Резюме Jet engine - Група реферати, есета, доклади, курсови и дисертационни работи
Изпълнено от: Мелников Семен.
Физическата основа на топлинната машина
Механичната работа в съвременните машини и механизми се осъществява главно поради вътрешната енергия на веществата.
Топлинен двигател - устройство, което преобразува вътрешната енергия на горивото в механична енергия
Невъзможно е да си представим съвременната цивилизация без топлинни машини.
Механичната работа в двигателя възниква, когато работното вещество се разширява, движейки буталото в цилиндъра. За циклична, непрекъсната работа на двигателя е необходимо буталото да се върне в първоначалното му положение, т.е. компресия на работното вещество. Лесно свиваемо вещество е вещество в газообразно състояние; следователно газ или пара се използват като работещо вещество в топлинните машини.
Работата на топлинната машина се състои от периодично повтарящи се процеси на разширяване и свиване на газа. Компресията на газ не може да бъде спонтанна, тя се случва само под действието на външна сила, например, поради енергията, съхранявана от маховика на двигателя, когато газът се разширява.
Общата механична работа А се състои от работата по разширяване на газа Arssch и работата по компресиране на газа Aszh, извършена от силите на налягането на газа по време на неговото компресиране. Тъй като по време на компресията ΔV 0) е необходимо работата на компресията на газа да бъде по-малка от работата на нейното разширяване.
Като се вземе предвид формулата: A = pΔV, имаме A = (pexp - pszh) ΔV.
Промяната в обема на газа ΔV по време на разширяване и свиване трябва да бъде еднаква поради цикличната работа на двигателя.
Следователно налягането на газа по време на компресията трябва да бъде по-малко от налягането му по време на разширяване. При същия обем газ, колкото по-ниска е по-ниска неговата температура; следователно газът трябва да се охлади преди компресията, т.е. доведен в контакт с хладилна машина - тяло с по-ниска температура. За да се получи механична работа в топлинен двигател в цикличен процес, газовото разширение трябва да се случи при по-висока температура от компресията.
Предпоставка за циклично получаване на механична работа в топлинен двигател е наличието на нагревател и хладилник.
История на топлинния двигател
Създаването на топлинни машини беше предшествано от доказателства за съществуването на атмосферно налягане.
Реактивен двигател, двигател, който създава тяговата сила, необходима за движение чрез преобразуване на първоначалната енергия в кинетичната енергия на струйния поток на работната течност; В резултат на изтичането на работната среда от дюзата на двигателя се генерира реактивна сила под формата на реакция (откат) на струята, която движи двигателя и устройството, структурно свързани с него в пространството в посока, обратна на до изтичане на струята. Различни видове енергия (химическа, ядрена, електрическа, слънчева) могат да се преобразуват в кинетична (високоскоростна) енергия на реактивен поток в ракетен двигател. R. d. (Двигател с директна реакция) комбинира самия двигател с задвижващия блок, т.е. осигурява собствено движение без участието на междинни механизми.
За да създадете реактивната тяга, използвана от ракетния двигател, имате нужда от: източник на началния
(първична) енергия, която се преобразува в кинетична енергия на струйния поток;
работна течност, която се изхвърля от реактора под формата на струен поток; Самият Р. г. -
преобразувател на енергия. Първоначалната енергия се съхранява на борда на самолет или друг.
апарат, оборудван с R. d. (химическо гориво, ядрено гориво) или (по принцип)
може да идва отвън (слънчева енергия). За получаване на работна течност в R. d. Can
използвайте вещество, взето от околната среда (например въздух или вода);
веществото, което се намира в резервоарите на апарата или директно в камерата на R. d.; смес от вещества, идващи от околната среда и съхранявани на борда на превозното средство. В съвременното производство на енергия химическата енергия най-често се използва като първична енергия. В този случай работната течност е горещи газове - продукти от изгарянето на химическо гориво. По време на работата на ракетен двигател химическата енергия на горими вещества се превръща в топлинна енергия на продуктите от горенето, а топлинната енергия на горещите газове се превръща в механична енергия на транслационното движение на струйния поток и, следователно, на апарата на който е монтиран двигателят. Основната част на всяка горивна камера е горивната камера, в която се генерира работната течност. Крайната част на камерата, която служи за ускоряване на работната течност и получаване на струя струя, се нарича струйна дюза.
В зависимост от това дали се използва или не по време на работата на Р. г. Околната среда,
те се подразделят на 2 основни класа - въздушно-реактивни двигатели (VFD) и
ракетни двигатели (RD). Всички РДВ са топлинни двигатели, чиято работна течност се формира
в реакцията на окисляване на горимо вещество с атмосферен кислород. Въздухът, идващ от атмосферата, представлява основната част от работната течност на РДВ. По този начин апарат с РДВ носи енергиен източник (гориво) на борда и извлича по-голямата част от работната течност от околната среда. За разлика от РДВ, всички компоненти на работната течност на пътеката за рулиране са на борда на превозното средство, оборудвано с пътеката за рулиране. Липсата на витло, взаимодействащо с околната среда и наличието на всички компоненти на работната течност на борда на превозното средство, правят RD единственият подходящ за работа в космоса. Съществуват и комбинирани ракетни двигатели, които като че ли са комбинация от двата основни типа.
Принципът на реактивно задвижване е известен от много дълго време. Предшественикът на Р. г. Може да се счита за топката на Херон. Ракетни двигатели с твърдо гориво - прахообразни ракети се появяват в Китай през 10 век. н. д. В продължение на стотици години такива ракети се използват първо на Изток, а след това и в Европа като фойерверки, сигнални и бойни ракети. През 1903 г. К. Е. Циолковски в своята работа „Изследване на световните пространства чрез реактивни устройства“ първият в света излага основните принципи на теорията на ракетните двигатели с течно гориво и предлага основните елементи на течно гориво двигател. Първите съветски ракетни двигатели с течно гориво - ORM, ORM-1, ORM-2 са проектирани от В. П. Глушко и създадени под негово ръководство през 1930-31 г. в газодинамичната лаборатория (GDL). През 1926 г. Р. Годард изстреля ракета с течно гориво. За първи път електротермален RD е създаден и тестван от Glushko в GDL през 1929-33.