Поделиться
Принцип действия тепловых двигателей.ppt
Принцип действия тепловых двигателей.
КПД тепловых двигателей. Двигатели внутреннего сгорания
Цель урока: изучить устройство, принцип действия и назначение тепловых машин на примере двигателя внутреннего сгорания
Задачи урока:
Образовательные:
- закрепление основных термодинамических понятий – работа газа, давление газа, количество теплоты;
- формирование у обучающихся знаний о принципе работы всех тепловых двигателей, о работе двигателя внутреннего сгорания, его разновидностях, путях усовершенствования;
- расчет КПД тепловых двигателей.
Развивающие:
- развитие синтезирующего мышления – развитие умения устанавливать единые, общие признаки и свойства целого, выдвигать гипотезы, делать выводы;
- развитие умения работать в группах;
- развитие умения находить и использовать межпредметные связи.
Воспитательные:
- воспитание мотивации учения, положительного отношения к знаниям;
- развитие познавательного интереса к предмету и явлениям окружающего мира;
- воспитание ответственного отношения к окружающей среде.
Эпиграф
Что такое тепловой двигатель?
Тепловой двигатель – это устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию
Виды тепловых двигателей:
История создания теплового двигателя
1690 – пароатмосферная машина Д. Папена
1705 - пароатмосферная машина Т. Ньюкомена для подъема воды из шахты
В России первый универсальный тепловой двигатель был создан выдающимся изобретателем, механиком Воскресенских заводов на Алтае И. И. Ползуновым. В апреле 1763 г. он продемонстрировал работу
огнедействующей машины
«для заводских нужд»
Патент
Первый патент на универсальный тепловой двигатель был выдан в Англии Джеймсу Уатту в 1769 году.
В 1782 г. эта
замечательная машина, первая универсальная паровая машина «двойного действия», была построена.
К 1863 году был готов первый образец атмосферного газового двигателя с поршнем от авиационного мотора и ручным стартером, работавшим на смеси бензина и воздуха.
Двигатель внутреннего сгорания Н. Отто
Прообраз автомобиля
Прообразом современного автомобиля считают самодвижущуюся повозку немецких механиков Даймлера и Бенца. В 1883 году легкий ДВС был установлен на обычный конный экипаж.
Двигатель Дизеля Немецкий инженер Р. Дизель в 1897 г. изобрёл двигатель, в котором сжимали воздух и в момент максимального сжатия в камеру сгорания при помощи форсунки делали впрыск топлива.
Нагреватель T₁
Холодильник T₂
Рабочее тело
Q₁
Q₂
Q₁ - Q₂= A
Как работает тепловой двигатель?
КПД теплового двигателя
Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД) – отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученной от нагревателя.
Карно Никола Леонард Сади (1796-1832 г.)
- французский физик и инженер. Свои исследования он изложил в сочинении «размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Он предложил идеальную тепловую машину, и формулу для расчета ее КПД
КПД тепловых двигателей
Тепловой двигатель | К П Д в % |
Паровая машина Уатта |
|
Паровая турбина | 35 |
Газовая турбина | 45 |
Двигатель внутреннего сгорания | 20 - 35 |
Двигатель Дизеля Тракторный Стационарный |
|
Реактивный двигатель | 47 |
Устройство двигателя внутреннего сгорания (ДВС)
Схема двигателя внутреннего сгорания.
1.- камера сгорания;
2- поршень;
3- кривошипно – шатунный механизм;
4 – радиатор в системе охлаждения;
5 – вентилятор
6 – система выпуска газов.
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания
Схема работы четырёхтактного двигателя, цикл Отто
1. впуск 2. сжатие 3. рабочий ход 4. выпуск
Схема работы двигателя Дизеля
Решите поставленную проблему:
1. Кейс. Инженеры. Реально КПД ДВС = 15 – 40 %. Естественно, возникает вопрос: Почему КПД невысок? Можно ли сконструировать такой двигатель, у которого КПД будет выше?
2. Кейс. Экологи. Все ДВС вызывают загрязнение окружающей среды. Как снизить влияние ДВС на атмосферу?
3. Кейс. Автомеханики. Как повысить КПД уже имеющегося двигателя и снизить выделение вредных веществ в атмосферу?
Загрязнение окружающей среды
Компонент | Количество отработанных газов двигателей, % | |
дизельного | карбюраторного | |
Оксид углерода (II) CО | 0,2 | 6 |
Общий вывод
Добиться снижения выбросов в атмосферу и увеличить КПД можно, совершенствуя устройство двигателя и внедряя альтернативные виды топлива.
Благодарю за внимание!
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
