Презентация, доклад по физике на тему Паровая турбина. КПД теплового двигателя.

Селиверстов Ю.И.

Москва
2017

Физика! Какая емкость слова!
Физика для нас не просто звук!
Физика опора и основа
Всех без исключения наук!!!
 

в механическую энергию тела.
2. Какие двигатели называют тепловыми?
3. Какие виды тепловых двигателей вам известны?
4. Какие переходы и превращения энергии происходят в них?

основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания.
7. Какие физические явления происходят при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания?
8. За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя?

внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях?
12. Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?
13. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?
14. Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях?
15. Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?

движением рабочего органа (ротора), преобразующий потенциальную энергию, кинетическую энергию, внутреннюю энергию рабочего тела, пара, газа, воды, в механическую работу.
Струя рабочего тела воздействует на лопатки, закреплённые по окружности ротора, и приводит их в движение.

Монтаж паровой турбины, произведённой Siemens, Германия

электростанциях, в качестве двигателей на морском, наземном и воздушном транспорте, как составная часть гидродинамической передачи.
Устройство, подобное турбине, но имеющее привод вращения лопаток от вала — компрессор или насос.
Самая мощная в мире электростанция находится в Южной Америке, на реке Парана. Её 18 турбин вырабатывают 12 600 миллионов ватт/час электроэнергии.

тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь совершает механическую работу на валу.
Поток водяного пара поступает через направляющие аппараты на криволинейные лопатки, закрепленные по окружности ротора, и, воздействуя на них, приводит ротор во вращение.

Паровая турбина является одним из элементов паротурбинной установки (ПТУ). Отдельные типы паровых турбин также предназначены для обеспечения потребителей тепла тепловой энергией.
Паровая турбина и электрогенератор составляют турбоагрегат.

вал

диск

лопатки

сопло

с лопатками — подвижная часть турбины.
Статор с соплами — неподвижная часть.
По направлению движения потока пара различают аксиальные паровые турбины, у которых поток пара движется вдоль оси турбины, и радиальные, направление потока пара в которых перпендикулярно, а рабочие лопатки расположены параллельно оси вращения.
В России и странах СНГ используются только аксиальные паровые турбины.

в механическую работу все количество теплоты Q1, получаемое от нагревателя. Некоторое количество теплоты IQ2I отдается холодильнику, поэтому работа, совершаемая двигателем за цикл, не может быть больше
Aполезная = Q1- Q2

Нагреватель

Рабочее тело
ГАЗ, ПАР

Холодильник

A= Q1- Q2

Q1

Q2

Окружающая среда

полученной при сгорании топлива, называется коэффициентом полезного действия теплового двигателя

η = (А / Q 1 ) 100%

у всех двигателей некоторое количество теплоты передается холодильнику, то η < 1

 

Уменьшить трения сопрягаемых частей двигателя.
Уменьшить потерь тепла вследствие
его неполного сгорания.

пределах
• долгое время пуска и остановки
• дороговизна паровых турбин
• низкий объем производимого электричества, в соотношении с объемом тепловой энергии.

преимущества
работы
паровой турбины

• вращение происходит в одном направлении;
• отсутствуют толчки, как при работе поршня; • работа паровых турбин возможна на различных видах топлива: газообразное, жидкое, твердое;
• высокая единичная мощность

в тепловых машинах требуется большое количество кислорода. На сгорание разнообразного топлива расходуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелёными растениями.

Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества двуокиси углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Сейчас во всём мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно 200 – 250 млн. т золы и около 60 млн. т диоксида серы.

Кроме промышленности воздух загрязняет и транспорт, прежде всего автомобильный (жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей).

двигатели, которые не оказывали бы вредного воздействия на окружающую среду.
3. Создание экологически чистого топлива.

преодолеть многие затруднения и создать первую работающую паровую турбину. За несколько лет до этого Лаваль получил патент на сепаратор для молока. Для того, чтобы приводить его в действие, нужен был очень скоростной привод. Ни один из существовавших тогда двигателей не удовлетворял поставленной задаче. Лаваль убедился, что только паровая турбина может дать ему необходимую скорость вращения. Он стал работать над ее конструкцией и в конце концов добился желаемого.

на многоступенчатую реактивную турбину, которую он изобрел специально для приведения в действие электрогенератора.
В 1885 году он сконструировал многоступенчатую реактивную турбину, получившую в дальнейшем широкое применение на тепловых электростанциях.

через несколько поставленных под острым углом сопел наводился пар.
В 1889 году Лаваль значительно усовершенствовал свое изобретение, дополнив сопла коническими расширителями. Это значительно повысило КПД турбины и превратило ее в универсальный двигатель.

отличие в устройстве турбин и поршневых машин?
3. Почему в тепловых двигателях только часть энергии топлива превращается в механическую энергию?
4. Что называю КПД теплового двигателя?
5. Почему КПД двигателя не может быть не только больше 100%, но и равен 100%?