Роль тепловых двигателей охрана окружающей среды

  • 08 нояб. 2011 г.
  • 1912 Слова
Конференция
«Научные основы работы тепловых двигателей и охрана окружающей среды»

Автор - учитель физики и экологии школы №1018 ЗАО г.Москвы Горохова Т.Д.

Цель: раскрыть физические принципы действия тепловых двигателей и показать их влияние на экологическую обстановку окружающей среды и пришкольной территории.

Ход урока.

1. Введение. Тема и цель урока.
2. Ведущий.Целый мир, охватив от Земли до небес,
Всполошив не одно поколение,
По планете шагает научный прогресс.
Что несет нам его проявление?

Слово “Историкам” – об истории возникновения и развития тепловых двигателей.

Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.
История тепловых машин берет свое начало в 3-м веке донашей эры. Великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара.
Примерно три столетия спустя в сочинениях Герона Александрийского были описаны различные машины и механизмы, которые явились прообразами современных реактивных двигателей.
Через 15 столетий в рукописях Леонардо да Винчи были обнаружены несколько рисунков с изображением цилиндра и поршня.
В17-18 веках над изобретением паровой машины трудились англичане Томас Севери (1650-1715), Томас Ньюкомен (1663-1729), француз Дени Папен (1647-1714), русский ученый Иван Иванович Ползунов (1728-1766), английский механик Джеймс Уатт (1736-1819).
В двигателе Уатта применен так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразовывающий возвратно-поступательное движение поршня вовращательное движение колеса. Первый дизель, выпущенный в 1897 г имел коэффициент полезного: η = 22%. Паровая машина Уатта – 1768 – η = 3-4%.
Сегодня один из самых распространенных тепловых двигателей – двигатель внутреннего сгорания (ДВС). На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели:
на автомобильном – поршневые двигатели внутреннего сгорания;
на водномДВС и паровые турбины (для крупных судов);
на железнодорожном – тепловозы с дизельными установками;
в авиации – поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели.
Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима.

Ведущий.

Все выше, и выше, и выше

К вершинам наук мы идем.
И если в пути не взорвемся
То к цели заветной придем.

Слово«Экспериментаторам» - они расскажут о принципе действия тепловых двигателей.
Двигатели внутреннего сгорания существуют в двух вариантах: в виде бензинового ДВС и дизеля.
Модель ДВС. Наибольшее распространение в технике получил четырёхтактный ДВС.
Устройство:
внутри цилиндра движется поршень – металлический стакан, опоясанный пружинами кольцами, которые не пропускают газы,образовавшиеся при сгорании топлива, в промежутки между поршнем и стенками цилиндра. Поршень соединён металлическим стержнем с шатуном, он с коленчатым валом. Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя клапанами.
Первый клапан – впускной – через него подаётся горючая смесь.
Второй клапан – выпускной – через него удаляются продукты сгорания.
В верхней части цилиндра находится свеча – приспособление длязажигания горючей смеси посредством электрической искры. Принцип работы 4-x тактного ДВС.
Первый такт – впуск. Открывается впускной клапан. Поршень, двигаясь вниз, (засасывает) впускает в цилиндр горючую смесь.
Второй такт – сжатие. Впускной клапан закрывается. Поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь, которая при сжатии нагревается.
Третий такт – рабочий ход. Смесь поджигаетсяэлектрической искрой свечи. Сила давления газов (раскалённых продуктов сгорания) толкает поршень вниз. Движение поршня передаётся коленчатому валу, вал поворачивается, и тем самым совершается полезная работа. Производя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются, давление в цилиндре падает почти до атмосферного.
Четвёртый такт – выпуск...