan z pogonskim mehanizmom, kot pri drugih toplotnih strojih. Namen reaktivnega motorja je drugačen - ustvariti potisk curka in za to je potrebno, da curek plinov - produktov zgorevanja izteka iz motorja z veliko hitrostjo: reakcijska sila tega curka je potisk motorja. Posledično je treba delo za širjenje plinastih produktov zgorevanja goriva v motorju nameniti pospeševanju samih plinov. To pomeni, da je treba toplotno energijo plinov v reaktivnem motorju pretvoriti v njihovo kinetično energijo - naključno kaotično termično gibanje molekul mora nadomestiti njihov organiziran pretok v eno skupno smer. V ta namen služi eden najpomembnejših delov motorja, tako imenovana reaktivna šoba. Ne glede na to, kateri vrsti curka pripada določen reaktivni motor, je nujno opremljen s šobo, skozi katero v motorju z veliko hitrostjo odtekajo vroči plini - produkti zgorevanja goriva v motorju. Pri nekaterih motorjih plini vstopijo v šobo takoj za zgorevalno komoro, na primer pri raketnih ali ramjet motorjih. Pri drugih turboreaktivnih plinih plini najprej preidejo skozi turbino, ki ji oddajo del svoje toplotne energije. V tem primeru porabi pogon za kompresor, ki služi za stiskanje zraka pred zgorevalno komoro. A tako ali drugače je šoba zadnji del motorja - plini tečejo skoznjo, preden zapustijo motor. Mlazna šoba ima lahko različne oblike in poleg tega različne izvedbe, odvisno od vrste motorja. Glavna stvar je hitrost, s katero plini odtekajo iz motorja. Če ta hitrost odtoka ne presega hitrosti, s katero se zvočni valovi širijo v izhodnih plinih, je šoba preprost valjast ali zožen segment cevi. Če mora hitrost iztoka presegati hitrost zvoka, potem šoba dobi obliko raztezne cevi ali se najprej zoži in nato razširi (Lovely šoba). Kot kažejo teorija in izkušnje, je mogoče le v cevi te oblike plin pospešiti do nadzvočne hitrosti in stopiti čez "zvočno pregrado". ) ali obratno - delajte v toploti (hladilnik). Delovanje toplotnega stroja temelji na termodinamičnem ciklu, ki ga izvaja delovna tekočina (plin, vodna para itd.). Za idealen toplotni motor delovna tekočina opravi delo, enako razliki v količini dovedene in odvzete toplote. Za učinkovitost toplotnega stroja je značilna učinkovitost. Sodobna enciklopedija.
2000
.
TOPLOTNI STROJ - stroj (toplotni motor, toplotna črpalka itd.), pri katerem se notranja energija goriva pretvori v mehansko energijo, ki se nato lahko pretvori v električno in katero koli drugo vrsto energije, pa tudi stroj, ki delo pretvori v ... ... Velika politehnična enciklopedija Veliki enciklopedični slovar Toplotni stroj je naprava, ki toplotno energijo pretvori v mehansko delo (toplotni stroj) ali mehansko delo v toploto (hladilnik). Preoblikovanje se izvede s spreminjanjem notranje energije delovne tekočine na ... ... Wikipediji Stroj (toplotni motor, toplotna črpalka itd.), Ki toploto pretvori v delo ali delo v toploto. Delovanje toplotnega stroja temelji na krožnem procesu (termodinamični cikel), ki ga izvaja delovna tekočina (plin ... enciklopedični slovar toplotni motor - šiluminė mašina statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. toplotni motor vok. Wärmekraftmaschine, f rus. toplotni motor, f pranc. strojna termika, f… Fizikos terminų žodynas Komplet posebne opreme, nameščene na podvozju terenskih vozil. Njegova posebna oprema je sestavljena iz naslednjih glavnih sistemov in sklopov: turboreaktivni motor, vrtljiva naprava, kabina operaterja, ... ... Slovar v sili posebna obdelava toplotnega motorja - šiluminė specialiojo švarinimo mašina statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Specialiojo švarinimo įrenginys, kuriame naudojamas aviacinis reaktyvinis variklis; švarinama dujų ir lašų arba tiktai dujų srautu. Gali būti ... ... Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas - ... Wikipedija - ... Wikipedija Toplotni motor je naprava, ki toplotno energijo pretvori v mehansko delo (toplotni stroj) ali mehansko delo v toploto (hladilnik). Preoblikovanje se izvede s spreminjanjem notranje energije delovne tekočine v praksi ... ... Wikipedia
V primerjavi s toplotnim strojem imajo procesi v hladilnem stroju obratno smer. (Slika 86).
Glavni namen hladilnega stroja je hlajenje rezervoarja (na primer zamrzovalnika). V tem primeru ima ta rezervoar vlogo hladilnika, okolje pa služi kot grelec - toplota, odstranjena iz rezervoarja, se razprši vanj.
Kot rezultat izliva delovnega medija iz šobe motorja nastane reaktivna sila v obliki reakcije (povratnega udara) curka, ki premakne motor in z njim strukturno povezano napravo v vesolju v smeri, ki je nasprotna izlivu curka. Različne vrste energije (kemične, jedrske, električne, sončne) je mogoče pretvoriti v kinetično (visokohitrostno) energijo curka curka v raketnem motorju. R. d. (Motor neposredne reakcije) v sebi sam kombinira motor s propelerjem, to pomeni, da zagotavlja lastno gibanje brez sodelovanja vmesnih mehanizmov.
V vseh motorjih sta dva procesa pretvorbe energije. Najprej se kemična energija goriva pretvori v toplotno energijo produktov zgorevanja, nato pa se s toplotno energijo izvaja mehansko delo. Takšni motorji vključujejo batne motorje avtomobilov, dizelske lokomotive, parne in plinske turbine elektrarn itd.Oglejte si, kaj je "HEAT MACHINE" v drugih slovarjih:
Knjige
