Motoare termice.ppt

download Motoare termice.ppt

of 15

  • date post

    03-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    826
  • download

    0

Embed Size (px)

description

un curs semnificativ depre motoare electrice

Transcript of Motoare termice.ppt

  • Motoare termice

    De Maiovschi StefanScoala CentralaClasa a-X-a E4.01.2010

  • Cuprins

    Scurt istoricCum functioneaza?Alcatuire(Componente)Ciclul Carnot Ciclul OttoExemple de motoare termiceLegi fizice (de functionare)RandamentCu ce ne ajuta?Bibliografie

  • Motorul termic Scurt istoric Otto si-a inceput viata profesionala in postul de comis-voiajor pentru o bacanie din Cologne, dar a devenit tot mai preocupat de tehnologiile care abia apareau in epoca respectiva - mai exact gazele si aburul. Cea mai mare noutate a vremii a fost inventia lui Jean-Joseph-Etienne Lenoir - un motor care ardea gaze naturale. Acesta a fost atasat unei carute si, desi vehiculul se putea misca astfel "pe cont propriu", motorul era extrem de zgomotos si ineficient. Otto s-a gandit ca ar putea imbunatati situatia folosind un combustibil lichid si a inceput sa faca experimente in acest sens. El a construit primul motor cu gaz in anul 1861 si a format un parteneriat cu industriasul german Eugen Langen. Cunoscuta initial sub numele de N.A. Otto & Cie, compania respectiva functioneaza si in prezent, sub numele de Deutz AG. In urma unui accident fericit, Otto a ajuns sa recunoasca valoarea compresiei mixturii de combustibil cu aer inainte de arderea combustibilului respectiv. Astfel s-a nascut ideea ciclului in patru timpi - numit si astazi "Ciclul Otto". Otto si-a petrecut urmatorii cinci ani punand la punct acest proiect, care i-a adus in final medalia de aur pentru 'motorul cu gaz atmosferic' la Expozitia de la Paris, din anul 1867.

  • Cum functioneaza?Alcatuire(componente)Motorul este dispozitivul ce transforma combustibil(prin ardere,cedand caldura)in lucru mecanic.Componentele unui motor cu ardere intern cu ciclu n patru timpi:(E) Cam de acionare a supapei de evacuare, (I) Cam de acionare a supapei de admisie, (S) Bujie, (V) Supape, (P) Piston, (R) Biel, (C) Arbore cotit, (W) Cma de ap pentru rcire.

  • Ciclul lui Carnotn termodinamic, ciclul Carnot este un ciclu teoretic, propus n 1820 de inginerul francez Nicolas Lonard Sadi Carnot, ciclu destinat comparrii randamentului termic al mainilor termice. Este un ciclu reversibil efectuat de o main Carnot legat la dou surse de cldur de temperaturi diferite (sursa cald i sursa rece). Folosete ca agent de lucru un gaz perfect prin transformrile cruia se obine lucrul mecanic.Ca orice ciclu termodinamic, i ciclul Carnot poate fi parcurs n sens orar, fiind n acest caz un ciclu motor, sau n sens antiorar (trigonometric), fiind n acest caz un ciclu generator. n cele ce urmeaz va fi descris ciclul Carnot motor.Ca orice ciclu termodinamic, i ciclul Carnot poate fi parcurs n sens orar, fiind n acest caz un ciclu motor, sau n sens antiorar (trigonometric), fiind n acest caz un ciclu generator. n cele ce urmeaz va fi descris ciclul Carnot motor.Este un ciclu n patru transformri:Destindere izoterm reversibil a gazului la temperatura sursei calde, T . n aceast transformare destinderea gazului este determinat de absorbia de cldur la temperatur constant de la sursa cald, iar gazul efectueaz lucru mecanic asupra mediului. Cantitatea de cldur absorbit de la sursa cald este notat n lucrrile n limba romn cu Q. Destindere adiabatic reversibil (izoentropic) a gazului. n aceast transformare (B-C n diagrama T-s) gazul continu s se destind efectund lucru mecanic asupra mediului. Deoarece transformarea e adiabatic (fr schimb de cldur), prin destindere gazul se rcete pn la temperatura sursei reci. Comprimare izoterm reversibil a gazului la temperatura sursei reci, T0. n aceast transformare (C-D n diagrama T-s) mediul efectueaz lucru mecanic asupra gazului, determinnd evacuarea cldurii din gaz la temperatura sursei reci. Cantitatea de cldur evacuat la sursa rece este notat n lucrrile n limba romn cu Q0. Comprimare adiabatic reversibil (izoentropic) a gazului. n aceast transformare (D-A n diagrama T-s) mediul continu s efectueze lucru mecanic asupra gazului. Deoarece transformarea e adiabatic (fr schimb de cldur), prin comprimare gazul se nclzete pn la temperatura sursei calde.

  • "Ciclul Otto".Timpul I Admisia; Timpul II Compresia;Timpul III Detenta (arderea) i destinderea Timpul IV Evacuarea

  • Timpul I: Absorbtia. Supapa de admisie este deschisa iar supapa de evacuare este inchisa. Cand pistonul se trage in cilindru, aspira amestecul exploziv de aer si benzina din carburator.Timpul II: Compresia. Supapa de admisie se inchide si pistonul care intra in cilindru comprima continutul.Timpul III: Aprinderea . Pistonul a ajuns in capatul de sus al cilindrului. In acest moment, o scanteie electrica se produce in bujie si aprinde amestecul, facandu-l sa impinga pistonul in jos datorita cresterii bruste a volumului amestecului ce tocmai a explodat.Timpul IV: Evacuarea. Pistonul a ajuns in capatul de jos al cilindrului. Supapa de evacuare se deschide iar pistonul, in virtutea impulsului capatat, se intoarce si evacueaza gazele de ardere prin supapade evacuare.

  • Legea fizica ce sta la baza functionari motorului termicMotorul cu ardere internaUn amestec de aer si de vapori de benzina sau de alti combustibili lichizi explodeaza atunci cand vine in contact cu o flacara iar forta de expansiune a gazelor formate prin ardere poate deveni forta motoare (lucru mecanic). Pe acest principiu se bazeaza diverse tipuri de motoare cu explozie. Motoarele termice cu piston,transforma energia chimica a combustibilului in energie mecanica si in energie calorica disipativa,energia mecanica manifestandu-se sub forma miscarii rectilinii si alternative a pistoanelor,care este modificata in miscare de rotatie a arborelui cotit cu ajutorul mecanismului biela-manivela.

  • Timpul motor In Timpul III (3->4) Detenta (arderea) i destinderea (timpul motor):supapele sunt inchise,bujia produe scanteia si amestecul carburant arde=>caldura ,folosind primul principiu al termodinamici,caldura este transformata in lucru mecanic,provocand coborarea pistonului;Schimbul de enrgie, prin arderea unui combustibil ,din caldura in lucru mecanic sta la baza functionari motorului termic .

  • Masinile termice au la baza lor de functionare principiile I si II ale termodinamicii. Intr-un sistem perfect izolat, suma energiilor de orice fel pe care le contine ramane constanta. Din caldura Q data corpului o parte se va transforma in L care se manifesta ca lucru mecanic exterior, o parte U se absoarbe si produce o variatie a energiei interne. Expunerea matematica este urmatoarea:Q = U + L Principiul I stabileste numai cantitativ cat lucru mecanic se poate obtine dintr-o cantitate de caldura. Principiul al II-lea este si calitativ, deoarece se ocupa de calitatea energiilor, adica de posibilitatea unei transformari a lor in lucru mecanic util si arata ca aceasta transformare nu este integral posibila pentru caldura. Acest principiu se enunta astfel: Daca doua S.T. aflate in stare de echilibru (incalzire) diferite, sunt puse in contact termic dupa un timp in care fiecare dintre ele isi modifica starea de echilibru initala (unul se incalzeste, celalalt se raceste) vor ajunge la o stare comuna de echilibru, diferita de cele doua stari initiale. Deci, toate masinile termice care functioneaza intre aceleasi limite de temperatura au acelasi randament maxim, adica acelasi coeficient economic ideal.Principiul al II-lea al termodinamicii ne arata ca pentru ca o masina termica sa poata functiona este absolut nevoie de doua surse de caldura(una calda si alta rece).

  • In timp au existat si alte motoare termice de exemplu: Maina lui Watt La maina sa inventat n 1769, aburii treceau ntr-o camer separat pentru condensare. Deoarece cilindrul nu era ncalzit i rcit alternativ, pirderile de cldur ale mainii erau relativ sczute. De asemenea, maina lui Watt era mai rapid, pentru c se puteau admite mai muli aburi n cilindru odat ce pistonul se ntorcea n poziia iniial. Aceasta i alte mbuntiri concepute de Watt au fcut ca maina cu aburi s poat fi folosit ntr-o gam larg de aplicaii.n perioada victoriana, locomotive cu aburi puternice revoluionaser deja cltoria pe uscat. Mainile cu aburi au fcut posibile i tiprirea ziarelor, torsul i esutul textilelor i acionarea mainilor de splat n "spltoriile cu aburi". Mainile cu aburi puneau n micare caruselele, iar unii fermieri foloseau energia de abur pentru a ara pmntul. Antreprenorii de curtorii aveau aspiratoare cu aburi, i la cele mai bune frizerii din orae existau chiar i perii pentru masarea capului acionate cu aburi.Motoarele Diesel moderneMotorul Diesel este un motor cu combustie intern, mai exact este un motor cu aprindere prin compresie, n care combustibilul se detoneaz doar prin temperatura ridicat creat de comprimarea amestecului aer-carburant, i nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, aa cum ar fi bujia n cazul motorului pe benzin.Motorul opereaz utiliznd ciclul Diesel.Motoarele Diesel sau pe benzin sunt n 2 timpi sau n 4 timpi. Majoritatea motoarelor sunt n 4 timpi, dar unele motoare mari funioneaz n 2 timpi, n principal cele de pe nave. Majoritatea locomotivelor moderne folosesc motoare Diesel n 2 timpi, cuplate la generatoare electrice ce acionez motoare electrice, eliminnd nevoia transmisiei. Pentru cresterea presiunii n cilindrii s-a folosit supraalimentarea, mai ales la motoarele Diesel n doi timpi care au dou curse utile per rotaie a arborelului cotit.

  • n mod normal, cilindrii sunt multipli de doi, dar se pot folosi orice numr de cilindri, att timp ct sunt eliminate vibraiile excesive. Cea mai folosit configuraie este cea de 6 cilindrii n linie, dar sunt folosii i 8 cilindrii n V sau 4 n linie. Motoarele de mic capacitate (n special cele sub 5000 cmc) au de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindrii, fiind fol