![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Основные положения мкт. Доказательство существования молекул. Размеры и масса молекул.
- •Строение газообразных, жидких и твердых тел
- •Опыт Штерна. Распределение молекул по скоростям
- •Идеальный газ. Изопроцессы.
- •Абсолютная температурная шкала. Абсолютный нуль температуры.
- •Уравнение состояния идеального газа Менделеева - Клапейрона
- •Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа
- •Внутренняя энергия. Внутренняя энергия идеального газа
- •Количество теплоты
- •Первый закон термодинамики и его применение к различным процессам
- •1. Изобарный процесс. Работа газа.
- •2. Изохорный процесс. Теорема Майера
- •3. Изотермический процесс
- •4. Адиабатный процесс
- •Принцип действия тепловых двигателей. Кпд теплового двигателя
- •Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Парообразование. Конденсация. Испарение.
- •Кипение. Удельная теплота парообразования.
- •Влажность воздуха
- •Поверхностное натяжение жидкостей. Свойства поверхностного слоя жидкости
- •Капиллярные явления. Смачивание и несмачивание
- •Кристаллические и аморфные тела. Свойства твердых тел
- •Сила упругости. Закон Гука. Виды деформаций
- •Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •Изотерма реального газа. Критическая температура
- •Диаграмма состояния вещества.
- •Двигатели внутреннего сгорания.
- •Паровая и газовая турбины
- •Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики и его статистический смысл
- •Теплоемкость твердых тел.
Паровая и газовая турбины
Паровая
турбина. Первая паровая турбина,
нашедшая практическое применение, была
изготовлена шведским инженером Г.
Лавалем в 1889 г.. Ее мощность была меньше
4 кВт при частоте вращения ротора 500 об
с. При конструировании паровой турбины
надо решить две проблемы. Во-первых,
следует добиться, чтобы внутренняя
энергия пара в максимальной степени
превращалась в кинетическую энергию
струи, вырывающейся из сопла. Во-вторых,
следует добиться, чтобы кинетическая
энергия струи в максимальной степени
передавалась лопаткам ротора турбины.
Чтобы полнее использовать кинетическую
энергию струи пара, турбины делают
многоступенчатыми, насаживая на общий
вал несколько роторов возрастающего
диаметра. Из-за недостаточно большой
скорости вращения пар отдает только
часть своей кинетической энергии ротору
меньшего диаметра. Затем пар, отработавший
в первой ступени, направляется на второй
ротор большего диаметра, где отдает его
лопаткам часть оставшейся кинетической
энергии, и т. д. Отработавший пар
конденсируется в охладителе-конденсаторе,
а теплая вода направляется в котел. КПД
современных паровых турбин достигает
40%. Поэтому электрические генераторы
всех тепловых и атомных электростанций
приводятся в действие паровыми турбинами.
Температура пара, применяемого в современных паротурбинных установках, не превышает 580°С, а температура пара на выходе из турбины обычно не ниже 30 °С.
Газовые
турбины – по сути являются двигателями
внутреннего сгорания. Газотурбинная
установка состоит из воздушного
компрессора, камер сгорания, газовой
турбины и выпускного сопла. Компрессор
состоит из ротора, укрепленного на одной
оси с турбиной, и неподвижного направляющего
аппарата. При работе турбины ротор
компрессора вращается, засасывая воздух;
давление воздуха за первым рядом лопаток
повышается. За первым рядом лопаток
ротора расположен ряд лопаток неподвижного
направляющего аппарата компрессора, с
помощью которого изменяется направление
движения воздуха и обеспечивается
возможность его дальнейшего сжатия с
помощью лопаток второй ступени ротора
и т. д.. Несколько ступеней лопаток
компрессора обеспечивают повышение
давления воздуха в 5—7 раз. Процесс
сжатия протекает почти адиабатно,
поэтому температура воздуха значительно
повышается, достигая 200°С и более. Сжатый
воздух поступает в камеру сгорания.
Одновременно через форсунку в нее
впрыскивается под большим давлением
жидкое топливо - керосин, мазут. При
горении топлива воздух, служащий рабочим
телом, нагревается до 1500—2200 °С. Нагревание
воздуха происходит при постоянном
давлении, поэтому воздух расширяется
и скорость его движения увеличивается.
Движущиеся с большой скоростью воздух
и продукты горения направляются в
турбину. Переходя от ступени к ступени,
они отдают свою кинетическую энергию
лопаткам ротора турбины. Часть полученной
турбиной энергии расходуется на вращение
компрессора, а остальная используется,
например, для вращения винта самолета
или ротора электрического генератора.
Отработавший воздух вместе с продуктами сгорания при давлении, близком к атмосферному, и температуре более 500 °С со скоростью более 500 м с выбрасывается в атмосферу либо (для повышения КПД) направляется в теплообменник, где отдает часть энергии на нагревание воздуха, поступающего в камеру сгорания.
Цикл работы газовой турбины аналогичен циклу поршневого ДВС. Разница лишь в том, что в поршневом ДВС его четыре такта происходят последовательно во времени в одном месте — цилиндре, а в газовой турбине те же такты происходят одновременно в разных участках всасывание и сжатие воздуха - и компрессоре, сжигание топлива — в камере сгорания, рабочий ход - в турбине и выпуск - в выпускном сопле. КПД газотурбинных установок достигает 25 - 30%.