Жылу қозғалтқыштары. Физика, 8 сынып, қосымша материал.

Сабақ тақырыбы: Жылу қозғалтқыштары

Оқу мақсаттары: – жылу қозғалтқыштарындағы энергияның түрленуін сипаттау; – іштен жану қозғалтқышының, бу турбинасының жұмыс істеу принципін сипаттау

Теориялық материал

Қарапайым жылу энергия түрлену кезіндегі пайдасы жоқ соңғы нәтиже болып табылады. Мысалы, ыстық су, тамақ пісіру, бөлмені жылыту үшін жылу пайдаланылады. Жылудан еріксіз түрде механикалық жұмыс алуға мәжбірлейтін құрал жылу қозғалтқышы

Отынның ішкі энергиясын механикалық энергияға айналдыратын қозғалтқыштарды жылу қозғалтқыштары деп атаймыз. Мысалы: Автомобильдің қозғалтқышы ауамен қосылып жанған отынның энергиясын алады, ал бу машинасы мен бу турбинасы будың энергиясын алады. Бұл екі жағдайда да қызған бу немесе газ ұлғайып қозғалтқыштардың бөліктерін қозғалысқа келтіреді

Жылу қозғалтқыштарының классификациясы

Жылу қозғалтқыштарының сұлбасы және жұмыс істеу принциптері:

Қыздырғышта отын жанғанда энергия бөлініп, жұмыстық денеге (газға) беріледі. (Отынның ішкі энергиясы газдың (будың) ішкі энергиясына айналады). Газ ұлғайып, механикалық жұмыс атқарылады. Қозғалтқыш цикльді жұмыс істеу үшін, газды бастапқы жағдайына дейін сығу қажет. Сығылған газдың жұмысын азайту үшін суытқышты қолданады

Жылу қозғалтқыштары негізінен үш бөліктерден тұрады: қыздырғыш, жұмыстық дене, суытқыш. Энергияның сақталу заңы бойынша:  Q₁= W+Q₂.

W - газ ұлғайғанда атқарылатын жұмыс

Q₁ -қыздырғышта өндірілетін жылу мөлшері

Q₂ -суытқышқа берілетін жылу мөлшері

Екі тактілі цикл

Екі тактілі карбюраторлы двигательдің жұмыс циклі. Екі тактілі двигательде клапандар болмайды. Іске қосқыш двигательде жанғыш қоспаның енуі және пайдаланылған газдың шығуы, цилиндр саңылауы арқылы жүзеге асырылады; мұндайда цилиндр санылауы қозғалып тұрған поршеньмен дер кезінде ашылып, жабылып тұрады.

Төрт тактілі цикл

1 - такт -сору

2 - такт - сығылу

3  - такт - жұмыстық жүріс

4 - такт – шығару

Іс жүзінде жарамды алғашқы газдық іштен жану қозғалтқышын француз механигі Этьен Ленуар құрастырды (1860).

1876 жылы неміс өнертапқышы Николаус Аугуст Отто жетілдірілген 4 тактілі газдық іштен жану қозғалтқышын жасады. Бу машиналы қондырғымен салыстырғанда Іштен жану қозғалтқышы қарапайым (іштен жану қозғалтқышыта энергияны түрлендіргіш бір буын – бу қазанды агрегат болмайды), жинақы, қуат бірлігіне келетін массасы аз әрі тиімді болып келеді. Бірақ іштен жану қозғалтқышына жоғары сапалы отын (газ, мұнай) қажет

Іштен жанатын қозғалтқыштардың газ түріндегі отынмен жұмыс атқаруы келесі реттікте болады. Ондағы жанғыш газ (генератордың, сұйытылған және басқа), белгілі пропорциялы ауамен араластырады және осындай жанғыш қоспа, қозғалтқышқа кіреді де, отын тұтанады, жанғыш өнім кеңейеді де, жұмыс атқарылады. Сұйық отын - бензин, спирт, керосин, дизельді отындар (газды және солярлы май), мұнай - белгілі мөлшердегі ауамен тозаңды түрінде қозғалтқышқа енгізіледі де, осылардың нәтижелерінде жанғыш қоспа пайда болады.

Қатты отынды іштен жанатын қозғалтқышта, тікелей тозаң түрінде жұмысшы кеңістікте пайдалану, әзірше қанағаттанарлық нәтиже берген жоқ, себебі, жанғыш заттарды ауамен жақсы араластыру мүмкіндігі жоқ және қозғалтқыштан, оның күлін алып кету де нәтижесіз болып отыр

Сұрақтарға жауап беру үлгісі

• Отынның ішкі энергиясын механикалық энергияға айналдыратын қозғалтқыштарды  жылуқозғалтқыштары деп атаймыз

Энергияның түрленуі қалай жүзеге асады?

(отынның энергиясы будың ішкі энергиясына айналады, ал будың ішкі энергиясы поршеннің кинетикалық энергиясына айналады.

2. Іштен жану қозғалтқыштары қандай отынмен жұмыс істейді? 

(бензин, керосин, мазут немесе табиғи газ)

3. Цилиндрде жанатын қоспа неден тұрады?

(бензиннің буы мен ауа)

4. Экологиялық проблемалар: қозгалтқыштардағы пайдалы отындардының жанған кездегі бөлініп шығатын әртүрлі газдар қоршаған ортаға зияны бар.

Проблемалар болмау үшін не істеу керек?

(сүзгілер орнату арқылы зиянды газдарды біршама азайтуға болады, отында толдық жандыруға жақандату керек, т.б.)