Эти
недостатки объясняют, почему дорожные
транспортные средства, которые меньше,
дешевле и требуют менее регулярного
обслуживания, чем танки, вертолеты,
крупные катера и так
далее, не используют газотурбинные двигатели,
несмотря на неоспоримые преимущества
в размере и мощности.
Паровая турбина представляет собой
серию вращающихся дисков, закрепленных
на единой оси, называемых ротором турбины,
и серию чередующихся с ними неподвижных
дисков, закрепленных на основании, называемых
статором. Диски ротора имеют лопатки
на внешней стороне, пар подается на эти
лопатки и крутит диски. Диски статора
имеют аналогичные лопатки, установленные
под противоположным углом, которые служат
для перенаправления потока пара на следующие
за ними диски ротора. Каждый диск ротора
и соответствующий ему диск статора называются
ступенью турбины. Количество и размер
ступеней каждой турбины подбираются
таким образом, чтобы максимально использовать
полезную энергию пара той скорости и
давления, который в нее подается. Выходящий
из турбины отработанный пар поступает
в конденсатор. Турбины вращаются с очень
высокой скоростью, и поэтому при передаче
вращения на другое оборудование обычно
используются специальные понижающие
трансмиссии. Кроме того, турбины не могут
изменять направление своего вращения,
и часто требуют дополнительных механизмов
реверса (иногда используются дополнительные
ступени обратного вращения). Турбины
превращают энергию пара непосредственно
во вращение и не требуют дополнительных
механизмов преобразования возвратно-поступательного
движения во вращение. Кроме того, турбины
компактнее возвратно-поступательных
машин и имеют постоянное усилие на выходном
валу. Поскольку турбины имеют более простую
конструкцию, они, как правило, требуют
меньшего обслуживания. Основной сферой
применения паровых турбин является выработка
электроэнергии (около 86% мирового производства
электроэнергии производится паровыми
турбинами), кроме того, они часто используются
в качестве судовых двигателей (в том числе
на атомных кораблях и подводных лодках).
Было также построено некоторое количество
паротурбовозов, но они не получили широкого
распространения и были быстро вытеснены
тепловозами и электровозами.
Реактивный двигатель — двигатель, создающий
необходимую для движения силу тяги посредством
преобразования исходной энергии в кинетическую
энергию реактивной струи рабочего тела.
Рабочее тело с большой скоростью истекает
из двигателя, и в соответствии с законом
сохранения импульса образуется реактивная
сила, толкающая двигатель в противоположном
направлении. Для разгона рабочего тела
может использоваться как расширение
газа, нагретого тем или иным способом
до высокой температуры (т.н. тепловые
реактивные двигатели), так и другие физические
принципы, например, ускорение заряженных
частиц в электростатическом поле (См.
ионный двигатель). Реактивный двигатель
сочетает в себе собственно двигатель
с движителем, то есть, он создаёт тяговое
усилие только за счёт взаимодействия
с рабочим телом, без опоры или контакта
с другими телами. По этой причине чаще
всего он используется для приведения
в движение самолётов, ракет и космических
аппаратов.
Существует
два основных класса реактивных двигателей:
Воздушно-реактивные двигатели — тепловые двигатели, которые используют энергию окисления горючего кислородом воздуха, забираемого из атмосферы. Рабочее тело этих двигателей представляет собой смесь продуктов горения с остальными компонентами забранного воздуха.
Ракетные двигатели — содержат все компоненты рабочего тела на борту и способны работать в любой среде, в том числе и в безвоздушном пространстве.
Основным
техническим параметром, характеризующим
реактивный двигатель, является тяга (иначе — сила
тяги) — усилие, которое развивает двигатель
в направлении движения аппарата.
Ракетные двигатели помимо тяги характеризуются
удельным импульсом, являющимся показателем
степени совершенства или качества двигателя.
Этот показатель является также мерой
экономичности двигателя. В приведённой
ниже диаграмме в графической форме представлены
верхние значения этого показателя для
разных типов реактивных двигателей, в
зависимости от скорости полёта, выраженной
в форме числа Маха, что позволяет видеть
область применимости каждого типа двигателей.
Глава 3. Экологические проблемы
тепловых двигателей
Экологический кризис, нарушение
взаимосвязей внутри экосистемы или
необратимые явления в биосфере,
вызванные антропогенной деятельностью
и угрожающие существованию человека
как вида. По степени угрозы естественной жизни
человека и развитию общества выделяются
неблагоприятная экологическая ситуация,
экологическое бедствие и экологическая
катастрофа
Загрязнения от тепловых
двигателей:
- Химическое.
- Радиоактивное.
- Тепловое.
КПД тепловых двигателей < 40%, в следствии
чего больше 60% теплоты двигатель отдаёт
холодильнику
- При сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается
- Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа, азотных, серных и других соединений
Меры предотвращения
загрязнений:
1. Снижение вредных
выбросов.
2. Контроль за выхлопными
газами, модификация фильтров.
3. Сравнение эффективности
и экологической безвредности
различных видов топлива, перевод
транспорта на газовое топливо.
4. Перспективы использования электрических
двигателей, транспорта на солнечных
батареях.