18. Топлинни машини

Цикъл на Каарно, състои се от две изотерми и две адиабати - най-изгодни от енергитична гледна точка ТД процеси. При изотермичен процес работа се извършва за сметка на подаденото количество топлина A=Q, а при адиабатен за сметка на намаляването на вътрешната енергия A= - dU.

Коефициентът на полезно действие е винаги по-малък от съответния к.п.д. на идеалната топлинна машина на Карно.

При топлинните машини се ползва прав цикъл на Карно и се върши работа за сметка на подадено количество топлина от нагревател. За да бъде процесът непрекъснат, част от тази топлина се отдава на охладител.

При хладилните машини се изпомпва количество топлина от охладителя и се отдава на нагревателя заедно с енергията на извършената работа.

Видове топлинни машини:

1. Парна машина - цикъл на Ранкин.

0-1 подава се пара в цилиндъра, р расте

1-2-3 подаването на парата се прекратява,

буталото извършва своя работен ход.

3-4 отваря се клапан за изхвърляне на пара

4-5 буталото се връща в изходно положение.

2. Двигатели с вътрешно горене

а) бензинов двигател с четиритактов цикъл

1-2 всмукване на горивната смес

2

p

-3 компресия

3-4 искрово запалване, р расте

4-5 работен ход на буталото

5-6 отвря се клапана за изхвърляне на изгорелите газове

6-7 буталото изхвърля газовете и се

връща в изходно положение

б) Дизелов двигател

1-2 всмукване на въздуха

2-3 при висока компресия нагряване до висока температура

3-4 впръскване на горивото и самозапалване

4-5 работен ход на буталото

5-6 отвря се клапана за изхвърляне на изгорелите газове

6-7 буталото изхвърля изгорелите газове

и се връща в изходно положение

3. Кратка история от построяването на топлинните машини:

1766г. - Иван Иванович Ползунов построява първата парна машина с два цилиндъра

1784г. - Джеймс Уат обединява двата цилиндъра в един

1860г. - Етиен Ленуар построява първия двигател с вътрешно горене

1862г. - Бо де Роша предлага четиритактовия цикъл

1878г. - Н. Ото построява първия четиритактов двигател

1892г. - Р. Дизел построява първия дизелов двигател