1. razvoj toplinskih motora - rgn.hrrgn.hr/~tkurevi/download/razvoj_toplinskih_motora.pdf · ¾...
TRANSCRIPT
-
1. Razvoj toplinskihmotora
Izumitelji QDMYDQLMLK toplinskih motora, LMLrazvitak je doveo do ostvarenja suvremenihtoplinskih strojeva kao to su Otto i Diesel su:
1. Otto von Guericke - 1672 (pokus s vakuumom)
2. Denis Papin - 1690 (atmosferski parni stroj)
3. Thomas Savery - 1698 (rudarska parna crpka)
4. Thomas Newcomen - 1712 (prvi parni stroj)
5. James Watt - 1788 (parni stroj)
6. George Stephenson - 1829 (lokomotiva Rocket)
7. tienne Lenoir - 1860 (prvi plinski motor)
8. Otto Langen - 1863 (motor s unutarnjim izgaranjem)
9. Robert Stirling - 1815 (stroj na YUXL zrak)10. Meijer (Philips) - 1958 (suvremeni Stirling motor)
-
Otto von Guericke - 1672 (pokus s vakuumom)
Guerickeov eksperiment bila je metalna kugla iz koje je isisao sav zrak, te je u njoj ostao vakuum. Sila vakuuma je tada koritena kao enormna sila za podizanje tereta. Poznata je i demonstracija ovog eksperimenta, gdje 16 konja nije moglo razapeti jednu vakuumiranu kuglu, koja se danas nalazi u 7HKQLNRPPX]HMXX0QFKHQX3ULPMHQDVLOHYDNXXPDRGYHODMHWHKQLNLUD]YLWDNXkrivom smjeru za 200 godina, jer se koristila umjesto VLOHSRYHDQMDWODNDNNRG2WWRPRWRUD
-
Denis Papin - 1690 (atmosferski parni stroj)
3DSLQRYVWURMMHSUHWHDSDUQRJVWURMD,PDRMHMHGQXoscilaciju u minuti i prvi u povijesti ostvario termodina-PLNLFLNOXVLELK5DGQLPHGLMELODMHYRGDNRMDje u cilindru bila u kontaktu s klipom. Cilindar se grijao L]YDQDDSDUDSRGLHNOLSQDVXSURWDWPRVIHUVNRPWODNX=DWLPVHYDWUDXNODQMDDNOLSVHSRPRX]DWLNDILNVLUDXJRUQMHPPUWYRPSRORDMXLFLOLQGDUVHKODGLRNROQLPzrakom. Klip se nakon toga otputa, te pada uslijed sile vakuuma, koja je nastala kondenzacijom vode, i tako SRGLHWHUHWSUHNRNRORWXUH
-
Thomas Savery - 1698 (rudarska parna crpka)
Savery je prvi napravio pumpu za crpljenje vode iz UXGQLNDNRMDVHVDVWRMLRGNRWODWODQHSRVXGHWHXVLVQHLWODQHFLMHYL9RGHQDSDUDVHL]NRWODSXWDXzatvorenu posudu, gdje kondenzira pod utjecajem KODGQHYRGHNRMDFXULSODWHPSRVXGH5H]XOWLUDXMXLvakuum otvara nepovrativi ventil na dnu posude, te SRYODLRWSDGQXYRGXNUR]XVLVQXFLMHYXWODQXposudu. Kad se vodena para ponovo pusti u istu WODQXSRVXGXRQDLVWLVNXMHYRGXNUR]WODQXFLMHYLjo jedan nepovrativi ventil u spremnik na vioj razini. Istovremeno su u pogonu 2 posude, tako da je proces kontinuiran. Dok se jedna posuda prazni pod tlakom pare, druga se puni uslijed kondenzacije.
-
Thomas Newcomen - 1712 (prvi parni stroj)
Osnovna prednost Newcomenovog pred Papinovim strojem je razdvajanje kotla od radnog klipa i NRQGHQ]DWRUD5DGQLVWDSDMSRLQMHSXWDQMHPSDUHL]kotla, koja podigne klip, zatvori se parni ventil, a otvori rashladni za utrcavanje vode u cilindar. Nastali vakuum gurne radni stap prema dolje. Otvaranjem izlaznog ventila isputa se voda iz cilindra.
0ODGL+HQU\3RWWHUSRYH]DRMHXHWLPDYHQWLOHVDvrhovima njihalice SUHWHDDXWRPDWVNRJYHQWLOD
-
James Watt - 1788 (parni stroj)
Dvoradni cilindar ima 2 ventilne kutije za ulaz i izlaz pare, koja odlazi u odvojeni kondenzator. Time se ubrzava rad i smanjuju gubici topline, MHUQHPDXWUFDYDQMDYRGHXFLOLQGDU5DGQL]DPDQMDNSRNUHHVH preko SODQHWDUQD]XSDQLNDLPHVHSRGYRVWUXXMHEURMRNUHWDMDWattov paralelogram RPRJXXMHSUHWYRUEXRNUHWQRJXSUDYRFUWQRJLEDQMH
-
George Stephenson - 1829 (lokomotiva Rocket)
6WHSKHQVRQRYDORNRPRWLYDLPDODMHORLWHNRWDRVSDUQDFLOLQGUDLNLQHPDWLNLPHKDQL]DP]DUHJXODFLMXsnage. Potroena para odvodila se iz cilindra u dimnjak GDELVHSRYHDODXVLVQDPRMHUYHDNROLLQD]UDNDRPRJXXMHEROMHL]JDUDQMHXJOMHQDWRGDMHYHXVQDJXi brzinu lokomotive. Glavne karakteristike cilindra su razvodnik pare i brtveni prstenovi na radnom klipu. Snaga stroja bila je oko 40 kW, dok za usporedbu dananje lokomotive imaju oko 1500 kW.
-
tienne Lenoir - 1860 (prvi plinski motor)
7LMHNRPSRORYLFHVWDSDMDVWDSXYODLVPMHVX]UDNDLSOLQDNRMDVHSDOLHOHNWULQRPLVNURPLHNVSDQGLUDXdrugoj polovici stapaja. Zbog prekratke ekspanzije FLOLQGDUVHSUHJULMDYDRLXDULRSDELVHVPMHVDXSDOLODprije iskre, pa je uvedeno hla HQMHDNXQXWDUVDPRJstapa. Isti problem desio se kod modernih Wankel motora, punih 100 godina kasnije.
-
Otto Langen - 1863 (motor s unutarnjim izgaranjem)
Uslijed eksplozije plinovite mjeavine klip brzo poleti SUHPDJRUHGRNVH]DPDQMDNVORERGQRRNUHH7ODNLVSRGNOLSD]DWLPSRQHSDGDWLDNLVSRGDWPRVIHUVNRJtlaka, uslijed hla HQMDGXJDNRPLEU]RPDGLMDEDWVNRPekspanzijom. Dakle, nakon to klip dosegne najviu WRNXSRLQMHVHSRPLFDWLSUHPDGROMHXVOLMHGDWPRVIHUWODNDLYODVWLWHWHLQHSRNUHXL]DPDQMDNLGDMXLUDG
-
Robert Stirling - 1815 (stroj na YUXL zrak)8SUDNWLQRML]YHGEL6WLU-ling motor je jednostavniji od svih poznatih termodi-QDPLNLKSURFHVD7LSPR-tora prikazan na slici nije najpovoljnije rjeenje, ali najbolje ilustrira proces.
Stroj se sastoji od 2 cilin-GUDXNRMLPDVHNUHXklipa s razmakom u fazi od oko 90. U manjem je smjeten radni klip, a u YHHPW]YUD]YRGQLNOLSLMLMHSURPMHU]DRNRmanji od cilindra. Tako
preostaje uski prstenasti prostor za prostrujavanje zra-NDL]YUXHJXKODGQLSURVWRULREUDWQR=DYULMHPHGRNVHUD]YRGQLNOLSQDOD]LXGRQMHPPUWYRPSRORDMXradni klip vri kompresiju hladnog zraka. Kada razvodni klip do HXJRUQMLSRORDMUDGQLNOLSSULPDHNVSDQ]LMXYUXHJ]UDNDNRMDGDMHYLHUDGDQHJRWRga kompresija troi, a razlika je rad na osovini stroja.
-
Meijer (Philips) - 1958 (suvremeni Stirling motor)
Umjesto viestruko savijene radne osovine Meijer je SULPMHQLRW]YURPEQLPHKDQL]DPNRMLSRNUHX]XSDQLND8PMHVWRL]UDYQRJJULMDQMDFLOLQGUDGRGD-QHVXEURMQHFLMHYLLPHMHSRYHDQDRJUMHYQDSRYULQD+OD HQMHMHWDNR HUSREROMDQRVPQRJRvodenih cijevi oko cilindra, a regenerator je VPMHWHQL]PH XYUXLKLKODGQLKFLMHYL3RNULYDFLOLQGUDVDGUL]DJULMD]UDNDWRMHSULGRQLMHORiskoritenju goriva od 40%, a efektivna snaga bila je oko 40 kW.
-
PAPINO-OV SIGURONOSNI VENTIL
3DSLQRYVLJYHQWLOVXWHJRPSULSUHNRUDHQMXGR]-voljenog pritiska otvara izlaz i isputa viak pare, plinova ili bilo kojeg medija, u atmosferu. Na taj QDLQXVSRVWDYOMDVHQRUPDOQLUDGQLWODNDXVOLMHGdjelovanja utega i poluge ventil se opet zatvara.
.XLWHYHQWLODYH]DQRMHVSURVWRURPNRWOD1DNX-LWXMHXJUD HQRVMHGLWHQDNRMHGROD]LSORDVUHE-rima za vo enje. Pritisak se od utega preko poluge SUHQRVLQDSORXSRPRXWDSLDNRMLMHRSWHUHHQRGR]JRDQDWDMQDLQEUWYLWMKHUPHWLNL]DWYDUD
-
TRI GLAVNA ELEMENTA SVAKOG TOPLINSKOG STROJA
1 PARNI KOTAO = dovedena toplina = q*-2 KONDENZATOR = odvedena toplina = qo3 RADNI KLIP SRNUHWQDPR je
1 1 1
22
2
3 3 3
Papin Newcomen Watt