Motoarele cu jet și principiile de funcționare a unui motor termic

Cunoașterea legii conservării impulsului, în multe cazuri, face posibilă efectuarea de calcule rezultat al interacțiunii dintre organisme, atunci când valorile forțelor de operare sunt necunoscute.







motorul termic este un dispozitiv care convertește energia termică în energie mecanică de mișcare. Există două tipuri de motoare termice: motoare termice non-ciclice și motoare termice ciclice. Luați în considerare principiul mașinilor de al doilea tip. Studiul teoretic al motoarelor termice este a doua lege a termodinamicii, care afirmă că este imposibil să se creeze un motor termic ciclic de lucru, singurul rezultat al care este primit de la sursa de cantitatea de căldură și transformându-l complet în energie mecanică. Pentru a încălzi mașina ar putea ciclul să funcționeze, trebuie să includă:

Principiul funcționării unei astfel de mașini este după cum urmează: corpul de lucru, în timp ce este în contact cu non-încălzitorul, primește căldură din acesta ca urmare a schimbului de căldură Q1, încălzirea la temperatura T1. Apoi contactul este întrerupt și mediul de lucru vine în contact cu frigiderul.

În timpul tranziției, mediul de lucru efectuează lucrări mecanice A. După contactarea frigiderului, îi dă o anumită temperatură Q2 și se răcește. Apoi, mediul de lucru vine în contact cu încălzitorul și procesul se repetă.

1) * Pentru inceput, putem lua in considerare un motor de tip ramjet. Are cea mai simplă schemă de lucru.

Marginea din față a tubului absoarbe aerul, - acesta este admisia de aer. Din duza - partea din spate a tubului - gazele de eșapament sunt descărcate. Partea centrală este camera de ardere.

În camera de ardere se arde un amestec aer-combustibil. Astfel, temperatura gazului crește, viteza de mișcare crește. Gazele strălucitoare sunt aruncate cu forța prin duza, creând o forță reactivă.

Însă joncțiunea poate funcționa dacă la intrare există un flux de aer de mare viteză, dar aeronava nu poate începe cu un astfel de motor în mod independent. Trebuie să fie accelerat în prealabil.







O aeronavă convențională este accelerată de o elice de aer. Dar, de fapt, cu un astfel de șurub elice, este posibil să se disperseze și un curent de aer la o intrare a motorului. Deci a existat un motor turbojet. Pentru ao porni, este conectat un starter la compresor, iar compresorul creează presiunea inițială a aerului la intrare. Apoi motorul cu reacție începe să funcționeze.

În calea gazelor fierbinți au pus o turbină cu gaz și combinate cu un singur compresor ax. Outgoing rotate turbina cu gaz, conectat la acesta compresorul pompe fluxul de aer în camera de ardere, un amestec aer-combustibil arde gazele fierbinți să iasă din duză, iar ciclul se repetă.

Cu ajutorul unui turbojet puternic și compact, viteza sunetului a fost foarte curând depășită. Propulsarea motorului turbojet poate fi sporită prin arderea suplimentară a combustibilului în postburnerul situat între turbină și duza jetului.

Cu toate acestea, astfel de motoare nu sunt întotdeauna viabile din punct de vedere economic. Pentru avioanele imense de transport, care zboară la viteze de 650-700 km / h și ridică în același timp zeci de tone de mărfuri în aer, este mai bine să folosim motoare turbopropulsoare - TVD. Turbina se poate roti și un șurub de aer convențional. Pentru a face acest lucru, trebuie să extindeți arborele care o conectează la compresor, adăugați

reductor, ceea ce va reduce frecvența de rotație a șurubului (în caz contrar, debitul de aer va rupe paletele, iar elicea se va roti în mod normal).

2) * Să considerăm ca exemplu acțiunea unui motor cu reacție. In timpul arderii gazelor combustibile, încălzite la o temperatură ridicată, acesta este evacuat dintr-o duză cu un vehicul viteza V.

Racheta și gazele emise de motorul său interacționează unul cu celălalt. Pe baza legii conservării impulsului în absența forțelor externe, suma vectorilor de moment ai corpurilor interacționează rămâne constantă. Înainte ca motoarele să înceapă, impulsul rachetei și al combustibilului era zero; în consecință, chiar și după ce motoarele sunt pornite, suma vectorilor de impuls al rachetei și pulsul gazelor care expiră este zero:

Unde M este masa rachetei; V este viteza rachetei; m este masa gazelor ejecționate; v este viteza debitului de gaze.

Prin urmare, obținem

MV = -mv.

Și pentru modulul V de viteză a rachetelor, avem

Această formulă este aplicabilă pentru a calcula modulul rachetei vitezei V, cu condiția o mică variație a masei M rachete, ca rezultat al motoarelor sale.

Motorul cu jet are multe caracteristici remarcabile, dar cel principal este după cum urmează. Racheta nu are nevoie de pământ, apă sau aer pentru mișcare, deoarece se mișcă ca urmare a interacțiunii cu gazele formate în timpul arderii de combustibil. Prin urmare, racheta se poate deplasa într-un spațiu fără aer.

KE Tsiolkovsky - fondatorul teoriei zborului spatial. Dovada științifică a posibilității de a folosi racheta pentru a zbura în spațiu, dincolo de atmosfera Pământului și alte planete ale sistemului solar a fost dat pentru prima dată, omul de știință rus și inventator Konstantin Tsiolkovsky.

*: 1) - Descrierea motorului cu reacție.

2) - Descrierea în formulele motorului cu reacție.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: