Реактивные двигатели и основы работы тепловой машины

1. Реактивные двигатели и основы работы тепловой машины

работу выполнял
Студент первого курса
Абдураимов Темур

2.

Введение
Актуальность:данные двигатели начинают использовать повсеместно,основы
работы таких машин лежат в базе многих технологических процессов,по этому
сейчас данная тема очень актуальна для простых людей
Цель:изучить реактивные двигатели и основы работы тепловой машины
о видах реактивных двигателей,познакомиться с историей возникновения
Задача
Выполнить расчёты результата взаимодействия двух или нескольких
тел, когда значения действующих сил неизвестны, во многих
случаях позволяет использование закона сохранения импульса.

3.

Содержание.
Введение.
Тепловая машина.
Циклическая тепловая машина. Принцип работы.
Прямоточный воздушно — реактивный двигатель.
Турбореактивный двигатель
Реактивный двигатель.
Открытие пути в космос К. Э Циолковским.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1) «Энциклопедический Словарь Юного Техника». Зубков.Б.В,
Чумаков.С.В.
2) «Тепловые Явления В Технике». Билимович.Б.Ф.
3) «Физика».Кабардин.О.Ф.
4) «Физика».Евфремов.А.П., Кутузов.Ю.А.

4.

Тепловая машина.
Устройство, преобразующее энергию теплового движения в механическую энергию, называется
тепловой машиной. Различают циклические и нециклические тепловые машины.
Циклическая тепловая машина. Принцип работы.
Представим принцип действия машин циклических машин. Реальная тепловая циклическая
машины состоит из печки (нагревателя), холодильника и рабочего тела.
Для теоретического объяснения работы тепловых машин необходимо знание второго закона
термодинамики в следующем виде: невозможно создать циклически работающий тепловой
двигатель, единственным результатом действия которого получения от источника количества
теплоты и превращение его полностью в механическую энергию.
Определим принцип работы циклической тепловой машины. Рабочее тело, в результате
контакта с негревателем, получает от него вследствие обмена теплом некоторой количество
теплоты, равное Q1, нагреваясь до некоторой температуры T1. После завершения контакта
с нагревателем, рабочее тело переходит в контакт с холодильником.
При таком переходе рабочее тело совершает механическую работу A. В контакте
с холодильником, рабочее тело отдаёт ему некоторое количество теплоты Q2 - охлаждается.
Затем рабочее тело снова переходит в контакт с печкой — процесс повторяется.

5.

Открытие пути в космос
К.Э Циолковским.
Впервые научное доказательство возможности использования ракеты для полётов
в космическое пространство, за пределы земной атмосферы и к другим планетам Солнечной
системы было дано русским учёным и изобретателем Константином Эдуардовичем
Циолковским. Ракетой Цоилковский назвал аппарат с реактивным двигателем, использующим
находящиеся на нём горючее и окислитель. Реактивным двигателем называют двигатель,
способный преобразовать химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой
струи, и приобрести при этом скорость в обратном направлении
Прямоточный воздушно — реактивный двигатель.
Рассмотрим прямоточный воздушно-реактивный двигатель, имеющий наиболее простую
схему работы.
Воздухозаборник — это передний край трубки, всасывающий в себя воздух. Средняя часть —
камера сгорания, в которой горит воздушно-топливная смесь. Отработанные газы выходят
из сопла — задней части трубки.
Температура при сгорании воздушно — топливной смеси повышается, возрастает скорость
движения двигателя, а раскалённые газы, создавая реактивную тягу, с силой выбрасываются
через сопло.
Если на входе имеется скоростной поток воздуха, прямоточный воздушно — реактивный
двигатель также может работать. Однако самолёт с таким двигателем самостоятельно
стартовать не сможет — его придётся предварительно разгонять, например, при помощи
воздушного винта. Но таким пропеллером можно разогнать и поток воздуха на входе
двигателя. В результате решения этой задачи появился турбореактивный двигатель.

6.

Турбореактивный двигатель
Перед началом работы турбореактивного двигателя к компрессору необходимо
присоединить, так называемый, стартёр, чтобы компрессор создал первоначальный
напор воздуха на входе. Затем уже начнет работать сам реактивный двигатель.
На пути раскалённых газов инженеры — проектировщики поставили газовую
турбину и единым валом соединили её с компрессором.
Турбину вращает выходящий переработанный газ, а соединённый с ней компрессор
нагнетает воздушный поток в камеру сгорания, топливно-воздушная смесь горит,
горячие газы вытекают из сопла — цикл повторяется.
Путём дополнительного сгорания топлива в форсажной камере, расположенной
между турбиной и реактивным соплом можно увеличивать тягу турбореактивного
двигателя.
Использование мощного и компактного турбореактивного двигателя в самолётах
позволило очень скоро превысить их скорости скорость звука.
Но такие двигатели оказались не всегда выгодными экономически.
Использование турбовинтовых двигателей для огромных транспортных самолётов,
которые летают со скоростями 650−700 км/ч и поднимают в воздух одновременно
десятки тонн груза, оказалось более эффективным.
Чтобы турбина вращала и обычный воздушный винт, необходимо удлинить вал,
соединяющий её с компрессором, добавить редуктор, снижающий частоту вращения
винта, иначе воздушный поток станет срываться с лопастей, а пропеллер
в основном будет вращаться вхолостую.

7.

Реактивный двигатель.
Теперь рассмотрим принцип работы реактивных двигателей.
Газы, нагретые до высокой температуры, при сгорании топлива, выбрасываются из сопла
ракеты со скоростью v и взаимодействуют с ракетой.
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, так как по закону сохранения импульса, сумма векторов импульсов
взаимодействующих тел остаётся постоянной при отсутствии внешних сил. Можно записать
следующее верное соотношение.
MV + MV = 0,
Где:
М — масса ракеты;
V — скорость ракеты;
m — масса выброшенных газов;
v — скорость истечения газов.
Получили равенство:
MV = -mv.
Для модуля скорости движения ракеты V верно соотношение:
V=(m/M) v.
(Формула модуля скорости движения ракеты применима при условии небольшого изменения
массы M ракеты в результате работы её двигателей.)
Главная особенность реактивного двигателя заключается в следующем. Так как она движется
в результате взаимодействия с газами, образующимися при сгорании топлива, для движения
её не нужны ни вода, ни земля, ни воздух- ракета может двигаться в безвоздушном
пространстве.