Паровая турбина.КПД

ПАРОВАЯ ТУРБИНА

КПД ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

ТУРБИНЫ

Турби́на (фр. turbine от лат. turbo вихрь, вращение ) — двигатель с вращательным движением рабочего органа (ротора), преобразующий потенциальную энергию, кинетическую энергию, внутреннюю энергию рабочего тела, пара, газа, воды, в механическую работу.

Монтаж паровой турбины, произведённой Siemens , Германия

Применяется в качестве привода электрического генератора на тепловых, атомных и гидро электростанциях, в качестве двигателей на морском, наземном и воздушном транспорте, как составная часть гидродинамической передачи.

Устройство, подобное турбине, но имеющее привод вращения лопаток от вала — компрессор или насос.

Самая мощная в мире электростанция находится в Южной Америке, на реке Парана. Её 18 турбин вырабатывают 12 600 миллионов ватт/час электроэнергии.

сопло

Парова́я турби́на (фр. turbine от лат. turbo вихрь, вращение ) — это тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь совершает механическую работу на валу.

вал

диск

Паровая турбина является одним из элементов паротурбинной установки (ПТУ). Отдельные типы паровых турбин также предназначены для обеспечения потребителей тепла тепловой энергией.

Паровая турбина и электрогенератор составляют турбоагрегат.

лопатки

Принцип работы теплового двигателя

Нагреватель

Q 1

В циклическом тепловом двигателе нельзя преобразовать в механическую работу все количество теплоты Q 1 , получаемое от нагревателя. Некоторое количество теплоты IQ 2 I отдается холодильнику, поэтому работа, совершаемая двигателем за цикл, не может быть больше

A полезная = Q 1 - Q 2

Рабочее тело

ГАЗ, ПАР

A= Q 1 - Q 2

Q 2

Холодильник

Окружающая среда

Учитывая полученное равенство, выражение для КПД можно записать в виде:

Т.к. у всех двигателей некоторое количество теплоты передается холодильнику, то η

КПД( Ƞ ) – отношение абсолютной полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя

В 1883 году шведу Густафу де Лавалю удалось преодолеть многие затруднения и создать первую работающую паровую турбину. За несколько лет до этого Лаваль получил патент на сепаратор для молока. Для того, чтобы приводить его в действие, нужен был очень скоростной привод. Ни один из существовавших тогда двигателей не удовлетворял поставленной задаче. Лаваль убедился, что только паровая турбина может дать ему необходимую скорость вращения. Он стал работать над ее конструкцией и в конце концов добился желаемого.

СЕПАРА́ТОР - аппарат для выделения какого-н. вещества из состава другого (например сливок из цельного молока).

Турбина Лаваля представляла собой легкое колесо, на лопатки которого через несколько поставленных под острым углом сопел наводился пар.

В 1889 году Лаваль значительно усовершенствовал свое изобретение, дополнив сопла коническими расширителями. Это значительно повысило КПД турбины и превратило ее в универсальный двигатель.

Разработки Чарлза Парсонса

В 1884 году английский инженер Чарлз Парсонс получил патент на многоступенчатую реактивную турбину, которую он изобрел специально для приведения в действие электрогенератора.

В 1885 году он сконструировал многоступенчатую реактивную турбину - соединил паровую турбину с генератором электрической энергии. С помощью турбины стало возможно вырабатывать электричество, и это повысило интерес общества к тепловым турбинам

«TURBINIA» — опытное судно Чарлза Парсонса

Делаем паровую турбину дома

Турбины сейчас

Ответьте:

• Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу? 
• КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число?
• Может ли КПД теплового двигателя быть равен 1,8; 50; 4; 90; 100%? 

Домашнее задание:

• Параграф 23, 24;
• ? к параграфу;
• Повторить формулы для нахождения количества теплоты.