Презентация "Паровая турбина. КПД теплового двигателя"


Подписи к слайдам:
28. 11. 0г.Паровая турбина. КПД теплового двигателя

  • Паровая турбина. КПД теплового двигателя

  • Познакомить учащихся
  • с устройством и принципом
  • действия паровой турбины.
  • Ввести понятие КПД теплового
  • двигателя.
  • Обозначить проблемы
  • охраны окружающей среды.
  • Цели:

  • это тепловой двигатель непрерывного действия, в котором потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь совершает механическую работу на валу.

Turbo (лат.) – вихрь середина 19 века

  • Турбины
  • Паровые
  • Газовые

Схема устройства паровой турбины

  • 1 – сопло
  • 2 – лопатки
  • 3 – пар
  • 4 – диск
  • 5 – вал

ПРИМЕНЕНИЕ:

  • Применяется в качестве привода электрического генератора на тепловых, атомных и гидро электростанциях, в качестве двигателей на морском, наземном и воздушном транспорте, как составная часть гидродинамической передачи.
  • Устройство, подобное турбине, но имеющее привод вращения лопаток от вала — компрессор или насос.
  • Самая мощная в мире электростанция находится в Южной Америке, на реке Парана. Её 18 турбин вырабатывают 12 600 миллионов ватт/час электроэнергии.

  • недостатки работы
  • паровой турбины
  • скорость вращения не может меняться в широких пределах
  • долгое время пуска и остановки
  • дороговизна паровых турбин
  • низкий объем производимого электричества, в соотношении с объемом тепловой энергии.
  • преимущества
  • работы
  • паровой турбины
  • вращение происходит в одном направлении;
  • отсутствуют толчки, как при работе поршня
  • работа паровых турбин возможна на различных видах топлива: газообразное, жидкое, твердое
  • высокая единичная мощность

  • Рабочее тело
  • Нагреватель
  • Холодильник
  • Q 1
  • Q 2
  • А п = Q1- Q2

Формула КПД

  • Ап – Полезная работа;
  • Q1 – Кол-во теплоты,
  • полученное от нагревателя;
  • Q2 – Кол-во теплоты
  • отданное холодильнику.

Коэффициент полезного действия (КПД)

  • Не может быть больше 1 (или 100%)
  • КПД паровой машины ≈ 8–12%
  • Паровой или газовой турбины > 30%
  • ДВС ≈ 20-40%

  • Пути повышения КПД
  • паровой турбины
  • 1) создание более совершенной теплоизоляции котла;
  • 2) повышение температуры в котле, а также увеличение давления пара

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

    • Повышение средней температуры атмосферы
    • Изменение климата
    • Образование «парникового эффекта»
    • Исчезновение отдельных видов животных, птиц, растений
    • Выпадение кислотных дождей

Альтернативные источники энергии

  • Тепловые двигатели:
  • 25,5 млрд т оксидов углерода
  • 190 млн т оксидов серы
  • 65 млн т оксидов азота
  • 1,4 млн т хлорфторуглерода
  • Свинец, кадмий, медь, никель и др.
  • Солнечная энергия
  • Электроэнергия
  • Энергия магнитного поля
  • Энергия ветра

Разработки Густафа де Лаваля

  • В 1883 году шведу Густафу де Лавалю удалось преодолеть многие затруднения и создать первую работающую паровую турбину. За несколько лет до этого Лаваль получил патент на сепаратор для молока. Для того, чтобы приводить его в действие, нужен был очень скоростной привод. Ни один из существовавших тогда двигателей не удовлетворял поставленной задаче. Лаваль убедился, что только паровая турбина может дать ему необходимую скорость вращения. Он стал работать над ее конструкцией и в конце концов добился желаемого.

Из истории

  • Турбина Лаваля представляла собой легкое колесо, на лопатки которого через несколько поставленных под острым углом сопел наводился пар.
  • В 1889 году Лаваль значительно усовершенствовал свое изобретение, дополнив сопла коническими расширителями. Это значительно повысило КПД турбины и превратило ее в универсальный двигатель.

Разработки Чарлза Парсонса

  • В 1884 году английский инженер Чарлз Парсонс получил патент на многоступенчатую реактивную турбину, которую он изобрел специально для приведения в действие электрогенератора.
  • В 1885 году он сконструировал многоступенчатую реактивную турбину, получившую в дальнейшем широкое применение на тепловых электростанциях.

Домашнее задание:

  • § 23, 24;
  • карточки,
  • подготовиться к контрольной работе