Вплив діяльності людського суспільства на екологічне середовище (сучасний стан ґрунтів України та шляхів його поліпшення, забруднення пр

НАЦІОНАЛЬНИЙ  ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ  ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

 

Приладобудівний факультет

Кафедра:Науково  аналітичних та екологічних приладів і систем»

 

 

 РЕФЕРАТ

З дисципліни: «Англійська мова »

На тему: “Теплові двигуни”

 

 

 

Виконав

Студент 6 курсу

Групи ЗПН- 81

Шепель І.Ю

 

 

 

 

Київ – 2014

 

 

План :

 

1.Вступ.

2.Принципи дії теплових двигунів.

3.Теплові двигуни й охорона природи.

4. Список використаної літератури.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Вступ

 

 

Тепловий двигун і є посередником між нагрівачем і охолоджувачем. Основним елементом теплового двигуна єробоча речовина. Робоча речовина отримує тепло від нагрівача, переходить до охолоджувача й віддає там частину цього тепла. Охолоджена робоча речовина повертається до нагрівача, і так починається наступний цикл. В залежності від того в яких умовах відбувається отримання і передача тепла виділяють різні робочі цикли теплових двигунів. Вводять поняття коефіцієнта корисної дії (ККД) — частка теплової енергії перетворена у механічну енергію.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теплові двигуни 
 
 
Левова частина двигунів на Землі — це теплові двигуни. І хоча винайшли їх досить давно, уявити сучасне життя без них просто неможливо. Дійсно, більшість літаків, кораблів, машин та автомобілів обладнані саме такими двигунами. Отже, що ж розуміють під тепловими двигунами? 
Теплові двигуни — це пристрої, що перетворюють енергію палива в механічну енергію. 
Спробуємо розглянути ці двигуни детальніше. 
Першим механічним двигуном, що знайшов практичне застосування, була парова машина. Спочатку вона призначалася для використання в заводському виробництві, але пізніше паровий двигун стали встановлювати на саморушних машинах — паровозах, пароплавах, автомобілях і тракторах. 
Аж до другої половини XVIII століття люди використовували для потреб виробництва в основному водяні двигуни. Тому що передавати механічний рух від водяного колеса на великі відстані неможливо, усі фабрики приходилося будувати на берегах рік, що не завжди було зручно. Крім того, для ефективної роботи такого двигуна часто були потрібні дорогі підготовчі роботи (пристрій, ставків, будівництво гребель тощо). Були у водяних коліс і інші недоліки: вони мали малу потужність, робота їхній залежала від часу року і з працею подавалася регулюванню. Поступово стала гостро відчуватися нестаток у принципово новому двигуні: могутньому, дешевому, автономному і легкоуправляемом. Саме таким двигуном на ціле сторіччя стала для людини парова машина.  
Ідея парового двигуна була почасти підказана його винахідникам конструкцією поршневого водяного насоса, що був відомий ще в часи античності. Принцип його роботи був дуже простий: при підйомі поршня нагору вода засмоктувалася в циліндр через клапан у його дні. Бічний клапан, що з'єднував циліндр із водопідйомною трубою, у цей час був закритий, тому що вода з труби також прагнула ввійти усередину циліндра і тим самим закривала цей клапан. При опусканні поршня він починав давити на воду в циліндрі, завдяки чому закривався нижній клапан і відкривався бічний. У цей час вода з циліндра подавався нагору по водопідйомній трубі. У поршневому насосі робота, одержувана ззовні, витрачалася на просування рідини через циліндр насоса. 
Лише на рубежі 17–18 століть удалося знайти спосіб робити корисну роботу за допомогою пари. Пара пускала в хід насос, що качав воду в резервуар. Випливаючи з резервуара і падаючи на водяне колесо, вода змушувала його обертатися. Водяне колесо, у свою чергу, надавало руху заводським механізмам і машинам. Таким чином, і після винаходу парового насоса безпосереднім двигуном робочих машин залишалося водяне колесо. Пройшло ще чимало часу, перш ніж допитливий людський розум створив надійний двигун, здатний безпосередньо пускати в хід різноманітні машини і механізми. 
 
 
ПРИНЦИПИ ДІЇ ТЕПЛОВИХ ДВИГУНІВ.  
 
Для того щоб двигун робив роботу, необхідна різниця тисків по обох сторонах поршня двигуна чи лопат турбіни. В усіх теплових двигунах ця різниця тисків досягається за рахунок підвищення температури робочого тіла на сотні або тисячі градусів у порівнянні з температурою навколишнього середовища. Таке підвищення температури відбувається при згорянні палива. 
Робочим тілом у всіх теплових двигунів є газ, що робить роботу при розширенні. Позначимо початкову температуру робочого тіла (газу) через t₁.  
У двигунах внутрішнього згоряння і газових турбін підвищення температури відбувається при згорянні палива усередині самого двигуна. Температуру Т₁ називають температурою нагрівача.  
Коефіцієнт корисної дії (ККД) теплового двигуна. Неможливість повного перетворення внутрішньої енергії газу в роботу теплових двигунів обумовлена необоротністю процесів у природі. Якби теплота могла мимовільно повертатися від холодильника до нагрівача, то внутрішня енергія могла б бути цілком перетворена в корисну роботу за допомогою будь-якого теплового двигуна. 
Відповідно до закону збереження енергії робота, здійснювана двигуном, дорівнює: 
 
A'=|Q_l|-|Q₂| 
 
де Q₁ — кількість теплоти, отримана від нагрівача, a Q₂ -кількість теплоти, віддана холодильнику. 
ККД теплового двигуна менше одиниці. При Т₁-Т₂=0 двигун не може працювати. 
Максимальне значення ККД теплових двигунів. Закони термодинаміки дозволяють обчислити максимально можливий ККД теплового двигуна, що працює з нагрівачем, що має температуру Т₁, і холодильником з температурою Т₂. Уперше це зробив французький інженер і вчений Сади Карно . 
 
К  
арно придумав ідеальну теплову машину з ідеальним газом як робоче тіло. Він одержав для ККД цієї машини наступне значення: 
Як і очікувалось, ККД машини Карно прямо-пропорційний різниці абсолютних температур нагрівача і холодильника. 
Головне значення цієї формули полягає в тому, як довів Карно, що будь-яка реальна теплова машина, що працює з нагрівачем, що має температуру Т₁, і холодильником з температурою Т₂ не може мати ККД, що перевищує ККД ідеальної теплової машини. 
При температурі холодильника, рівній абсолютному нулю, η=1 
 
ТЕПЛОВІ ДВИГУНИ Й ОХОРОНА ПРИРОДИ.

 

Повсюдне застосування теплових двигунів з метою одержання зручної для використання енергії зв'язано з впливом на навколишнє середовище. Відповідно до законів термодинаміки виробництво електричної і механічної енергії в принципі не може бути здійснене без відводу в навколишнє середовище значної кількості теплоти, що повинно привести до поступового підвищення середньої температури на Землі. Зараз потужність двигунів у цілому складає близько 10¹⁰ квт. Коли ця потужність досягне 3*10¹² квт, то середня температура підвищиться приблизно на один градус. Подальше підвищення температури може створити загрозу танення льодовиків і катастрофічного підвищення рівня Світового океану. Крім того, на Землі може виникнути “парниковий ефект”.  
Застосування парових турбін на електростанціях вимагає великих площ під ставки для охолодження відпрацьованої пари.  
Охорона: Необхідно підвищувати ефективність споруджень, що перешкоджають викиду в атмосферу шкідливих речовин, домагатися більш повного згоряння палива в автомобільних двигунах. Уже зараз не допускаються до експлуатації автомобілі з підвищеним змістом З у відпрацьованих газах. Створюють електромобілі, які здатні конкурувати зі звичайними, і можливість застосування пального без шкідливих речовин у відпрацьованих газах, наприклад у двигунах, що працюють на суміші водню з киснем. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури

• Швець І. Т. , Кіраковський Н. Ф. Загальна теплотехніка та теплові двигуни. – К.: Вища школа, 1977. – 269 с.
• Теплотехніка: Підручник / О. Ф. Буляндра, Б. Х. Драганов, В. Г. Федорів і ін.- К.Вища школа., 1998. – 334с.
• Теплотехніка : підручник для студ. вищих техн. навч. закл. / Б. Х. Драганов [та ін.]; За ред. Б. Х. Драганова. - К. : ІНКОС, 2005. - 504 с.
• Корець, М. С. Машинознавство: Основи гідравлики та теплотехніки. Гідравл.машини та теплові двигуни : навч.посіб.для студ. / М.С. Корець. - К : Знання України, 2001. - 448 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Plan : 
 
1.Entry. 
2. Principles of action of heat-engines. 
3. Heat-engines and conservancy. 
4. List of the used literature.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

An entry 
 
Is a heatengine and is a mediator between a heater andcooler.The basic element of  heat-engine is a workingsubstance. A working substance gets a heat from a heater passes to the cooler and gives part of this heat there. Thechilled working substance goes back to a heater and so anext cycle begins. Depending on that in what terms a receiptand transmission warm are different workers distinguish thecycles of heat-engines. Enter the concept of output-input (ККD) ratio - part of thermal energy is regenerate in mechanical .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Heat-engines 
Lion's part of engines on Earth is heat-engines. Andalthough invented them a long ago enough imaginingmodern life without them is simply impossible. Really mostairplanes ships machines and cars are equipped by justthe same engines. Thus that does understand under heat-engines? 
Heat-engines are devices that convert energy of fuel intomechanical energy. 
Will try to consider these engines more detailed. 
The first mechanical engine that found practical applicationwas a steam-engine. At first she targeted at the use in aplant production but later a steam engine it was begun toset on automotive machines - locomotives steamships cars and tractors. 
Up to the second half of XVIII of century people used fornecessities productions mainly aquatic engines. Because topass mechanical motion from a water-wheel it isimpossible on large distances all factories it was to buildon banks year that it was comfortably not always. In addition  for effective work of such.

Heat-engines are devices that convert energy of fuel intomechanical energy. 
Will try to consider these engines more detailed. 
The first mechanical engine that found practical applicationwas a steam-engine. At first she targeted at the use in aplant production, but later a steam engine it was begun toset on automotive machines - locomotives steamships cars and tractors.

Up to the second half of XVIII of century people used fornecessities productions mainly aquatic engines. Because topass mechanical motion from a water-wheel it isimpossible on large distances, all factories it was to buildon banks year that it was comfortably not always. Inaddition for effective work of such engine expensive first-minings(device, ponds, building of weirs and others likethat) were often needed. Water-wheels had other defects: they had small power work depended their on a seasonand with labour given to adjusting. Gradually began to besharply felt privation in a fundamentally new engine: mighty, cheap autonomous and легкоуправляемом. A just the same engine on a whole century became for a man steam

An idea of steam engine was partly subcauldron to hisinventors by the construction of piston water pump that wasknown as early as times of antiquity. Principle of his workwas very simple: at getting up of piston upstairs water wassucked in a cylinder through a valve in his day.Lateral valvethat connected a cylinder with a lift pipe in this time wasclosed because water from a pipe also aimed to enter intoa cylinder and closed this valve the same. At lowering ofpiston he began to press on water in a cylinder due to whata lower valve was closed and opened lateral. In this timewater is from a cylinder given upstairs on a lift pipe. In apiston pump the work got from outside was spent onadvancement of liquid through a cylinder.

Only on a border 17-18 centuries succeeded to be foundmethod to do useful work by means of pair. A pair put forth apump that rocked water in a reservoir. Swimming out from a barrel and falling on a water - wheel water compelled himrevolved.A water-wheel in turn gave to motion to the plantmechanisms and machines. Thus and after the invention ofsteam pump the direct engine of working machines wasremained by a waterwheel. Passed yet quite a bit time before a curious human mind created a reliable engine able directly to put forth various machines.

PRINCIPLES OF ACTION OF HEAT-ENGINES.  
 
For that an engine did work necessary difference ofpressures on both partiesof piston  of engine or shovels ofturbine. In all heat-engines this difference of pressures isarrived at due to the increase of temperature of working bodyon hundred or thousand degrees in comparing to theambient temperature.  Such increase of temperature takesplace at combustion of fuel. 
All heat-engines have gas that does work at expansion aworking body. Will designate the settemperature of workingbody(to gas) through t1.  
In the engines of internal combustion and gas turbines ofincrease of temperature it takes place at combustion of fuelinto an engine. The  temperature of Т1 is named a temperature.

Output-input(ККD) of heat-engine ratio. Impossibility ofcomplete transformation of internal energy of gas in work ofheat-engines is conditioned by irreversibility of processes inthe wild. If a warmth could involuntary to return from arefrigerator to the heater then internal energy would be fullyregenerate in useful work by means of any heat-engine. 
Under the law of conservation of energy the work carried outby an engine equals: 
 
A'=|Ql|-|Q2|

where Q1 is the amount of warmth got from a heater an ofQ2 is a warmth faithful to the refrigerator. 
ККD of heat-engine is less unit. At Т1-Т2= 0 engine can not work. 
Maximal value of ККD of heat-engines. The laws of thermodynamics allow to calculate maximally possible ККD of heat-engine, that works with a heater that has a temperature of Т1, and refrigerator, with the temperature ofТ2.

HEAT-ENGINES AND CONSERVANCY. 
 
General application of heat-engines with the aim of receiptof user-friendly energy is related to influence on anenvironment. In accordance with the laws ofthermodynamics the production of electric and mechanicalenergy in principle can not be carried out without taking inthe environment of far of warmth that must result in thegradual increase of middle temperature on Earth. Now power of engines makes about 1010 квт on the whole.When this power will attain 3*1012 квт  then a middle temperature will rise approximately on one degree.The further increase of temperature can create the threat ofdeglaciation and catastrophic increase of level of the Worldocean. In addition, there can be a "hotbed effect" on Earth.  
Application of steam-turbines on power-stations requireslarge areas under rates for cooling of exhaust pair.

Guard: it is Necessary to promote efficiency of building thatprevent to the extrass in the atmosphere of harmfulsubstances, labour for more complete combustion of fuel inmotor-car engines. Already cars are now shut out toexploitation with an increase maintenance From in exhaustgases. That create електромобілі able to compete withordinary and  possibility of application combustible withoutharmful substances in exhaust gases, for  example inengines that work on mixture of hydrogen with 

oxygen.