Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин

РЕФЕРАТ

ПО ТЕМЕ:

Реактивные Двигатели и Основы Работы Тепловой Машины.

НАПИСАЛ: Лукин А. В.

ПРОВЕРИЛА: Шелкунова Т. В.

Г. НОВОКУЗНЕЦК

-1-

Знание закона сохранения импульса во многих случаях дает возможность выполнить расчеты результата взаимодействия тел, когда значения действующих сил неизвестны.

Тепловой машиной называется устройство, которое преобразует энергию теплового движения в механическую энергию. Существуют два типа тепловых машин: нециклические тепловые машины и циклические тепловые машины. Рассмотрим принцип действия машин второго типа. В основе теоретического обоснования тепловых машин лежит второй закон термодинамики, который утверждает: невозможно создать циклически работающий тепловой двигатель, единственным результатом действия которого получения от источника количества теплоты и превращение его полностью в механическую энергию. Чтобы тепловая машина могла циклически работать, она обязательно должна включать:

-Нагреватель.

-Холодильник.

-Рабочее тело.

Принцип работы такой машины состоит в следующем: рабочее тело, находясь в контакте с негревателем, получает от него в результате теплообмена количество теплоты Q1, нагреваясь до температуры T1. Затем контакт прерывается и рабочее тело переходит в контакт с холодильником.

В процессе перехода рабочее тело совершает механическую работу A. Придя в контакт с холодильником, оно отдает ему некоторое количество теплоты Q2 и охлаждается. Затем рабочее тело переходит в контакт с нагревателем и процесс повторяется.

1)*Для начала возмем для рассмотрения прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Он имеет наиболее простую схему работы.

-2-

Передний край трубки вбирает в себя воздух, – это воздухозаборник. Из сопла – задней части трубки – выходят отработанные газы. Средняя часть камера сгорания.

В камере сгорания горит воздушно-топливная смесь. Температура газа при этом повышается, возрастает скорость его движения. Раскаленные газы с силой выбрасываются через сопло, создавая реактивную тягу.

Но ПВРД может работать если на входе имеется скоростной поток воздуха, но самолет самостоятельно стартовать с таким двигателем не может. Его нужно предварительно разогнать.

Обычный самолет разгоняется при помощи воздушного винта. Но ведь ведь таким винтом – пропеллером можно разогнать и поток воздуха на входе двигателя. Так появился ТРД – турбореактивный двигатель. Чтобы запустить его к компрессору присоединяют стартер, и компрессор создает первоначальный напор воздуха на входе. Затем уже начинает работать сам реактивный двигатель.

На пути раскаленных газов они поставили газовую турбину и соединили ее с компрессором единым валом. Выходящие газ вращают турбину, соединенный с ней компрессор нагнетает воздушный поток в камеру сгорания, топливно-воздушная смесь горит, горячие газы вытекают из сопла, и цикл повторяется.

С помощью мощного и компактного турбореактивного самолеты очень скоро превысили скорость звука. Тяга турбореактивного двигателя может быть увеличена путем дополнительного сгорания топлива в форсажной камере, расположенной между турбиной и реактивным соплом.

Однако такие двигатели не всегда выгодны экономически. Для огромных транспортных самолетов, которые летают со скоростями 650-700 км/ч и поднимают в воздух одновременно десятки тонн груза, лучше использовать турбовинтовые двигатели – ТВД. Турбина может вращать и обычный воздушный винт. Для этого нужно удлинить вал, соединяющий ее с компрессором, добавить

-3-

Редуктор, который снизит частоту вращения винта (иначе воздушный поток станет срываться с лопастей и пропеллер в основном будет вращаться вхолостую).

2)*Рассмотрим в качестве примера действие реактивного двигателя. При сгорании топлива газы, нагретые до высокой температуры, выбрасываются из сопла ракеты со скоростью v.

Ракета и выбрасываемые ее двигателем газы взаимодействуют между собой. На основании закона сохранения импульса при отсутствии внешних сил сумма векторов импульсов взаимодействующих тел остается постоянной. До начала работы двигателей импульс ракеты и горючего был равен нулю; следовательно, и после включения двигателей сумма векторов импульса ракеты и импульса истекающих газов равна нулю:

MV + MV = 0,

Где М – масса ракеты; V – скорость ракеты; m – масса выброшенных газов; v – скорость истечения газов.

Отсюда получаем

MV = – mv.

А для модуля V скорости ракеты имеем

V=(m/M) v.

Эта формула применима для вычисления модуля скорости V ракеты при условии небольшого изменения массы M ракеты в результате работы ее двигателей.

Реактивный двигатель обладает многими замечательными особенностями, но главная из них заключается в следующем. Ракете для движения не нужны ни земля, ни вода, ни воздух, так как она движется в результате взаимодействия с газами, образующимися при сгорании топлива. Поэтому ракета может двигаться в безвоздушном пространстве.

-4-

К. Э. Циолковский – основоположник теории космических полетов. Научное доказательство возможности использования ракеты для полетов в космическое пространство, за пределы земной атмосферы и к другим планетам Солнечной системы было дано впервые русским ученым и изобретателем Константином Эдуардовичем Циолковским.

*:1)-Описание реактивного двигателя.

2)-Описание в формулах реактивного двигателя.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА :

1) Энциклопедический Словарь Юного Техника

Автор : Зубков. Б.В.

Чумаков. С.В.

2) Тепловые Явления В Технике

Автор : Билимович. Б.Ф.

3) Физика

Автор : Кабардин. О.Ф.

4)Физика

Автор : Евфремов. А.П.

Кутузов. Ю.А.



Зараз ви читаєте: Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин