Кудряшов, Фролов – Теплові двигуни
Методичні вказівки “Кудряшов, Фролов – Теплові двигуни” включають вказівки з практичних занять та лабораторних робіт з теплових двигунів.
Машини, що перетворюють будь-який вид енергії на механічну роботу, називаються двигунами. Машини, що перетворюють теплоту на механічну роботу, називаються тепловими двигунами. Тепло для двигунів в даний час виходить з органічних палив при хімічній реакції та з ядерного палива – при ядерній реакції. До органічних палив, що застосовуються в теплоенергетичних промислових установках, відносяться кам’яне вугілля, антрацит, буре вугілля, торф, горючі сланці, деревина, нафта, нафтовий (промисловий) газ, природний газ та різні продукти, які отримуються внаслідок їх переробки. Ядерним паливом можуть бути ізотопи урану та плутонію. Сировинною базою ядерного палива є уран і торій. Ядерна реакція поділу з виділенням енергії у формі тепла відбувається при розщепленні урану-235, урану-233 та плутонію-239. Інший вид ядерної реакції – реакції синтезу (сполучення ядер дейтерію, тритію або літію) – можна використовувати поки тільки для вибуху (воднева бомба), і в даний час ще не знайдено спосіб здійснення керованої термоядерної реакції.
У промисловості електрична енергія з теплової виходить шляхом проміжного перетворення на механічну роботу. Сучасна техніка не дозволяє поки що створювати більш менш потужні установки для отримання електрики безпосередньо з тепла. Перетворення тепла на електрику з досить високим к. п. д. без проміжного перетворення його на механічну роботу було б великим кроком уперед. В цьому випадку відпала б потреба в теплових електростанціях, а також у багатьох інших випадках необхідність встановлення теплових двигунів, які мають відносно невеликий к. п. д., дуже складні в експлуатації та вимагають досить кваліфікованого догляду при експлуатації.
У тепловій електростанції або в будь-яких інших областях техніки, де використовується теплота для руху потужних агрегатів, не можна обійтися без теплових двигунів. Теплові двигуни, які є невід’ємною частиною всієї теплової енергетики, нині дуже широко застосовують у багатьох галузях народного господарства.
Процес згоряння палива та виділення тепла може відбуватися всередині самого двигуна та поза ним, в іншому агрегаті. Продукти згоряння палива як носії тепла в одних випадках при перетворенні тепла на роботу безпосередньо є робочим тілом у двигунах, а в інших випадках передають своє тепло іншій речовині (воді), і тоді вже інша проміжна речовина (пар) є робочим тілом у тепловому двигуні. Таким чином, у першому випадку робочий процес у двигуні здійснюється без проміжного теплоносія, а в другому – з проміжним теплоносієм.
Способи перетворення тепла на механічну роботу можуть здійснюватися в п’яти основних типів теплових двигунів: парова машина; парова турбіна; газова турбіна; двигуни внутрішнього згоряння та реактивні двигуни. Основним тепловим двигуном на ТЕС є парова турбіна, яка і розглядається нижче докладніше за посиланням.
