Реферат: Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин

РЕФЕРАТ

ПО ТЕМЕ:

Реактивные Двигатели и ОсновыРаботы Тепловой Машины.

НАПИСАЛ: Лукин А.В.ПРОВЕРИЛА: Шелкунова Т.В.

г.НОВОКУЗНЕЦК

-1-

Знание закона сохранения импульса во многих случаях даёт возможностьвыполнить расчёты результата взаимодействия тел, когда значения действующих силнеизвестны.

Тепловоймашиной называется устройство, которое преобразует энергию теплового движения вмеханическую энергию. Существуют два типа тепловых машин: нециклическиетепловые машины и циклические тепловые машины. Рассмотрим принцип действия машинвторого типа. В основе теоретического обоснования тепловых машин лежит второйзакон термодинамики, который утверждает: невозможно создатьциклически работающий тепловой двигатель, единственным результатом действиякоторого получения от источника количества теплоты и превращение его полностьюв механическую энергию. Чтобы тепловая машина могла циклически работать, онаобязательно должна включать:

-Нагреватель.

-Холодильник.

-Рабочеетело.

Принципработы такой машины состоит в следующем: рабочее тело, находясьв контакте с негревателем, получает от него в результате теплообмена количество теплоты Q1, нагреваясь дотемпературы T1. Затем контакт прерывается и рабочее тело переходит в контакт схолодильником.

В процессе переходарабочее тело совершает механическую работу A. Придя в контакт схолодильником, оно отдаёт ему некоторое количество теплоты Q2 и охлаждается. Затемрабочее тело переходит в контакт с нагревателем и процесс повторяется.

1)*Для началавозмём для рассмотрения прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Он имеетнаиболее простую схему работы.

-2-

Передний крайтрубки вбирает в себя воздух, — это воздухозаборник. Из сопла — задней частитрубки – выходят отработанные газы. Средняя часть камера сгорания.

В камересгорания горит воздушно-топливная смесь. Температура газа при этом повышается,возрастает скорость его движения. Раскалённые газы с силой выбрасываются черезсопло, создавая реактивную тягу.

Но ПВРД можетработать если на входе имеется скоростной поток воздуха, но самолётсамостоятельно стартовать с таким двигателем не может. Его нужно предварительноразогнать.

Обычныйсамолёт 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 присоединяютстартёр, и компрессор создаёт первоначальный напор воздуха на входе. Затем уженачинает работать сам реактивный двигатель.

На путираскалённых газов они поставили газовую турбину и соединили её с компрессоромединым валом. Выходящие газ вращают турбину, соединённый с ней компрессорнагнетает воздушный поток в камеру сгорания, топливно-воздушная смесь горит,горячие газы вытекают из сопла, и цикл повторяется.

С помощьюмощного и компактного турбореактивного самолёты очень скоро превысили скоростьзвука. Тяга турбореактивного двигателя может быть увеличена путёмдополнительного сгорания топлива в форсажной камере, расположенной междутурбиной и реактивным соплом.

Однако такиедвигатели не всегда выгодны экономически. Для огромных транспортных самолётов,которые летают со скоростями 650-700 км/ч и поднимают в воздух одновременнодесятки тонн груза, лучше использовать турбовинтовые двигатели – ТВД. Турбинаможет вращать и обычный воздушный винт. Для этого нужно удлинить вал,соединяющий её с компрессором, добавить

-3-

редуктор, который снизитчастоту вращения винта (иначе воздушный поток станет срываться с лопастей ипропеллер в основном будет вращаться вхолостую).

/>2)*Рассмотрим в качестве примера действиереактивного двигателя. При сгорании топлива газы, нагретые до высокойтемпературы, выбрасываются из сопла ракеты со скоростью v.

Ракета ивыбрасываемые её двигателем газы взаимодействуют между собой. На основаниизакона сохранения импульса при отсутствии внешних сил сумма векторов импульсоввзаимодействующих тел остаётся постоянной. До начала работы двигателей импульсракеты и горючего был равен нулю; следовательно, и после включения двигателей сумма векторовимпульса 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 Vскорости ракеты имеем

V=(m/M) v.

Эта формула применима длявычисления модуля скорости Vракеты при условии небольшого изменения массы M ракеты в результате работы её двигателей.

Реактивный двигательобладает многими замечательными особенностями, но главная из них заключается вследующем. Ракете для движения не нужны ни земля, ни вода, ни воздух, так какона движется в результате взаимодействия с газами, образующимися при сгораниитоплива. Поэтому ракета может двигаться в безвоздушном пространстве.

-4-

К. Э. Циолковский – основоположник теории космических полётов. Научное доказательство возможностииспользования ракеты для полётов в космическое пространство, за пределы земнойатмосферы и к другим планетам Солнечной системы было дано впервые русскимучёным и изобретателем Константином Эдуардовичем Циолковским.

*:1)-Описание реактивного двигателя.

2)-Описание вформулах реактивного двигателя.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯЛИТЕРАТУРА:

1) ЭнциклопедическийСловарь Юного Техника

Автор:Зубков.Б.В.

Чумаков.С.В.

2) Тепловые ЯвленияВ Технике

Автор:Билимович.Б.Ф.

3) Физика

Автор:Кабардин.О.Ф.

4)Физика

Автор:Евфремов.А.П.