Quali sono i motori di calore?

27/06/2019

I motori a calore sono macchine che producono lavoro meccanico a causa dello scambio di calore con altri corpi esterni. Il riscaldamento è solitamente dovuto al fatto che il combustibile brucia, con conseguente temperatura sufficiente sull'elemento riscaldante. In questo caso, il lavoro viene eseguito attraverso l'uso di energia di una miscela di ossigeno e carburante. Esistono vari tipi di motori termici, il cui lavoro si basa sul riscaldamento con l'aiuto del sole, differenze nelle temperature dell'acqua. Tuttavia, tali macchine non sono ampiamente diffuse e significato. In funzione ora è spesso possibile rilevare i motori utilizzando la divisione dell'energia termica rilasciata nuclei atomici nel reattore.
motori a calore

Centrali a vapore

I motori a vapore a pistone (a caldo) furono creati alla fine del XIX secolo. Cento anni dopo apparvero le prime turbine a vapore. Come dice il nome, il principio di funzionamento è basato su una coppia, solitamente acqua, ma è possibile utilizzare anche il vapore di mercurio. Le turbine a vapore sono installate su potenti centrali elettriche e grandi navi. Il motore a pistoni trovato applicazione solo nel trasporto di acqua (battelli a vapore e locomotive a vapore) e sulla ferrovia. Per il buon funzionamento del motore stesso per una coppia, sono necessari alcuni dispositivi ausiliari e macchine, che nel complesso costituiscono una centrale elettrica a vapore in cui circola sempre la stessa acqua. Vengono trasformati in speciali caldaie in vapore, e quindi il vapore produce il lavoro necessario in una macchina a pistone (o in una turbina). Il passo successivo è la trasformazione del vapore in un tamburo raffreddato in acqua (condensatore). Da esso, l'acqua formata attraverso la pompa e il serbatoio di raccolta viene rimandata alla caldaia, chiudendo il ciclo dell'acqua. Solitamente la caldaia viene chiamata "riscaldatore" e il condensatore viene chiamato frigorifero. A causa del fatto che lo stesso flusso d'acqua circola all'interno dell'unità, quasi nessuna scala è formata.
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Caldaie a vapore

I motori termici a vapore (caldaie) sono costituiti dalla caldaia stessa e dal focolare, in cui viene bruciato carbone sulle griglie (o, in alcuni casi, legna da ardere). È possibile utilizzare combustibile liquido spruzzandolo con vapore negli iniettori. L'aria compressa, che fuoriesce da un tubo stretto, aspira il carburante liquido e quindi lo spruzza nella direzione desiderata. La caldaia è composta da tubi e un tamburo. Il calore dai gas di combustione all'acqua viene trasferito attraverso le pareti del tubo. Occasionalmente, l'acqua può essere all'esterno rispetto ai tubi e sotto di essa - solo i gas di scarico, a volte - al contrario, cioè l'acqua - all'interno dei tubi, e il gas caldo li lava. In tali motori a calore come le caldaie a vapore, il vapore si surriscalda nelle cosiddette bobine, mentre viene trasformato in insaturo da saturo. Pertanto, la condensazione dei vapori sulle pareti della turbina e delle linee del vapore diminuisce, il che significa che aumenta l'efficienza della stazione stessa. Un manometro è installato sulla caldaia, che viene utilizzato per monitorare il livello di pressione del vapore. È necessaria anche una valvola speciale, che rilascerà il volume di vapore richiesto nel caso in cui la pressione superi il valore limite. Nella parte inferiore del tamburo ci sono dispositivi per diagnosticare il livello dell'acqua.
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Turbine a vapore

Le turbine sono costituite da cilindri di acciaio, al loro interno vi è un albero e su di esso sono fissate giranti, tra le quali sono posizionate le pale o gli ugelli di guida. Il vapore che fuoriesce tra queste pale colpisce le pale della girante, che ruota e fa il lavoro. La ragione per la rotazione della ruota stessa è la reazione del getto di vapore. Nella turbina, i flussi di vapore si espandono e si raffreddano mentre entrano lungo i fumaioli molto stretti e fuori in tubi larghi.
motori a calore

Motori a combustione interna

I motori termici estremamente comuni funzionano su un sistema di combustione interno e sono installati in serbatoi, aeroplani, automobili, trattori e così via. Possono lavorare su diversi combustibili: cherosene, benzina, gas combustibile compresso. La parte principale di questo tipo di motore è un set di cilindri. Dentro di loro, c'è l'incendio di qualsiasi combustibile. Nel cilindro muove il pistone, che è un cilindro cavo e chiuso su un solo lato. Il pistone è circondato da molle a forma di anelli. Il loro scopo è quello di non perdere il gas formato durante la combustione del carburante negli intervalli tra il pistone stesso e le pareti del cilindro. Le parti superiori dei cilindri sono collegate ai canali chiusi attraverso le valvole. Le miscele calde vengono immesse attraverso di esse e gli scarti della combustione vengono gettati via. Oltre a queste valvole, una candela è posta sopra. È un dispositivo con il quale l'accensione della miscela combustibile viene prodotta attraverso la scintilla ricevuta da dispositivi elettrici (bobine o magnete).
tipi di motori termici

carburatore

Una parte importante dei motori termici che operano sul principio della combustione interna è il carburatore. Se la valvola di aspirazione nel cilindro è aperta, il pistone si sposta verso l'albero e l'aria entra attraverso l'orifizio. Le masse d'aria passano dal tubo collegato alla camera in cui si trova la benzina. L'aria passa ad alta velocità vicino all'estremità del tubo, aspira benzina, e poi la spruzza. Cioè, si forma una miscela infiammabile, costituita da vapori di benzina e aria. Il flusso di questa miscela nel cilindro è limitato. valvole a farfalla.

Colpi del motore

Ci sono solo quattro parti principali della macchina a combustione interna:

  1. Aspirazione. Durante la prima corsa, la valvola si apre, il pistone aspira la miscela combustibile nel cilindro dal carburatore.
  2. Compressione. Nella seconda corsa, la valvola di aspirazione si chiude e il pistone si solleva e comprime la miscela, riscaldandola in questo modo.
  3. La combustione. Dopo che il pistone raggiunge la posizione superiore, la miscela viene accesa usando una scintilla elettrica dalla candela. La forza di pressione del gas caldo spinge il pistone verso il basso. Questo movimento viene trasmesso all'albero e il lavoro è fatto.
  4. Problema (si esaurisce). La valvola di scarico si apre e tutti i prodotti di scarto della combustione vengono rilasciati nell'atmosfera attraverso il silenziatore.

Di tutti e quattro i cicli (durante i quali avvengono solo due spire dell'albero), solo il terzo funziona. Questo è il motivo per cui il motore termico monocilindrico viene fornito con un volano, che gira e ruota durante tutto l'altro. Il motore monocilindrico è installato tranne che sui motocicli. Sulle auto metti più di quattro cilindri. Allo stesso tempo vengono installati in modo tale che almeno uno dei cilindri sia in funzione per ogni corsa. Per avviare il motore utilizzando un motore elettrico alimentato da un avviatore (batteria).
motore termico

Motori diesel

In un'automobile diesel, non è la miscela che viene compressa, ma semplicemente l'aria, e la compressione viene ripetuta e l'aria viene riscaldata a centinaia di gradi Celsius. Dopo il completamento del processo di compressione, il combustibile liquido è già spruzzato nel cilindro per mezzo di un ugello, che funziona da aria compressa soffiata dai compressori. L'olio schizzato si accende a causa delle alte temperature. In questo momento c'è un lavoro utile, e poi - l'emissione di gas di scarico. I diesel sono utilizzati nelle locomotive diesel, nei camion, nei trattori.

Motore a reazione

Tali motori termici sono essenzialmente motori a combustione interna, ma usano il cosiddetto jet jet. Il motore stesso è in un alloggiamento cilindrico. L'aria entra nella sua apertura frontale. Quindi nel compressore il flusso d'aria passa lungo l'asse del motore stesso. Dopo la compressione, la corrente entra nella camera con combustibile, dove si forma una miscela combustibile, che si accende. Quindi, si ottengono gas ad alta temperatura, che poi si spostano verso gli ugelli di uscita, mettendo in movimento turbina a gas. Questi gas hanno un'incredibile velocità.