История развития тепловых двигателей

МКОУ «Краснополянская СОШ» им. Дважды Героя Советского Союза генерал-полковника А.И.Родимцева

«История развития тепловых двигателей»

Выполнил: Кудинов Артем

учащийся 10 класса

Учитель: Чурилова Мария

Борисовна

Развитие тепловых двигателей

До конца XVII- начала XVIII в. человек не построил никаких двигателей, кроме ветряного и водяного колеса. С зарождением первых ремесленных цехов требовалось устройство, которое могло бы лучше и быстрее выполнять простые операции вместо человека. В результате чего и возникает тепловой двигатель, над созданием которого работало много ученых из разных стран. Сейчас без теплового двигателя сложно представить жизнь современного общества и жизни людей в будущем.

КПД теплового двигателя

В 1824 г. В Париже была издана небольшая по объему книга « Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Автор данной книги является Санди Карно, который объяснил принцип действия тепловых двигателей.

Принцип действия тепловых двигателей

Каждый тепловой двигатель должен иметь нагреватель, температура которого высока, и холодильник, температура которого значительно ниже температуры нагревателя. В таком двигателе должно находиться рабочее вещество, способное изменять объем при нагревании и охлаждении. Рабочее вещество получает от нагревателя количество теплоты Q1, часть которой идет на совершение полезной работы, когда рабочее вещество, расширяясь перемешает поршень в цилиндре, а часть теплотыQ2 оно отдает холодильнику.

Особенность работы тепловых двигателей

Не все количество теплоты, полученное рабочим веществом от нагревателя , превращается в механическую энергию, часть его обязательно отдается холодильнику. Из этого следует, что внутренняя энергия рабочего вещества не может полностью переходить в механическую энергию движения механизмов, а КПД тепловых двигателей не может быть равным 100%. Одним из способов увеличения КПД, который указал Карно в своей книге: надо увеличивать температуру нагревателя и понижать температуру холодильника.

Формула КПД теплового двигателя

Коэффициент полезного действия теплового двигателя- отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

История создания паровой машины

Первую паровую машину построил в 90-х годах XVII в. французский изобретатель Дени Папен. КПД такой машины был очень низок и работала она медленно.

Большая заслуга Папена в том, что он впервые «в 1690 г.) правильно описал, в какой последовательности должен идти процесс работы поршневой паровой машины.

Паровая машина Т.Ньюкомена и Коули

Наиболее удачной была машина, построенная англичанами Ньюкоменом и Коули. Их машина использовалась свыше 90 лет, однако имела серьезные недостатки: КПД ее был низок, а рабочие ходы поршня машины разделялись длительными промежутками; она могла приводить в действие только насос.

Паровая машина Ползунова Ивана Ивановича

Русский техник значительно усовершенствовал паровую машину. Постройку своей машины он завершил в 1765 г., а пущена она была в 1766г. после смерти изобретателя. Его машина была первой в мире с универсальным двигателем.

Паровая машина Джеймса Уатта

Паровая машина стала широко использоваться после усовершенст-вований, внесенных в ее конструкцию англича-нином Джеймсом Уаттом. Первые машины Уатта имели мощность около 35 кВт и КПД менее 3%. К концу XIX в. мощность паровой машины достигла 15МВт, КПД 15%, давление используемого пара 12 Мпа, а его температура 400 °C.

История возникновения ДВС

И дея создания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) родилась еще в XVII в. и принадлежит французскому изобретателю Дени Папену. Так в 1860 г. на свой двигатель Ленуар взял патент. После чего его двигатель работал во многих странах мира. В 1878 г. немецкий механик-самоучка Николай Отто создал первый двигатель, работающий по четырехтактному циклу и имеющий КПД 22%. Немецкий инженер Рудольф Дизель получил патент на двигатель, который был построен в 1897г., работавший на керосине и имевший высокий КПД- 25% и назвали его дизелем. Вскоре в 1899 г. инженеры и рабочие завода Нобеля в Петербурге построили двигатель, работавший на сырой нефти, КПД которого было выше, чем у заграничных двигателей, работавших на керосине.

Значение тепловых двигателей в обществе

Наибольшее значение тепловые двигатели имеют на электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов электрического тока.

Тепловые двигатели и паровые турбины устанавливают на всех АЭС для получения пара высокой температуры.

На всех основных видах транспорта используются тепловые двигатели: на автомобильном- поршневой ДВС; на водном- ДВС и паровые турбины; на ж/д и тепловозах дизельные установки; в авиации- поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели.

Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех видов скоростного транспорта.

Ответы на кроссворд

1. Уатт

2. Отто

3. Папен

4. Карно

5. Дизель

6. Лаваль

7. Королев

8. Даймлер

9. Ньюкомен

10. Ползунов

11. Циолковский

Спасибо за внимание !