Конденсаційний котел: принцип роботи, ефективність, переваги
Експлуатація традиційного газового котла тягне за собою деяку втрату теплової енергії разом з продуктами згорання.…
Теплові двигуни - це машини, які виробляють механічну роботу завдяки обміну тепла з іншими зовнішніми тілами. Нагрівання відбувається зазвичай завдяки тому, що згоряє паливо, в результаті чого виходить достатня температура на нагрівальному елементі. В даному випадку робота здійснюється завдяки використанню енергії суміші кисню і палива. Є різні види теплових двигунів, робота яких заснована на нагріванні за допомогою Сонця, різниці в температурах води. Однак такі машини не отримали достатнього поширення і значення. В експлуатації зараз часто можна виявити двигуни, що використовують виділяється теплову енергію розщеплення атомних ядер в реакторі.
Поршневі парові (теплові) двигуни були створені в кінці дев`ятнадцятого століття. Через сто років з`явилися і перші парові турбіни. Як говорить сама назва, принцип роботи заснований на парі, зазвичай водяному, але є можливість застосовувати навіть пари ртуті. Турбіни на пару встановлюються на потужних електростанціях і великих кораблях. Поршневий двигун ж знайшов застосування хіба що в водному транспорті (пароплави і паровози) і на залізниці. Для успішної роботи самого двигуна на пару необхідні деякі допоміжні пристрої і машини, що в сукупності становить паросиловими станцію, в якій циркулюють завжди одні й ті ж водні потоки. Вони трансформуються в спеціальних котлах в пар, а потім вже пар виробляє необхідну роботу в поршневий машині (або в турбіні). Наступним етапом є перетворення пари в охолоджуваному барабані в воду (конденсатор). З нього утворилася вода через насос і збірний бак направляється знову в котел, замикаючи колообіг водного потоку. Зазвичай котел називають терміном «нагрівач», а конденсатор називають холодильником. Завдяки тому, що всередині установки циркулює один і той же потік води, накип практично не утворюється.
Теплові двигуни на пару (котли) складаються з безпосередньо котла і топки, в якій на колосникових решітки спалюється вугілля (або, в деяких, випадках дрова). Застосовувати рідке паливо можна за допомогою його розпилення паром в форсунках. Стиснене повітря, що виривається з вузької трубки, всмоктує рідке паливо, а потім розбризкує його в необхідному напрямку. Котел складається з трубок і барабана. Через стіни труб передається теплота від топкового газу воді. Зрідка вода може знаходитися зовні по відношенню до труб, а під ним - одні топкові гази, іноді - навпаки, тобто вода - всередині трубок, а гарячий газ їх омиває. У таких теплових двигунах, як парові котли, пар перегрівається в так званих змеевиках, при цьому він трансформується в ненасичений з насиченого. Таким чином, зменшується конденсація парів на стінках турбіни і паропроводів, а значить, підвищується коефіцієнт корисної дії самої станції. На котел встановлюють манометр, за допомогою якого здійснюється спостереження за рівнем тиску пара. Необхідний і спеціальний клапан, який випустить потрібний обсяг пара в тому випадку, коли тиск перевищить граничну величину. На дні барабана є пристосування для діагностики рівня води.
Турбіни складаються зі сталевих циліндрів, всередині них розташований вал, а на ньому закріплені робочі колеса, між якими поміщені направляючі лопати або сопла. Пар, який виривається між цими лопатками, потрапляє на лопатки у робочого колеса, яке обертається і виконує роботу. Причина обертання самого колеса - реакція струменя пара. У турбіні потоки пара розширюються і охолоджуються, так як входять в неї по дуже вузьким пароплавів, а виходять - в широких трубах.
Вкрай поширені теплові двигуни працюють на системі внутрішнього згоряння і встановлюються в танках, літаках, автомобілях, тракторах і так далі. Працювати вони можуть на різному паливі: гас, бензин, стиснений горючий газ. Основна частина двигуна такого типу - це набір циліндрів. Усередині них і відбувається спалювання будь-якого палива. У циліндрі рухається поршень, який являє собою порожнистий і закритий тільки з одного боку циліндр. Поршень оперезаний пружинами у вигляді кілець. Їх призначення - не пропустити газ, утворений під час згоряння палива, в проміжки між самим поршнем і стінами циліндра. Верхні частини циліндрів пов`язані з закритими через клапани канали. Через них впускаються гарячі суміші, а також викидаються відходи згоряння. Крім цих клапанів зверху поміщена свічка. Вона є пристосуванням, за допомогою якого проводиться запалювання горючої суміші через отриману від електричних приладів (бобіни або магнето) іскри.
Важлива частина теплових двигунів, які працюють на принципі внутрішнього згоряння, - це карбюратор. Якщо впускний клапан в циліндрі відкритий, то поршень рухається до валу, і повітря входить через отвір. Повітряні маси проходять повз трубки, з`єднаної з камерою, в якій знаходиться бензин. Повітря з великою швидкістю проходить біля кінця трубки, всмоктує бензин, а потім його розпорошує. Тобто утворюється горюча суміш, яка складається з парів бензину і повітря. Приплив цієї суміші в циліндр обмежений дросельними заслінками.
Є всього чотири основних такту роботи машини внутрішнього згоряння:
З усіх чотирьох тактів (під час яких відбувається тільки два оберти вала) лише третій - робочий. Саме тому одноциліндровий теплової двигун постачають маховиком, який розкручується і обертається під час всіх інших такий. Одноциліндровий двигун встановлюють хіба що на мотоцикли. На автомобілях ставлять більше чотирьох циліндрів. При цьому їх встановлюють таким чином, щоб хоча б один з циліндрів був в роботі на кожен такт. Для старту двигуна використовують електромотор, який живиться від стартера (акумулятора).
У дизельної машині стискається НЕ суміш, а просто повітря, причому стиснення відбувається багаторазове, а повітря нагрівається до сотень градусів Цельсія. Після завершення процесу стиснення в циліндр вбризгівают вже і рідке паливо за допомогою форсунки, яка працює від нагнітається компресорами стисненого повітря. Розбризкана нафту запалюється завдяки високим температурам. У цей час відбувається корисна робота, а потім - викид відпрацьованого газу. Дизелі застосовують в тепловозах, вантажівках, тракторах.
Такі теплові машини по суті є двигунами внутрішнього згоряння, однак в них застосовують так звану реактивну струмінь. Сам двигун знаходиться в циліндричному корпусі. У переднє його отвір входить повітря. Потім в компресорі повітряний потік проходить уздовж осі самого двигуна. Після компресії потік потрапляє в камеру з пальним, де і утворюється горюча суміш, яка спалахує. Таким чином, виходять високотемпературні гази, які рухаються потім до вихідних сопел, приводячи в рух газову турбіну. Дані гази мають неймовірну швидкість.
Експлуатація традиційного газового котла тягне за собою деяку втрату теплової енергії разом з продуктами згорання.…
Умільців збирати всілякі механізми з підручних засобів в нашій країні ніколи не бракувало. Підтвердженням цих слів…
Двигун Стірлінга, колись відомий, був надовго забутий через широкого поширення іншого мотора (внутрішнього згоряння).…
Турбореактивний двигун є одним з найважливіших механізмів, який винайшли в двадцятому столітті. Поговоримо про те, що…
За останні десять років дизельні технології стрімко розвивалися. Велика частина сучасних автомобілів, які виробляються…
Можливості у використанні енергії пара були відомі на початку нашої ери. Це підтверджує прилад під назвою Героновскій…
Найбільш ефективним циклом теплового двигуна є теплової цикл Карно. Він складається з двох ізотермічних і двох…
У переважній більшості автомобілів використовуються в якості палива для двигунів похідні нафти. При згорянні цих…
Кожен знає, що в будь-якому автомобілі використовується двигун внутрішнього згоряння, який складається з маси різних…
Кривошипно-шатунний механізм - це сукупність деталей двигуна. Головне призначення цього пристрою полягає в перетворенні…
Безліч людей, які тільки збираються купити свій перший автомобіль, ще не знають навіть найелементарніших понять, які…
За останні роки технології дизельних двигунів пройшли значний шлях розвитку. Майже половина всіх легкових машин, які…
Під час роботи двигун внутрішнього згоряння нагрівається до серйозних температур. Дана стаття присвячена одній з…
Автомобіль як механізм сам по собі не може функціонувати без кількох обов`язкових умов. Одним з таких вимог є наявність…
Ступінь стиснення являє собою розрахункову величину, яка демонструвала б зміна обсягу до і після стиснення. А компресія…
У даній статті ви дізнаєтеся про карбюратор "Солекс" 21083. Буде розглянуто його конструкція, а також основні…
Двигуни внутрішнього згоряння повинні були замінити промислову парову машину. Однак ентузіасти, які працювали над…
Сучасний автомобіль - це дуже складна конструкція. Важливу роль відіграє і датчик абсолютного тиску. З його допомогою…