Двигун внутрішнього згорання

суднових двигунів великої потужності, які працюють на різних паливах, - від дизельного до котельного мазуту.

Але разом з позитивними якостями ДВС володіють поряд недоліків. Серед них обмежене по порівнянню, наприклад з паровими і газовими турбінами агрегатна потужність, високий рівень шуму, відносно велика частота обертання колінчастого валу при пуску і неможливість безпосереднього з'єднання його з провідними колесами споживача, токсичність вихлопних газів, поворотно-поступальний рух поршня, що обмежують частоту обертання і появи неврівноважених сил інерції і моментів, що є причиною, від них.

Але неможливе було б створення двигунів внутрішнього згорання, їх розвитку і застосування, коли б не ефект теплового розширення. Адже в процесі теплового розширення нагріті до високої температури гази здійснюють корисну роботу. Унаслідок швидкого згорання змішай в циліндрі двигуна внутрішнього згорання, різко підвищується тиск, під впливом якого відбувається переміщення поршня в циліндрі. А це-то і є та сама потрібна технологічна функція, тобто силова дія, створення великого тиску, яку виконує теплове розширення, і ради якої це явище застосовують в різних технологіях і зокрема в ДВС.

Саме цьому явищу я хочу приділити увагу в наступному розділі.  

ТЕПЛОВЕ РОЗШИРЕННЯ

 Теплове розширення - зміна розмірів тіла в процесі його ізобарвного нагрівання (при постійному тиску). Кількісне теплове розширення характеризується температурним коефіцієнтом об'ємного розширення B=(1/V)*(dV/dT)p, де V - об'єм, T - температура, p - тиск. Для більшості тіл B>0 (виключенням є, наприклад, вода, у якої в інтервалі температур від 0 C до 4 C B<0). Для ідеального газу B=1/T, у рідин і твердих тіл залежність B від T значно слабкіша. Для твердих тіл разом з B вводять температурний коефіцієнт лінійного розширення а, рівний відношенню відносної зміни довжини тіла уздовж даного напряму при ізобарвного нагріванні тіла до приросту температури: a=(1/l)*(dl/dT)p, де l - довжина тіла. Для ізотропних тіл B=3a [3].  

 Області застосування теплового розширення

 Теплове розширення знайшло своє застосування в різних сучасних технологіях

Зокрема можна сказати про застосування теплового розширення газу в теплотехніки. Так, наприклад, це явище застосовується в різних теплових двигунах, тобто в двигунах внутрішнього і зовнішнього згорання: у роторних двигунах, в реактивних двигунах, в турбореактивних двигунах, на газотурбінних установках, двигунах Ванкеля, Стірлінга, ядерних силових установках. Теплове розширення води використовується в парових турбінах і т. д. Все це у свою чергу знайшло широке розповсюдження в різних галузях народного господарства.

Наприклад, двигуни внутрішнього згорання найширше використовуються на транспортних установках і сільськогосподарських машинах. У стаціонарній енергетиці двигуни внутрішнього згорання широко використовуються на невеликих електростанціях, енергопотягах і аварійних енергоустановках. ДВС набули великого поширення також як привід компресорів і насосів для подачі газу, нафти, рідкого палива і т. п. по трубопроводах, при виробництві розвідувальних робіт, для приводу бурильних установок при бурінні свердловин на газових і нафтових промислах.

Турбореактивні двигуни широко поширені в авіації. Парові турбіни - основний двигун для приводу електрогенераторів на ТЭС. Застосовують парові турбіни також для приводу відцентрових повітродувок, компресорів і насосів. Існують навіть парові автомобілі, але вони не набули поширення із-за конструктивної складності.

Теплове розширення застосовується також в різних теплових реле, принцип дії яких заснований на лінійному розширенні трубки і стрижня, виготовлених з матеріалів з різним температурним коефіцієнтом лінійного розширення.  

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14