Теплотех. 1Первый период начало его теряется в глубине тысячелетий, конец Vvii вв. Человек обходился мускульной силой (сначала своей, а потом и животных), теплом Солнца, а позже костра.
 Скачать 226.7 Kb.
|
|
1Первый период — начало его теряется в глубине тысячелетий, конец V—VII вв. Человек обходился мускульной силой (сначала своей, а потом и животных), теплом Солнца, а позже костра. Источником мускульной силы служила химическая энергия пищи. Энергетические ресурсы не только восстанавливались, но их запасы еще и возрастали. Окружающая среда не подвергалась «загрязнению». Второй период — с V—VII вв. до XVIII в. Помимо указанных выше источников энергии (ИЭ) стали использоваться новые, тоже возобновляющиеся: движение воды в реках и ветер. Часть работы стали выполнять водяные колеса и ветряные крылья. Энергетические ресурсы полностью восстанавливались, окружающая среда оставалась «чистой». Третий период — с XVIII в. до середины XX в. В это время основным ИЭ в развитых странах становится невозобновляемая химическая энергия органического ископаемого топлива: каменного угля, нефти, природного газа и т. п., а основной движущей силой — «движущая сила огня», получаемая в тепловых двигателях. Развивается электроэнергетика. Расходуемые энергетические ресурсы уже не восстанавливаются. Происходит все большее «загрязнение» окружающей среды. Четвертый период начался в середине XX в. с освоения энергии деления ядер урана. Он закончится полным исчерпанием (или использованием в допустимой, по соображениям глобальной безопасности степени) ядерного и термоядерного топлива. В этот период будут расходоваться последние запасы невозобновляемых энергетических ресурсов Земли и проблема охраны окружающей среды станет особенно важной. Пятый период начнется после окончания четвертого (в случае, если не будут открыты и технически освоены новые ИЭ). Человечеству придется жить в состоянии «динамического равновесия», довольствуясь непрерывно возобновляющимися ресурсами: солнечным излучением, движением вод в реках и морях, энергией ветра, теплом недр Земли, химической энергией растений и т. п. Окружающая среда будет полностью восстанавливаться. В соответствии с поступающей энергией придется регламентировать население Земли, оснащенность его бытовой, культурной, престижной и другой энерготехникой. Она применятся для создания ДВС,расчета КПД. 3Такт первый, впуск. Поршень совершает движение от верхней к нижней мёртвой точке. В это время внутри цилиндра возникает разряжение, открывается впускной клапан и поступает топливно-воздушная смесь. В завершение впуска давление в полости цилиндра составляет в пределах от 0,07 до 0,095 Мпа; температура — от 80 до 120 градусов Цельсия. Такт второй, сжатие. При движении поршня от нижней к верхней мёртвой точке и закрытых впускном и выпускном клапане происходит сжатие горючей смеси в полости цилиндра. Этот процесс сопровождается повышением давления до 1,2—1,7 Мпа, а температуры — до 300-400 градусов Цельсия. Такт третий, расширение. Топливно-воздушная смесь воспламеняется. Это сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии. Температура в полости цилиндра резко возрастает до 2,5 тысяч градусов по Цельсию. Под давлением поршень быстро движется к своей нижней мёртвой точке. Показатель давления при этом составляет от 4 до 6 Мпа. Такт четвёртый, выпуск. Во время обратного движения поршня к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан, через который выхлопные газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод, а затем и в окружающую среду. Показатели давление в завершающей стадии цикла составляют 0,1-0,12 Мпа; температуры — 600-900 градусов по Цельсию.  4. Второй закон термодинамики имеет следующие формулировки: 1. Теплота не может переходить самопроизвольно от менее нагретого тела к более нагретому. 2. Невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты в работу. 3. Вечный двигатель второго рода невозможен. Теплота, наиболее холодного из участвующих в процессе тел, не может служить источником работы. Круговым процессом, или циклом, называется такой процесс, когда система, пройдя через ряд промежуточных состояний, возвращается в исходное состояние. Прямой цикл Карно отображает механизм работы тепловых двигателей, обратный цикл Карно - холодильных установок. Т.е. прямой цикл Карно фактически означает преобразование внутренней тепловой энергии в механическую работу. А обратный цикл Карно наоборот - преобразование механической работы во внутреннюю тепловую энергию, точнее отбор внутренней тепловой энергии. 5. Парообразование — явление превращения состояния жидкого вещества в газообразное. Сопровождается поглощением энергии: происходит переток внешнего нагревания во внутренний энергетический потенциал предмета.  Кривой I соответствует вода при 0° С, кривой II - вода при температуре кипения (или температуре насыщения) и кривая III- сухой насыщенный пар. Пар, температура которого выше температуры кипения воды при том же давлении, называется перегретый пар. Если давление пара равно 25 ата, а температура его 4250 С, то он прегрет на 425 – 222,9 = 202,10 С, так как давлению 25 ата соответствует температура насыщенного пара, равная 222,90 С 6. Характеристики основных видов термодинамических процессов идеальных газов при изменениях таких параметров, как температура, объем, давление и производимая газом работа. Виды процессов. Основными процессами в технической термодинамике, весьма важными и в теоретическом, и в прикладном отношениях, являются: изохорный – протекающий при постоянном объеме; изобарный – протекающий при постоянном давлении; изотермический – протекающий при постоянной температуре; адиабатный – при котором отсутствует теплообмен с окружающей средой; политропный – удовлетворяющий уравнению pvn = const. Первые четыре процесса являются частными случаями политропного процесса. При исследовании этих процессов определяют уравнение процесса в координатах p, v и T, s,связь между параметрами состояния газа, измерение внутренней энергии, величину внешней работы и количество отведенной теплоты. 7. Парообразование — явление превращения состояния жидкого вещества в газообразное. Сопровождается поглощением энергии: происходит переток внешнего нагревания во внутренний энергетический потенциал предмета. Кривой I соответствует вода при 0° С, кривой II - вода при температуре кипения (или температуре насыщения) и кривая III- сухой насыщенный пар. Пар, температура которого выше температуры кипения воды при том же давлении, называется перегретый пар. Если давление пара равно 25 ата, а температура его 4250 С, то он прегрет на 425 – 222,9 = 202,10 С, так как давлению 25 ата соответствует температура насыщенного пара, равная 222,90 С Перегретый пар отдает больше энергии котлу и увеличивает КПД ,тк у него выше температура и давление |