Тепловые машины

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»

(ФГБОУ ВО «ХГУ им. Н.Ф. Катанова»)

Институт естественных наук и математики

Кафедра математики, физики и информационных технологий

Направление подготовки 44.03.05 Педагогическое образование

Профили: Математика, Физика

ТЕПЛОВЫЕ МАШИНЫ (10 класс)

Выполнил

Болсуновский Сергей Анатольевич

Группа МФ-41

Абакан, 2025

Оглавление

Введение 3

Историческая справка (первые паровые машины Севери, Ньюкомена, Ползунова, Уатта) 4

Виды современных тепловых машин 12

Схема тепловой машины 15

Проблемы, возникшие при внедрении тепловых машин 16

Заключение 20

Библиографический список 22

Введение

Тепловые машины - это класс устройств, преобразующих тепловую энергию в механическую работу. Их изучение играет фундаментальную роль в понимании основ термодинамики и имеет огромное практическое значение для современной энергетики и машиностроения.

От паровых двигателей эпохи промышленной революции до современных двигателей внутреннего сгорания и парогазовых установок, тепловые машины оказали огромное влияние на развитие цивилизации, обеспечивая энергией промышленность, транспорт и быт.

Историческая справка (первые паровые машины Севери, Ньюкомена, Ползунова, Уатта)

Машина Севери

Рисунок 1. Машина Севери

Машина Севери - это паровой насос, а не двигатель: в нём не было цилиндра с поршнем, который при своем перемещении приводил бы что-то в движение. Самое важное в этом устройстве было то, что пар для работы насоса образовывался в отдельном котле.

Принцип работы

В котле, который непрерывно топили, образовывался пар. Открывая кран на трубе, можно было впускать пар в насосный резервуар. От него отходили две трубы: одна (всасывающая) опускалась в шахту, другая (нагнетательная) проходила в сточный жёлоб.

Когда в резервуар пускали пар, он начинал выталкивать имеющуюся в нём воду по нагнетательной трубе в сточный жёлоб. Главным недостатком конструкции, снижавшим её эффективность, было то, что поступающий в резервуар пар, контактировал с холодной водой из шахты(

Севери довольно осторожно относился к тому, насколько мощным был его насос, и был первым, кто использовал термин «лошадиная сила». У насоса Севери были серьёзные недостатки: он был маломощным, «съедал» во время работы очень много топлива, работал прерывисто - вода откачивалось отдельными порциями. Его нельзя было использовать как универсальный двигатель для привода различных машин и механизмов, так как они в большинстве своем работают непрерывно. Тем не менее установка Севери помогла изобретателям воспринять простую мысль, что в паровых машинах следует пользоваться паром из отдельного котла [1].

Машина Ньюкомена

Рисунок 2. Машина Ньюкомена

Схема пароатмосферной машины Ньюкомена:
1 - котел; 2 - цилиндр; 3 - поршень; 4 - кран; 5 - резервуар; 6 - кран; 7 - труба; 8 - балансир; 9 - предохранительный клапан; 10 - груз; 11 - водоотливной насос.

Наиболее широко в первой половине 18 века применялась паровая машина Ньюкомена, созданная в 1711 г.

Принцип работы

Паровой цилиндр помещался у Ньюкомена над паровым котлом. Поршневой шток (стержень, соединенный с поршнем) был соединен гибкой связью с концом балансира. С другим концом балансира был соединен шток насоса. Поршень подымался в верхнее положение под действием противовеса, прикрепленного к противоположному концу балансира. Кроме того движению поршня вверх помогал пар, запускаемый в это время в цилиндр. Когда поршень находился в крайнем верхнем положении, закрывали кран, впускавший пар из котла в цилиндр, и вбрызгивали в цилиндр воду. Под действием этой воды пар в цилиндре быстро охлаждался, конденсировался, и давление в цилиндре падало. Вследствие создавшейся разницы давлений внутри цилиндра и вне его, силой атмосферного давления поршень двигался вниз, совершая при этом полезную работу - приводил в движение балансир, который двигал шток насоса. Таким образом, полезная работа выполнялась только при движении поршня вниз. Затем снова запускали пар в цилиндр. Поршень опять подымался вверх, и весь цилиндр наполнялся паром. Когда снова вбрызгивали воду, пар снова конденсировался, после чего поршень совершал новое полезное движение вниз и так далее. Фактически в машине Ньюкомена работу совершало атмосферное давление, а пар служил только для создания разряженного пространства [2].

В свете дальнейшего развития парового двигателя становится ясным основной недостаток машины Ньюкомена - рабочий цилиндр в ней являлся в то же время и конденсатором. Из-за этого приходилось поочередно то охлаждать, то нагревать цилиндр. В следствии чего расход топлива оказывался очень велик. Бывали случаи, когда при машине находилось 50 лошадей, едва успевавших подвозить необходимое топливо. К.п.д. этой машины едва ли превышал 1%. Другими словами, 99% всей теплотворной энергии терялось бесплодно. Тем не менее, машина Ньюкомена получила в Англии распространение, особенно на шахтах, где уголь был дешевый. Последующие изобретатели внесли несколько усовершенствований в насос Ньюкомена. В частности, в 1718 г. Бейтон придумал самодействующий распределительный механизм, который автоматически включал или отключал пар и впускал воду. Он же дополнил паровой котел предохранительным клапаном.

Машина Ползунова

Рисунок 3. Машина Ползунова

Машина Ползунова включала:

— котел;

— пароатмосферную машину (она состояла из двух цилиндров, в которых поочередно в противоположных направлениях двигались поршни ("эмволы"), снабженные парораспределительной и водораспределительной системами;

— резервуары, насосы и трубы для снабжения установки водой;

— передаточный механизм в виде системы шкивов с цепями (от балансира Ползунов отказался), приводящей в движение воздуходувные меха.

Принцип работы

Водяной пар из котла поступал на поршень одного из рабочих цилиндров. Этим выравнивалось давление атмосферного воздуха. Поршни в цилиндре были соединены цепями: когда один поднимался, второй опускался. Когда поршень достигал верхнего положения, доступ пара автоматически прекращался, и внутрь цилиндра вбрызгивалась холодная вода. Пар конденсировался, и под поршнем образовывался вакуум. Силой атмосферного давления поршень опускался в нижнее положение и тянул за собой поршень во втором рабочем цилиндре, куда для уравнивания давления впускался пар из того же котла автоматом, действующим от передаточного механизма двигателя. Работали все части двигателя за счет энергии опускающегося поршня. Пар не производил полезной работы в двигателе. Величина этой работы зависела от затраты тепловой энергии на протяжении всего цикла. Количество затраченной тепловой энергии выражало величину потенциальной энергии каждого из поршней. Это был сдвоенный пароатмосферный цикл.

Назначение изобретения

Двигатель предназначался для подачи воздуха в плавильные печи воздуходувными мехами. Одновременно с этим он мог приводить в действие два разных механизма - водяные насосы и воздуходувные мехи, чего не делала до него ни одна машина. Кроме того, он заставлял работать молоты, рудодробилки и многие другие заводские и рудничные механизмы. Также двигатель мог совершать вращательные движения с помощью широко известного в России кривошипного механизма.

Строительство машины велось в Барнауле на протяжении нескольких лет. Ползунов лично руководил всеми работами, вникая в каждую деталь. Это был сложный и трудоемкий процесс, требовавший не только инженерных знаний, но и организаторских способностей.

В 1766 году, после нескольких лет напряженного труда, машина была наконец построена. Она представляла собой внушительную конструкцию: высота составляла около 20 метров, а котел вмещал около 400 литров воды.

В мае 1766 года были проведены первые испытания машины, которые оказались успешными. Она показала свою работоспособность и способность выполнять поставленные задачи. Это был настоящий триумф для Ползунова, который доказал всему миру, что в России есть собственные изобретатели, способные создавать передовые технологии.

Недолгое существование и забвение

Однако, триумф Ползунова был недолгим. Уже через три месяца после начала регулярной эксплуатации, в августе 1766 года, работа машины была приостановлена из-за образования трещин в котле. Причины возникновения трещин до конца не ясны, но, скорее всего, это было связано с ошибками при изготовлении котла и недостаточной квалификацией персонала.

Машина Уатта

Рисунок 4. Машина Уатта

Джеймс Уатт в 1769-м усовершенствовал машину Ньюкомена и Ползунова, добавив отдельный конденсатор и иную технику. Машина изобретателя стала основой для развития технологий в будущем.

Паровая машина Джеймса Уатта считается одним из наиболее удачных изобретений того времени. Она имеет следующие особенности:

— Отдельный конденсатор. Пар, отработавший в цилиндре, не выводился в атмосферу, а конденсировался. Это позволило повторно использовать воду и повысить эффективность.

— Двойное действие. Пар направлялся в обе стороны цилиндра, что обеспечивало работу при прямом и обратном ходе поршня. Это увеличивало мощность машины.

— Параллелограмм Уатта. Механизм, который преобразовывал качательное движение поршня в прямолинейное движение штока. Это позволило использовать машину для привода различных механизмов.

— Центробежный регулятор. Появилось устройство, которое автоматически регулировало скорость вращения вала. Это повышало стабильность работы техники [5].

Разработка Уатта была в четыре раза эффективнее машины Ньюкомена. Она могла развивать большую мощность и подходила для приводных частей различных механизмов.

Впоследствии машины Уатта использовались для откачки воды из шахт, рудников и других мест. Их задействовали для привода станков, насосов, а также иных механизмов на фабриках и заводах.

Принцип работы паровой машины

В основе работы парового двигателя лежит циклический процесс, включающий несколько этапов. На старте осуществляется нагрев воды в котле за счет сжигания горючего: уголь, дрова, нефть или газ. Под действием тепла вода превращается в пар.

Полученный состав под давлением идет в цилиндр, где происходит его расширение. Последнее приводит к поршневому перемещению для создания механического движения.

Поршневой ход преобразуется во вращение вала с применением специальных узлов: КШМ или зубчатые передачи. Отработавший пар выводится из цилиндра в атмосферу или конденсируется для повторного использования. Далее цикл повторяется, обеспечивая непрерывное вращение вала.

Получается, что базовыми компонентами паровой машины являются котел, цилиндр с поршневой частью, узлы преобразования движения, распредузел и конденсатор (если требуется).

В январе 1769 года Джеймс Уатт получил патент на своё изобретение. По факту он не изобретал паровую машину, а лишь модернизировал то, что придумали до него. Но внедрённых им технических нюансов хватило для того, чтобы устройство стало эффективным для использования энергии пара в промышленности. Это дало толчок индустриальной революции и навсегда вписало имя Джеймса Уатта в историю.

Виды современных тепловых машин

Современные тепловые машины преобразуют тепловую энергию в механическую работу и классифицируются по принципу действия, типу рабочего тела, способу сжигания топлива и области применения.

I. По принципу действия:

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - это тепловой двигатель, в котором процесс сгорания топлива, смешанного с окислителем, происходит в камере сгорания, которая является неотъемлемой частью контура потока рабочего тела [3].

1) Поршневые ДВС:

1.1 Бензиновые двигатели (Отто): искровое зажигание топливно-воздушной смеси. Применение: легковые автомобили, мотоциклы.

1.2 Дизельные двигатели: самовоспламенение впрыскиваемого топлива от сжатия воздуха. Применение: грузовые автомобили, автобусы, локомотивы.

1.3 Газовые двигатели: работают на природном, сжиженном или биогазе. Применение: автомобили, электростанции.

2) Роторные ДВС (Ванкеля): используют ротор вместо поршней. Компактные, но менее экономичные.

3) Газотурбинные двигатели (ГТД): горячие газы от сгорания топлива вращают турбину. Применение: авиация, электростанции, газоперекачивающие станции.

4) Ракетные двигатели: используют реактивную силу истекающих газов, не требуют атмосферного воздуха. Применение: ракетно-космическая техника.

Двигатель внешнего сгорания - это тепловой двигатель, в котором рабочая жидкость доводится до высокой температуры и давления за счет сгорания от внешнего источника тепла через стенку двигателя или теплообменник во внешнем источнике, и процесс сгорания происходит вне цикла потока рабочего тела.

• Паровые турбины: пар приводит турбину во вращение. Применение: электростанции, судовые установки.

• Двигатели Стирлинга: газ циклически нагревается и охлаждается в замкнутом объеме. Преимущества: работа на различных источниках тепла, низкий уровень шума и выбросов. Применение: когенерационные установки, автономные электрогенераторы.

II. По типу рабочего тела:

• Газовые тепловые машины: рабочее тело - газ (воздух, гелий, водород, продукты сгорания). (ДВС, ГТД, двигатели Стирлинга) [4].

• Паровые тепловые машины: рабочее тело - водяной пар. (Паровые турбины)

• Двухфазные тепловые машины: рабочее тело переходит из жидкого состояния в газообразное и обратно (перспективные разработки).

III. По способу сжигания топлива (ДВС):

• С искровым зажиганием: бензиновые двигатели.

• С воспламенением от сжатия: дизельные двигатели.

IV. По области применения:

• Транспортные двигатели: автомобильные, авиационные, судовые, железнодорожные.

• Стационарные двигатели: электростанции, когенерационные установки, промышленные установки.

• Двигатели специального назначения: ракетные двигатели, двигатели для военной техники.

V. Подробнее о некоторых видах:

1. Двигатели внутреннего сгорания:

   • Бензиновые двигатели: 4-тактный цикл (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск). Основные компоненты: цилиндр, поршень, коленчатый вал, клапаны, система зажигания, система питания. Преимущества: относительно низкая стоимость, простота конструкции. Недостатки: низкий КПД, высокий уровень выбросов.

   • Дизельные двигатели: 4-тактный цикл (впуск, сжатие, впрыск топлива, рабочий ход, выпуск). Основные компоненты: цилиндр, поршень, коленчатый вал, форсунки, система впрыска топлива. Преимущества: высокий КПД, низкий расход топлива, большой крутящий момент. Недостатки: высокая стоимость, сложная конструкция, высокий уровень шума.

   • Газотурбинные двигатели: компрессор, камера сгорания, турбина, сопло. Преимущества: высокая мощность, компактность, высокая надежность. Недостатки: высокий расход топлива, высокий уровень шума и выбросов.

2. Двигатели внешнего сгорания:

   • Паровые турбины: типы: конденсационные, противодавленческие, с отбором пара. Основные компоненты: сопла, лопатки, ротор, статор, конденсатор (для конденсационных турбин). Преимущества: высокая мощность, высокая надежность, возможность использования различных источников тепла. Недостатки: низкий КПД, высокая стоимость, сложное оборудование (котел, конденсатор).

   • Двигатели Стирлинга: типы: альфа, бета, гамма. Основные компоненты: цилиндры, поршни, регенератор, нагреватель, охладитель. Преимущества: работа на различных источниках тепла, низкий уровень шума и выбросов, высокая надежность. Недостатки: низкая удельная мощность, высокая стоимость, сложность конструкции.

Схема тепловой машины

Рисунок 5. Схема тепловой машины

Для непрерывного совершения механической работы рабочее тело после совершения полезной работы должно быть возвращено в первоначальное состояние.

Наблюдения показывают, что всегда превращение теплоты в работу сопровождается потерями тепловой энергии.

Необходимым условием циклического получения механической работы в тепловом двигателе является наличие «нагревателя» и «холодильника».

Обозначим через Т1 начальную температуру рабочего тела двигателя, называемую температурой нагревателя. Это температура газа или пара, которые будут совершать работу. Чаще всего повышение температуры газа происходит за счет сгорания топлива внутри самого двигателя.

По мере своего расширения и совершения при этом положительной работы, газ теряет энергию и охлаждается до некоторой температуры Т2. Эта температура не может быть значительно ниже температуры окружающей среды, так как в противном случае давление газа станет ниже атмосферного и двигатель работать не сможет. Обычно температура Т2 несколько больше температуры окружающей среды. Её называют температурой холодильника.

Чтобы вернуть газ в исходное состояние, его необходимо охладить и сжать, причём так, чтобы работа при сжатии газа была меньше работы газа при расширении. Таким образом, одна часть тепловой энергии, полученной от нагревателя, превращается в полезную механическую работу, а другая теряется, передаваясь холодильнику.

Холодильником может служить окружающая среда или специальное устройство для охлаждения и конденсации отработанного пара - конденсатор. В последнем случае его температура может быть несколько ниже температуры окружающей среды за счет принудительного внешнего охлаждения.

Давление газа при сжатии ниже, чем при расширении, что обеспечивает полезную работу двигателя.

Поскольку газ возвращается в исходное состояние, то применение первого закона термодинамики приводит к следующему равенству между полезной работой А, полученной в одном цикле, количеством теплоты Q1, переданным нагревателем рабочему телу, и количеством теплоты Q2, отданным рабочим телом холодильнику: А = Q1 - Q2.

Проблемы, возникшие при внедрении тепловых машин

Внедрение тепловых машин, начиная с первых паровых двигателей и заканчивая современными высокотехнологичными установками, сопровождалось рядом проблем, которые касались как технических, так и социально-экономических аспектов. Вот основные из них:

1. Технические проблемы:

• Низкая эффективность: первые тепловые машины имели очень низкий коэффициент полезного действия (КПД). Значительная часть тепловой энергии терялась в окружающую среду, что делало их неэкономичными [7].

• Несовершенство конструкции: ранние модели были громоздкими, сложными в обслуживании и ремонте, а также часто ломались.

• Высокий риск аварий: паровые котлы работали под высоким давлением, что представляло опасность взрывов и травм для персонала. Недостаточный уровень развития металлургии и производственных технологий приводил к поломкам и авариям.

• Ограниченность выбора топлива: изначально использовалось только твердое топливо (уголь, дрова), что ограничивало мобильность и требовало значительных запасов.

• Сложность регулирования мощности: первые тепловые машины не отличались гибкостью в управлении, что затрудняло их применение в различных отраслях [9].

• Вибрация и шум: работа тепловых машин сопровождалась сильной вибрацией и шумом, что создавало дискомфорт для окружающих.

• Отвод отработанного тепла: проблема эффективного отвода отработанного тепла, которая влияет на общий КПД системы.

2. Экологические проблемы:

• Загрязнение воздуха: сжигание угля приводило к выбросам большого количества дыма, сажи, золы и вредных газов (оксидов серы и азота), что негативно сказывалось на качестве воздуха и здоровье людей.

• Загрязнение воды: сброс отработанной воды из паровых котлов и систем охлаждения приводил к загрязнению водоемов.

• Утилизация отходов: накопление золы и шлака от сжигания угля создавало проблемы с утилизацией отходов.

• Изменение климата: массовое использование ископаемого топлива способствовало увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере и усилению парникового эффекта.

3. Социально-экономические проблемы:

• Вытеснение ручного труда: внедрение тепловых машин приводило к сокращению рабочих мест и росту безработицы, что вызывало социальное напряжение и протесты (например, движение луддитов).

• Неравномерное распределение благ: преимущества от использования тепловых машин доставались в основном владельцам предприятий и капитала, что усугубляло социальное неравенство.

• Зависимость от топлива: зависимость от поставок угля или другого топлива создавала уязвимость для отдельных регионов и стран.

• Необходимость переквалификации кадров: внедрение новых технологий требовало обучения рабочих новым навыкам, что не всегда было доступно и вызывало сопротивление.

• Высокая стоимость внедрения: приобретение и установка тепловых машин требовали значительных капиталовложений, что было недоступно для мелких предприятий и фермеров.

• Проблемы с безопасностью труда: недостаточный уровень знаний и опыта у рабочих, а также несовершенство систем безопасности приводили к травмам и несчастным случаям на производстве.

• Изменение структуры занятости: появление новых профессий (машинисты, кочегары, инженеры) и исчезновение старых приводило к необходимости адаптации к новым условиям рынка труда.

4. Проблемы, связанные с материалами:

• Недостаточная прочность материалов: ранние машины изготавливались из материалов, которые не выдерживали высоких температур и давления, что ограничивало их эффективность и надежность.

• Коррозия: взаимодействие с водой и паром вызывало коррозию металлических деталей, что приводило к их износу и поломкам.

• Износ: трение между движущимися частями приводило к износу деталей и снижению КПД машин.

5. Проблемы с управлением и контролем:

• Отсутствие автоматизированных систем управления: первые тепловые машины управлялись вручную, что требовало высокой квалификации и внимания со стороны персонала.

• Недостаточное количество датчиков и контрольно-измерительных приборов: отсутствие точных приборов для измерения температуры, давления и других параметров затрудняло контроль за работой машин и предотвращение аварий.

Заключение

В ходе работы, посвященной тепловым машинам, был пройден обширный путь от исторических истоков до анализа современных технологий и проблем, связанных с их внедрением. Результаты исследования позволяют сделать ряд важных выводов, касающихся как развития тепловых машин в целом, так и их современного состояния и перспектив.

В рамках данной работы были рассмотрены теоретические основы и исторический обзор тепловых машин. Это позволило заложить фундамент для понимания принципов работы тепловых машин, начиная с самых ранних конструкций. Анализ ранних конструкций, таких как машины Севери, Ньюкомена, Ползунова и Уатта, продемонстрировал эволюцию инженерной мысли и постепенное преодоление ограничений, с которыми сталкивались изобретатели. Изучение этих ранних машин позволяет увидеть, как зарождались основные принципы преобразования тепловой энергии в механическую работу, и оценить вклад каждого из этих выдающихся инженеров в развитие техники.

В результате проведенного исследования можно сделать вывод, что тепловые машины сыграли определяющую роль в истории человечества, став двигателем промышленной революции и основой для развития многих современных технологий. Их значимость сохраняется и в настоящее время, несмотря на появление альтернативных источников энергии.

Основные выводы, сделанные в ходе работы, можно представить следующим образом:

1. Историческая эволюция: развитие тепловых машин прошло долгий и сложный путь, начиная с примитивных конструкций и заканчивая сложными и эффективными механизмами. Изучение истории этих машин позволяет лучше понять принципы их работы и оценить вклад различных изобретателей.

2. Разнообразие современных технологий: сегодня существует широкий спектр тепловых машин, различающихся по принципу действия, типу используемого топлива и области применения. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, что определяет их выбор в зависимости от конкретных задач.

3. Термодинамический анализ: знание термодинамических циклов, таких как цикл Карно и цикл Дизеля, необходимо для понимания пределов эффективности тепловых машин и разработки мер по ее повышению.

4. Экологические и экономические вызовы: внедрение тепловых машин сопровождается рядом проблем, таких как загрязнение окружающей среды, истощение ресурсов и необходимость поиска альтернативных видов топлива. Решение этих проблем требует комплексного подхода, включающего в себя развитие новых технологий, оптимизацию процессов сгорания и использование возобновляемых источников энергии.

5. Перспективы развития: совершенствование конструкций, разработка новых материалов, внедрение более эффективных методов сжигания топлива и переход к альтернативным видам энергии (водород, биомасса, солнечная энергия) являются ключевыми направлениями развития тепловых машин в будущем.

В целом, данная курсовая работа, несмотря на небольшой объём, подчёркивает важность понимания принципов работы тепловых машин, их эволюции и современного состояния, а также проблем, связанных с их внедрением. Дальнейшие исследования в этой области должны быть направлены на повышение эффективности и снижение негативного воздействия этих технологий на окружающую среду, что позволит обеспечить устойчивое развитие и удовлетворение энергетических потребностей человечества.

Библиографический список

1. Архаров, А. М. Теплотехника : учебник для вузов / А. М. Архаров, И. И. Крутов, В. И. Кузнецов. - 11-е изд., перераб. и доп. - Москва : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. - 728 с. -Текст: непосредственный.

2. Кириллов, В. В. Тепловые двигатели : учебник для вузов / В. В. Кириллов, В. П. Орлов. - Москва : Энергоатомиздат, 1984. - 312 с. -Текст: непосредственный.

3. Кудинов, В. А. Тепловые двигатели внутреннего сгорания : учебник для вузов / В. А. Кудинов. - Москва : Высшая школа, 1986. - 384 с. - Текст: непосредственный.

4. Ривкин, С. Л. Термодинамические свойства газов : справочник / С. Л. Ривкин, А. А. Александров. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва : Энергоатомиздат, 1984. - 352 с. - Текст: электронный.

5. Беленков, Ю. А. Моделирование процессов в тепловых машинах с использованием программного комплекса MATLAB / Ю. А. Беленков, В. В. Иванов. - Текст: непосредственный // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия «Машиностроение». - 2015. - № 3. - С. 55-65.

6. Головин, В. А. Оптимизация параметров рабочих циклов тепловых машин / В. А. Головин, Н. П. Петров. -Текст: электронный // Теплоэнергетика. - 2017. - № 7. - С. 45-51.

7. Жуковский, В. С. Энергоэффективность тепловых машин и установок / В. С. Жуковский. -Текст: электронный // Энергосбережение. - 2019. - № 2. - С. 12-15.

8. Соколов, Е. Я. Теплофикация и тепловые сети : учебник для вузов / Е. Я. Соколов. - 9-е изд., перераб. - Москва : Издательство МЭИ, 2009. - 360 с.

9. Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа : учебное пособие для вузов / В. М. Бродянский, И. М. Фратшер, К. Михалек. - Москва : Издательство МЭИ, 2000. - 288 с. -Текст: электронный.

10. Александров, А.А. Термодинамические основы циклов тепловых двигателей / А.А. Александров. - Москва : Издательство МЭИ, 2005. - 156 с. -Текст: электронный.

Контрольный вопросы

1) Что относится к основным видам тепловых машин?

2) Какие устройства не относятся к тепловым машинам?

3) Что относится к основным элементам тепловой машины?

4) Как называется процесс, происходящий в тепловой машине?

5) Что является рабочим телом в двигателе внутреннего сгорания?

6) Через что передается энергия в тепловых машинах?

7) Какой закон лежит в основе работы тепловых машин?

8) Что относится к экологическим проблемам тепловых машин?

9) Что служит холодильником в тепловой машине?

10) Какое обязательное условие работы тепловой машины?

Приложение 1. Тест

1. К основным видам тепловых машин относятся…

а) двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины, реактивные двигатели

б) электрические двигатели, гидротурбины, ветрогенераторы

в) солнечные батареи, аккумуляторы, генераторы

Правильный ответ: а)

1. Устройства, не относящиеся к тепловым машинам - это…

а) карбюраторы, инжекторы, форсунки

б) электродвигатели, аккумуляторы, трансформаторы

в) газовые турбины, дизельные двигатели, паровые машины

Правильный ответ: б)

1. К основным элементам тепловой машины относятся…

а) ротор, статор, обмотка

б) нагреватель, рабочее тело, холодильник

в) поршень, цилиндр, коленчатый вал

Правильный ответ: б)

1. Процесс, происходящий в тепловой машине, называется…

а) прямое преобразование электрической энергии в механическую

б) преобразование внутренней энергии в механическую работу

в) преобразование механической энергии в тепловую

Правильный ответ: б)

1. Рабочим телом в двигателе внутреннего сгорания является…

а) бензин

б) воздух

в) газы, образующиеся при сгорании топлива

Правильный ответ: в)

1. В тепловых машинах энергия передаётся через:
   а) рабочее тело
   б) электрический ток
   в) магнитное поле

Правильный ответ: а)

1. Закон, лежащий в основе работы тепловых машин, называется…

а) закон Ома

б) второй закон термодинамики

в) закон сохранения массы

Правильный ответ: б)

1. К экологическим проблемам тепловых машин относится:
   а) выброс вредных веществ
   б) увеличение КПД
   в) экономия топлива

Правильный ответ: а)

1. Холодильником в тепловой машине служит…

а) устройство, отводящее теплоту

б) камера сгорания

в) рабочее тело

Правильный ответ: а)

1. Обязательным условием работы тепловой машины является…

а) наличие электрического тока

б) наличие разности температур между нагревателем и холодильником

в) наличие постоянного магнитного поля

Правильный ответ: б)