Kaj so toplotni motorji?

27. 6. 2019

Toplotni motorji so stroji, ki proizvajajo mehansko delo zaradi izmenjave toplote z drugimi zunanjimi telesi. Ogrevanje je običajno posledica dejstva, da gorivo gori, kar ima za posledico zadostno temperaturo na grelnem elementu. V tem primeru se delo opravi z uporabo energije mešanice kisika in goriva. Obstajajo različne vrste toplotnih motorjev, katerih delo temelji na ogrevanju s pomočjo sonca, razlike v temperaturah vode. Vendar pa taki stroji niso široko razširjeni in pomenijo. Pri delovanju je zdaj pogosto mogoče odkriti motorje z uporabo sproščene toplotne energije atomska jedra v reaktorju.
toplotni motorji

Parne elektrarne

V poznem devetnajstem stoletju so nastali batni parni (toplotni) motorji. Sto let kasneje so se pojavile prve parne turbine. Kot pravi ime, načelo delovanja temelji na paru, ponavadi na vodi, vendar je mogoče uporabiti celo živosrebrne pare. Parne turbine so nameščene na močnih elektrarnah in velikih ladjah. Batni motor je bil uporabljen le v vodnem prometu (parni in parni lokomotive) in na železnici. Za uspešno delovanje motorja za par potrebujemo nekaj pomožnih naprav in strojev, ki v agregatu tvorijo termoelektrarno s paro, v kateri vedno krožijo isti vodni tokovi. Pretvorijo se v posebne kotle v paro, nato pa para proizvaja potrebno delo v batnem stroju (ali v turbini). Naslednji korak je pretvorba pare v ohlajen boben v vodo (kondenzator). Iz nje se formirana voda skozi črpalko in zbirni rezervoar pošlje nazaj v kotel, tako da zapre vodni krog. Običajno se kotel imenuje izraz "grelec" in kondenzator se imenuje hladilnik. Zaradi enakega pretoka vode, ki kroži v notranjosti enote, se skoraj ne oblikuje lestvice.
toplotni motorji

Parni kotli

Parni toplotni motorji (kotli) so sestavljeni iz kotla in kurišča, v katerem se na rešetkah sežge premog (ali v nekaterih primerih les za kurjavo). Uporabite lahko tekoče gorivo s pršenjem s paro v injektorjih. Stisnjen zrak, ki izteka iz ozke cevi, sesa tekoče gorivo in ga nato razprši v želeni smeri. Kotel je sestavljen iz cevi in ​​bobna. Toplota iz dimnih plinov v vodo se prenaša skozi stene cevi. Včasih je voda lahko zunaj cevi in ​​pod njo - samo dimni plini, včasih - nasprotno, to je voda - v ceveh, in vroči plin jih spere. V takih toplotnih motorjih, kot so parni kotli, se pare pregreje v tako imenovanih kolobarjih, medtem ko se iz nasičenih pretvori v nenasičeno. Tako se kondenzacija hlapov na stenah turbinskih in parnih vodov zmanjša, kar pomeni, da se učinkovitost same postaje poveča. Na kotlu je nameščen merilnik tlaka, ki se uporablja za spremljanje nivoja parnega tlaka. Potreben je tudi poseben ventil, ki bo v primeru, ko tlak preseže mejno vrednost, sprostil potrebno količino pare. Na dnu bobna so naprave za diagnosticiranje nivoja vode.
toplotni motorji

Parne turbine

Turbine so sestavljene iz jeklenih valjev, znotraj njih je gred, na njej pa so pritrjeni rotorji, med katerimi so postavljene vodilne lopate ali šobe. Para, ki teče med temi lopatami, se dotika kril na rotorju, ki se vrti in opravi delo. Razlog za vrtenje kolesa je reakcija curka pare. V turbini se parni tokovi razširijo in ohladijo, ko vstopajo na zelo ozke parne kotle in v široke cevi.
toplotni motorji

Motorji z notranjim zgorevanjem

Izjemno pogoste toplotne motorje delujejo na notranjem zgorevalnem sistemu in so nameščene v rezervoarjih, letalih, avtomobilih, traktorjih itd. Delujejo lahko na različna goriva: kerozin, bencin, stisnjen gorljivi plin. Glavni del tega tipa motorja je niz valjev. V njih se zažge gorivo. V valju se premika bat, ki je na eni strani votli in zaprti valj. Bat je obdan z vzmetmi v obliki obročev. Njihov namen ni zamuditi plin, ki nastane pri izgorevanju goriva v intervalih med samim batom in stenami valja. Vrhovi valjev so povezani s kanali, ki so zaprti skozi ventile. V njih se vnesejo vroče mešanice, odpadki izgorevanja pa se zavržejo. Poleg teh ventilov je na vrhu nameščena sveča. Gre za napravo, s pomočjo katere se vžig gorljive zmesi proizvaja preko iskre, ki jo prejmejo od električnih naprav (koluti ali magneto).
vrste toplotnih motorjev

Karburator

Pomemben del toplotnih motorjev, ki delujejo na principu notranjega izgorevanja, je uplinjač. Če je sesalni ventil v jeklenki odprt, se bat premakne na gred in zrak vstopi skozi odprtino. Zračne mase gredo skozi cev, povezano s komoro, v kateri se nahaja bencin. Zrak pri visoki hitrosti prihaja blizu konca cevi, sesati bencin in ga nato razprši. To pomeni, da nastane vnetljiva mešanica, ki je sestavljena iz bencinskih hlapov in zraka. Pretok te zmesi v valj je omejen. dušilne lopute.

Hod motorja

Obstajajo samo štirje glavni taktni stroji z notranjim zgorevanjem:

  1. Sesanje Med prvim gibom se ventil odpre, bat pa sesalo vnetljivo zmes v valj iz uplinjača.
  2. Stiskanje. V drugem hodu se vstopni ventil zapre, bat pa se pomakne navzgor in stisne zmes, tako da jo segreje.
  3. Izgorevanje. Ko bat doseže zgornji položaj, se zmes vžge z električno iskro sveče. Tlačna sila vročega plina potiska bat navzdol. To gibanje se prenaša na gred in opravi se delo.
  4. Problem (izčrpa). Izpušni ventil se odpre in vsi odpadni produkti izgorevanja se izpuščajo v ozračje skozi dušilec.

Od vseh štirih ciklov (pri katerih pride do samo dveh obratov gredi) deluje le tretji. Zato je enocilindrični toplotni motor opremljen z vztrajnikom, ki se vrti in vrti med vsemi drugimi. Vgrajen je enocilindrični motor, razen na motornih kolesih. Na avtomobile dal več kot štiri valje. Hkrati so nameščeni tako, da je za vsak hod deloval vsaj eden od valjev. Za zagon motorja z električnim motorjem, ki ga poganja zaganjalnik (baterija).
toplotni motor

Dizelski motorji

V dizelskem vozilu ni stisnjena mešanica, temveč zgolj zrak, kompresija pa se ponovi, zrak pa se segreje na sto stopinj Celzija. Po končanem postopku stiskanja se tekoče gorivo že razprši v valj s pomočjo šobe, ki deluje s stisnjenim zrakom, ki ga pihajo kompresorji. Razlito olje se vname zaradi visokih temperatur. V tem času je koristno delo, in potem - emisije izpušnih plinov. Dizelski motorji se uporabljajo v dizelskih lokomotivah, tovornjakih, traktorjih.

Jet motor

Taki toplotni motorji so v bistvu motorji z notranjim zgorevanjem, vendar uporabljajo tako imenovani reaktivni curek. Motor je v valjastem ohišju. Zrak vstopa v sprednjo odprtino. Potem v kompresorju pretok zraka poteka vzdolž osi samega motorja. Po stiskanju potok vstopi v komoro z gorivom, kjer nastane gorljiva zmes, ki se vname. Tako se pridobivajo visokotemperaturni plini, ki se nato premaknejo v izhodne šobe, ki se sprožijo plinska turbina. Ti plini imajo neverjetno hitrost.