Promremont34.ru

Авто мастеру
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что может быть рабочим телом двигателя

Зачем нужен холодильник в тепловом двигателе

Зачем в тепловом двигателе нужен холодильник

Лучший ответ:

Для совершения работы теплового двигателя необходима разность давлений по сторонам поршня. Для этого повышается температура рабочего тела на сотни градусов по отношению к температуре окружающей среды.
Рабочее тело — это газ, который совершает работу при расширении.
Холодильник необходим для охлаждения газа перед сжатием, т.к. работа на сжатие должна быть меньше.

Другие вопросы:

Определите pH растворов, в которых А) (H )=10^-10 моль/л. Б) (OH-)=10^-2 моль/л.

(х-1,5)=4,(3-х)=5,(2х-3)=0,(6-5х)=0 помогите решить эти уровнения

Читайте также:

  1. Бытовые электронные машины
  2. Динамическая модель машины
  3. Зап дет дан вида,необх для ремонта 1 машины,Нр-Нрасх ЗД на 1 машину, К-кол-во ед обор-ния дан вида
  4. И сидели люди в машинах, И машины сидели в людях, Потому что сплошные пробки На Дорогах Жизни без Света.
  5. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ БАЗОВОЙ МАШИНЫ
  6. Индекс в обозначении заключительного состояния машины Тьюринга .
  7. Испытание на тепловые потери.
  8. Катя выскочила из машины и побежала без оглядки к дому.
  9. Кибермашины в шпионаже и на полицейской службе
  10. Конденсационные тепловые электростанции
  11. Коэффициент полезного действия тепловой машины
  12. Машины для внесения удобрений

Лекция 13

Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса

Внутренняя энергия ванн-дер-ваальсовского газа

.

суммарная кинетическая энергия молекул в Ц-системе, связанной с сосудом;

– суммарная энергия взаимодействия молекул (собственная потенциальная энергия).

Если газ расширяется в пустоту без теплообмена с окружающими телами, то , и согласно первому началу термодинамики в этом процессе U = = const. Получается, что с ростом объёма температура реального газа уменьшается (в отличие от идеального газа).

Тепловые машины (двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, газовые турбины и др.) предназначены для получения полезной работы за счёт теплоты, выделяемой вследствие сгорания топлива, ядерных превращений, нагрева солнечными лучами или по другим причинам. Ниже приведена условная схема тепловой машины (а) и её термодинамический цикл (б).

В качестве холодильника часто выступает окружающая среда. В космических энергоустановках окружающая среда отсутствует и необходим специальный холодильник-излучатель.

Наличие холодильника и передача ему части полученной от нагревателя теплоты является обязательным, так как иначе работа тепловой машины невозможна. Вычисляемая по первому началу термодинамики величина QXявляется отрицательной т.к. это количество теплоты поступает не к рабочему телу, а от него к холодильнику.

В соответствии с первым началом внутренняя энергия за цикл (круговой процесс) не изменяется. Совершённая рабочим телом механическая работа равна разности подведённой и отведённой теплоты:

.

Тепловой коэффициент полезного действия (КПД) цикла любой тепловой машины можно рассчитать как отношение полезной работы к количеству теплоты, переданной рабочему телу от нагревателя:

.

Термодинамический цикл, осуществляемый в обратном направлении . может быть использован для работы холодильной машины.

В холодильной машине внешние тела совершают работу А * над рабочим телом и происходит отвод теплоты QОХЛ от охлаждаемого тела и передача теплоты QТР (величина отрицательная)тепловому резервуару, в качестве которого обычно выступает окружающая среда.

Холодильный коэффициент холодильной машины определяют как отношение отведённого от охлаждаемого тела количества теплоты к затраченной для этого механической работе А * :

.

Холодильный коэффициент холодильной машины в отличие от КПД тепловой машины может быть как больше, так и меньше единицы.

Холодильная машина может использоваться не только для охлаждения различных предметов, но и как тепловой насос для отопления помещений. В этом случае тепловым резервуаром является обогреваемое помещение, а теплота QОХЛотводится из менее нагретой окружающей среды. Термодинамические циклы холодильной машины и теплового насоса совпадают.

КПД теплового насоса определяют как отношение полученного нагреваемым помещением количества теплоты к затраченной для этого механической работе:

.

Видно, что КПД теплового насоса обязательно должен быть больше единицы.

Преимущество теплового насоса по сравнению с обычным электрическим нагревателем заключается в том, что на нагрев помещений используется не только преобразованная в теплоту электроэнергия, но и теплота, отобранная от окружающей среды.

Дата добавления: 2015-05-09 ; Просмотров: 3682 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Термодинамика возникла как наука с основной задачей – созданием наиболее эффективных тепловых машин.

Тепловая машина или тепловой двигатель – это периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет получения теплоты.

Обычно совершение работы в тепловом двигателе производится газом при его расширении. Газ, находящийся в нем, получил название рабочего тела. Зачастую его заменяют на воздух или водяные пары. Расширение газа происходит по причине повышения его температуры и давления.

Читать еще:  Вольво s80 троит двигатель

Устройство, от которого рабочее тело получает тепло Q n , называю нагревателем.

Это понимается как расширение от объема V 1 к V 2 V 2 > V 1 , затем сжатие до первоначального объема. Чтобы значение совершаемой работы за цикл было больше нуля, необходимо температуру и давление увеличить и сделать больше, чем при его сжатии. То есть при расширении телу сообщается определенное количество теплоты, а при сжатии отнимается. Значит, кроме нагревателя тепловой двигатель должен иметь холодильник, которому рабочее тело может отдавать тепло.

Рабочее тело совершает работу циклично. Очевидно, изменение внутренней энергии газа в двигателе равняется нулю. Если при расширении от нагревателя к рабочему телу передается теплота в количестве Q n , то при сжатии Q ‘ c h теплота рабочего тела передается холодильнику по первому закону термодинамики, учитывая, что ∆ U = 0 , то значение работы газа в круговом процессе запишется как:

A = Q n — Q ‘ c h ( 1 ) .

Отсюда теплота Q ‘ c h ≠ 0 . Выгодность двигателя определяется по количеству выделенной и превращенной теплоты, полученной от нагревателя, в работу. Его эффективность характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД), определяющимся как:

Запись уравнения ( 2 ) при учитывании ( 1 ) примет вид:

η = Q n — Q ‘ c h Q n ( 3 ) , КПД всегда.

Машина, отбирающая от тела с меньшей температурой определенное количество теплоты Q c h и отдающая его Q ‘ n телу с наиболее высокой температурой с Q ‘ n > Q c h , получила название холодильной машины.

Данная машина должна совершить работу A ‘ в течение цикла. Эффективность холодильной машины определяется по холодильному коэффициенту, вычисляемому:

a = Q ‘ n A ‘ = Q ‘ n Q ‘ n — Q c h ( 4 ) .

КПД необратимого теплового двигателя всегда меньше, чем работающего по обратимому циклу.

Авторы Михаил Колодочкин и Алексей Ревин

П одвеска – это весь набор деталей и узлов, соединяющих кузов или раму автомобиля с колесами. У телеги подвески по сути нет – поэтому трясет на ней неимоверно. Упругие и амортизирующие элементы начали появляться на дорогих колесных экипажах – и над их совершенствованием конструкторы работают до сих пор, уже применительно к автомобилю. Подвеска должна сочетать, казалось бы, несочетаемое – комфорт и управляемость, дешевизну и надежность. Да чего нынче дошел подвесочный прогресс? Разбираемся в вопросах и ответах.

Почему говорят, что газовые амортизаторы, по сути, – тоже жидкостные?

Чисто газовые амортизаторы (или, правильнее, упоры) на многих машинах поддерживают дверь багажника или капот. В них жидкости нет: при закрывании мы просто сжимаем газ. А в подвеске шток амортизатора ходит вверх-вниз в жидкости. При этом она проходит сквозь небольшие отверстия, и гидравлическое сопротивление гасит колебания. Плотность жидкости на несколько порядков выше плотности воздуха. Чтобы амортизатор с рабочим телом в виде воздуха, пусть даже сжатого, мог гасить колебания так же эффективно, его размеры должны быть как у самого автомобиля.

В ранних конструкциях амортизаторов после заправки их жидкостью оставляли воздушную полость для компенсации изменения внутреннего объема, вызванного входом внутрь штока. Затем в эту полость стали закачивать газ под небольшим давлением 3–4 бара. Это уменьшило вспенивание жидкости и кавитацию на клапанах. Вскоре разработали амортизаторы с большим внутренним давлением – до 10 и даже 20 бар. Но давление меняет только порог кавитации. А ощущение мягкости амортизатора при низком подпоре газа возникает из-за множества пузырьков в жидкости, которое облегчает прохождение дросселирующих отверстий.

Верно ли, что низкопрофильная резина убивает подвеску?

Верно. При движении автомобиля по разбитой дороге часть возмущений, возникающих от неровностей дороги, берут на себя шины, а другую часть вынуждена гасить подвеска. Чем меньше «примут» шины, тем больше достанется подвеске. Шины способны гасить колебания прежде всего от небольших неровностей, то есть высокочастотные – их гораздо лучше отфильтровывает высокопрофильная резина.

Для чего в подвеске используют алюминиевые рычаги? Они же хрупкие.

Конечно, детали из сплавов алюминия, даже отлитые под давлением, имеют большую хрупкость, чем стальные, которые буквально можно завязать узлом. Но даже в краш-тестах очень прочные рычаги подвески не нужны. Важно, чтобы они держали расчетную нагрузку. Преимуществом алюминиевых рычагов является меньшая масса. Это снижает неподрессоренную массу, что полезно как для плавности хода, так и для управляемости.

Читать еще:  Что сделать чтобы застучал дизельный двигатель

В борьбе за снижение неподрессоренной массы на сравнительно бюджетном автомобиле Chevrolet Cruse применен даже алюминиевый поворотный кулак

Что дает задняя подруливающая подвеска?

Пассивная подруливающая подвеска при помощи сложной кинематики и эластокинематики (программируемой деформации сайлент-блоков) при крене автомобиля в повороте доворачивает задние колеса в ту же сторону, что и передние, только на небольшой угол. Это уменьшает стремление автомобиля к заносу, опрокидыванию и повышает безопасность.

А вот активная подруливающая подвеска обеспечивает поворот задних колес электроприводом по команде электронного блока, который использует информацию о положении рулевого колеса. На небольших скоростях задние колеса поворачивают в сторону, противоположную повороту передних колес, что обеспечивает уменьшение радиуса поворота автомобиля. На больших скоростях доворот задних колес происходит в ту же сторону, что и передних: так возрастает устойчивость.

Автомобили с управляемым клиренсом – меняется ли в них при этом ход подвески?

Всем нравится, когда автомобиль с системой регулировки дорожного просвета привстает «на цыпочки» для проезда крупных неровностей или приседает на заднюю ось при загрузке багажника. Полный ход подвески при этом не меняется, потому что буферы сжатия и отбоя никуда не смещаются. Но соотношение ходов сжатия и отбоя будет уже другое: в поднятом положении уменьшается ход отбоя, а в пониженном сокращается ход сжатия.

Правда ли, что на популярном некогда Мерседесе W124 спереди не было пружин?

Неправда, хотя передняя подвеска W124 действительно имеет интересную схему. Вроде бы налицо характерные черты Макферсона: один рычаг снизу, от поворотного кулака к чашке кузова идет амортизатор с толстым, прочным штоком. Но при этом пружина на амортизатор не нанизана. Она установлена ближе к продольной оси автомобиля между опорой, приваренной к брызговику кузова, и рычагом. Поэтому назвать подвеску качающейся свечой нельзя. Встречались и конструкции, где схема McPherson работала с торсионами или поперечной композитной рессорой.

Почему при попадании колеса на препятствие руль дергает в эту сторону?

Дело в том, что плоскость вращения колеса расположена дальше от середины автомобиля, чем ось, вокруг которой колесо поворачивается. При шкворневой подвеске это реальная ось поворота – шкворень, а в подвеске с шаровыми опорами она воображаемая, проходящая через центры шаровых. Если продлить ось до земли, то мы увидим плечо обкатки – расстояние от точки, где она «входит» в поверхность, до плоскости вращения колеса R0.

Плечо обкатки может быть положительным (ось ближе к середине машины) и отрицательным, обычно лежит в пределах плюс-минус 20 мм, но редко бывает нулевым. Говоря упрощенно, когда при резком росте сопротивления движению колеса (выступ или яма), возникает продольная сила, на плече обкатки момент сил поворачивает колесо. Усилители руля любых типов сглаживают это явление. На профессиональных внедорожниках ставят демпфер.

Зачем выпендриваются с пружинами – переменное сечение, бочкообразные, конусообразные.

Цилиндрическая витая пружина имеет линейную зависимость усилия от деформации: её жесткость не зависит от того, насколько нагружен автомобиль. Поэтому подвеска компромиссна – слишком жестка при пустом автомобиле и чересчур мягка при полной загрузке. Коническая или бочкообразная форма пружине придается для получения переменной жесткости. Витки большего диаметра сжимаются более охотно, чем навитые с меньшим диаметром. На пустой машине больше работают первые, на загруженной – вторые. Этой же цели служит и переменный диаметр прутка. Очевидно, что участки из тонкого прутка будут сжиматься при меньшей нагрузке, а при её увеличении вступят в работу участки с большим диаметром. А переменный шаг витка помогает в устранении резонансных колебаний.

Почему у современных автомобилей не регулируют сход-развал? Даже мастерских таких стало меньше.

Регулируют, но проще, быстрее и в меньших объемах. Нынче точность изготовления кузовов по сравнению с автомобилями прошлого века гораздо выше. Точки крепления элементов подвески к кузову выполнены с точностью до миллиметра. Это позволяет получить при сборке заданные углы развала и кастера (угла продольного наклона оси поворота колеса) автоматически. Остается отрегулировать схождение колес – эту операцию никто не отменял. При независимой подвеске у задних колес на заводе-изготовителе порой регулируют развал.

Тем не менее, при эксплуатации углы установки колес необходимо контролировать, особенно после ударов колесами о бордюр или попадания в яму. Могли быть деформированы детали подвески либо кузов. Нарушение углов приведет к снижению устойчивости и управляемости автомобиля, а также к быстрому износу шин. Умельцы научились регулировать даже «нерегулируемые» углы – например, смещением отверстий, к которым крепятся элементы подвески в деталях кузова.

Читать еще:  Атмосферный двигатель приора тюнинг

Почему так распространена подвеска McPherson? Есть ли у неё минусы?

Это самый дешевый тип подвески, потому что в ней минимум деталей. Это поперечный рычаг, поворотный кулак и амортизаторная стойка. Чаще всего добавляется ещё стабилизатор поперечной устойчивости. Подвеска McPherson отличается простотой и малой массой. Она компактна и оставляет достаточно места для размещения силового агрегата поперек автомобиля.

Есть и недостатки. Если подвеска часто работает «на пробой» на плохих дорогах, то со временем могут образоваться усталостные трещины в точках крепления стоек. В том числе и поэтому на внедорожники подвеску McPherson не ставят. Не используют её и в спортивных автомобилях, и вообще в машинах с претензией на изысканную управляемость – из-за недостаточно точной кинематики и значительного изменения углов при ходах колеса.

Зачем перед проездом «лежачего полицейского» рекомендуют сначала тормозить, а потом слегка ускоряться?

Подобный алгоритм позволяет сначала сжать переднюю подвеску, а затем, с прибавлением скорости, разжать – и как бы «влететь» на препятствие в фазе приподнятия передней части автомобиля. Это позволяет ослабить удар. Однако такой способ требует тренировки – важно успеть отпустить педаль тормоза перед наездом на препятствие.

Фирма Citroёn в середине XX века применяла решение, позволявшее полностью ликвидировать рывок руля при наезде на препятствие. Ось, проходящая через шаровые опоры, совпадала с серединной плоскостью колеса: плечо обкатки было нулевым.

Это обеспечивало полную нечувствительность к ударам колес. Но для этого пришлось разместить тормозные механизмы возле коробки передач: тормозные диски в колесах уже не помещались. ЗР

Вопросы на тему тепловые двигатели

Вопрос 1. Что такое тепловой двигатель?

Ответ. Тепловой двигатель – это машина, которая совершает работу за счет энергии, поступающей к ней в процессе теплопередачи. Основные части теплового двигателя: нагреватель, холодильник и рабочее тело.

Вопрос 2. Приведите примеры тепловых двигателей.

Ответ. Первыми тепловыми двигателями, получившими широкое распространение, были паровые машины. Примерами современного теплового двигателя могут служить:

  • ракетный двигатель;
  • авиационный двигатель;
  • газовая турбина.

Вопрос 3. Может ли КПД двигателя быть равен единице?

Ответ. Нет. КПД всегда меньше единицы (или меньше 100%). Существование двигателя с КПД равным единице противоречит первому началу термодинамики.

КПД реальных двигателей редко превышает 30%.

Вопрос 4. Что такое КПД?

Ответ. КПД (коэффициент полезного действия) – отношение работы, которую совершает двигатель, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

Вопрос 5. Что такое удельная теплота сгорания топлива?

Ответ. Удельная теплота сгорания q – физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты выделяется при сгорании топлива массой 1 кг. При решении задач КПД можно определять по мощности двигателя N и сжигаемому за единицу времени количеству топлива.

Конфигурации.

Инженерами подразделяются двигатели Стирлинга на три различных типа:

Превью — увеличение по клику.

Альфа-Стирлинг — содержит два раздельных силовых поршня в раздельных цилиндрах. Один поршень — горячий, другой — холодный. Цилиндр с горячим поршнем находится в теплообменнике с более высокой температурой, а цилиндр с холодным поршнем находится в более холодном теплообменнике. Отношение мощности к объёму достаточно велико, однако высокая температура «горячего» поршня создаёт определённые технические проблемы.

Бета-Стирлинг — цилиндр один, горячий с одного конца и холодный с другого. Внутри цилиндра движутся поршень (с которого снимается мощность) и «вытеснитель», изменяющий объем горячей полости. Газ перекачивается из холодной части цилиндра в горячую через регенератор. Регенератор может быть внешним, как часть теплообменника, или может быть совмещён с поршнем-вытеснителем.

Гамма-Стирлинг — есть поршень и «вытеснитель», но при этом два цилиндра — один холодный (там движется поршень, с которого снимается мощность), а второй горячий с одного конца и холодный с другого (там движется «вытеснитель»). Регенератор может быть внешним, в этом случае он соединяет горячую часть второго цилиндра с холодной и одновременно с первым (холодным) цилиндром. Внутренний регенератор является частью вытеснителя.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector