Двигатель
Двигатель — машина, превращающая какой-либо вид энергии в механическую работу.
Разновидности[править]
Двигатели делят на первичные и вторичные.
- Первичные двигатели (гидротурбины, двигатель внутреннего сгорания и другие) непосредственно преобразуют энергию природных ресурсов (воды, ядерного топлива) в механическую, электрическую и т. д. энергию.
- Вторичные двигатели (например, электрические) получают энергию от первичных двигателей, преобразователей или накопителей энергии (например, солнечных батарей, пружинных механизмов …)
Когда-то, 4-5 тысяч лет назад, люди знали только один двигатель — собственные мышцы. Затем научились использовать мускульную силу животных — быков, лошадей, верблюдов и др. Еще позже появились первые, очень примитивные механические двигатели — водяные и ветряные колеса. Сегодня на Земле работают миллионы двигателей — водяных и ветряных, паровых и газовых, электрических и воздушных. Мы называем их общим словом «двигатели» потому, что все эти машины превращают различные виды энергии в механическое движение.
Новый вид старых машин[править]
Водяные двигатели, самые старые по возрасту, исправно служат на гидроэлектростанциях. Конечно, они и по виду, и по мощности не похожи на древние водяные колеса. Сегодня гидротурбины — самые мощные двигатели в мире. Падающая вода вращает огромные стальные колеса с лопастями, насаженными на массивный вал. И если к этому же валу присоединить генератор, гидроэлектростанция начнет вырабатывать электрический ток.
Такой же принцип действия и в ветряных двигателях, только колесо с лопастями вращает не вода, а ветер. С помощью ветродвигателей можно приводить в действие насосы, выкачивают воду из глубоких колодцев, а можно получать электрический ток — для этого вал нужно соединить с генератором. Но ветер дует с разной силой в разное время, а то и вовсе стихает. Поэтому на ветроэлектростанциях (ВЭС) ставят накопители энергии. Например, высоко расположены резервуары с водой. Пока есть ветер, часть энергии ВЭС заставляет работать насос, который поднимает воду на большую высоту. Но ветер упал — и вода начинает сливаться из резервуара. По дороге она вращает турбину и соединенный с ней генератор.
В других случаях объединяют в одну ВЭС несколько ветряных колес, которые работают далеко друг от друга. И если ветер есть в районе хотя бы одного из колес, станция не перестает подавать энергию.
Тепловые двигатели[править]
Паровые и газовые двигатели часто объединяют общим названием «тепловые». Действительно, каждый такой двигатель превращает в механическую работу тепловую энергию пара или газа. Но это превращение тепловые двигатели выполняют различными способами.
Самому старому двигателю этого класса — паровой машине — около 300 лет. Когда-то она была главной среди других двигательных машин. Сегодня паровая машина постепенно уходит в прошлое вместе с остальными паровозами и пароходами. Машина эта тяжелая и не очень быстроходная, а техника ныне стремится к скорости и легкости. Кроме того, у нее низкий коэффициент полезного действия (КПД). Так вот, КПД паровоза не более 8 %. Это означает, что из 100 кг сожженного в топке угля на полезную работу превращается тепловая энергия только восьми килограммов, а остальные 92 кг сжигаются бесполезно — их энергия вылетает в трубу, теряется с паром и идет на трение внутренних деталей паровой машины и механизма самого локомотива.
См. также[править]
Литература[править]
- Швец И. Т., Кираковский Н. Ф. Общая теплотехника и тепловые двигатели. — М .: Высшая школа, 1977. — 269 с.
- Корец, М. С. Машиноведение: Основы гидравлики и теплотехники. Гидравлические машины и тепловые двигатели: учебное пособие для студентов / М. С. Корец. — К: Знание Украины, 2001. — 448 с. — ISBN 966-618-153-3