TEPELNÉ MOTORY = hnací stroje, které přeměňují část vnitřní energie paliva (včetně jaderného)
uvolněné hořením (jadernou reakcí)
na energii pohybovou
Obecné složení tepelného motoru :
pracovní látka
ohřívač
chladič
ROZDĚLENÍ TEPELNÝCH MOTORŮ: (podle typu pracovní látky)
MOTORY PARNÍ - pracovní látkou je vodní pára, která se získává v parním kotli mimo vlastní motor
PARNÍ STROJ
nejstarší tepelný motor (sestrojen r. 1784 - James Watt)
první parní silniční vůz v Praze - rok 1815 - J. Božek
první parní loď na Vltavě - rok 1817 - J. Božek
účinnost: 9 - 15 %
Schéma parního stroje - zdroj: www.parnistroj.org
Historie, princip a vlastní výroba parního stroje - příspěvek pořadu PORT ČT (15 minut)
PARNÍ TURBÍNA
energie vodní páry se přeměňuje na kinetickou energii oběžného kola
použití: tepelné elektrárny - k pohonu generátorů elektrického napětí (výkon 200 - 600 MW)
účinnost: 25 - 35 %
MOTORY SPALOVACÍ - pracovní látkou je plyn vznikající hořením paliva uvnitř motoru
rozdělení spalovacích motorů:
MOTORY PÍSTOVÉ (plynová turbína, zážehový a vznětový motor)
MOTORY TRYSKOVÉ (REAKTIVNÍ) (proudový motor, raketový motor)
ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI JEDNOTLIVÝCH SPALOVACÍCH MOTORŮ
PLYNOVÁ TURBÍNA
Schéma
princip činnosti a popis:
nasávání vzduchu do kompresoru - z něj je vytlačován do spalovacích komor - zde se do něj vstřikuje palivo - výbuch - zplodiny velkou rychlostí proudí na lopatky turbínových kol - roztáčení turbíny (předání části energie) - únik zplodin do ovzduší
1 - kompresor
2 - spalovací komora
3 - turbína
použití:
pohon elektrických generátorů, lodí i některých automobilů
Účinnost: 22 - 37 %
Zdroj: http://www.energyweb.cz/web/EE/images/02/22_13.gif
ZÁŽEHOVÝ MOTOR - ČTYŘDOBÝ
Princip činnosti:
pracuje ve čtyřech dobách - taktech
sání - sací ventil otevřen, výfukový uzavřen, píst jde dolů, do válce je nasávána pohonná směs vzduchu a benzínu vytvořená v karburátoru
stlačení - oba ventily uzavřeny, píst jde nahoru a stlačuje pohonnou směs, píst se blíží horní úvrati, přeskočí ve válci jiskra (svíčka) a zapálí směs
výbuch (expanze) - oba ventily uzavřeny, zápalná směs prudce shoří, vytvořené plyny stlačují píst dolů - tento takt (zdvih) je pracovní
výfuk - sací ventil uzavřen, výfukový otevřen, píst jde nahoru a vytlačuje spálené plyny mimo válec
Použití:
osobní automobily
Účinnost:
20 - 33 %
Animace a řez motorem
Zdroj animace:
Zdroj obrázku:
http://dragon.web2001.cz/fyzika/tepelnestroje/Obrazky/zazehovy_4doby_02.jpg
ZÁŽEHOVÝ MOTOR - DVOUDOBÝ
Princip činnosti:
pracuje ve dvou dobách - taktech
sání a stlačení
výbuch a výfuk
motor nemá ventily
přívod paliva a výfuk spálené směsi řídí píst svým pohybem
Použití:
motocykly, některé druhy osobních automobilů, sekačky
Účinnost:
nižší než u čtyřdobého
Animace a ukázka motoru
Zdroj animace:
DVOUDOBÝ ZÁŽEHOVÝ MOTOR S JEDNOVÁLCOVÝM USPOŘÁDÁNÍM
Zdroj obrázku: http://www.motoristi.cz/185/honda-nsr-125/
VZNĚTOVÝ MOTOR (DIESELŮV)
Schéma
Princip činnosti:
podobný jako u motoru čtyřdobého zážehového
rozdíly:
nepotřebuje karburátor ani svíčku
do válce se nasává čistý vzduch, který se prudkým adiabatickým stlačením zahřeje na vysokou teplotu
do tohoto horkého vzduchu se vstřikovacím čerpadlem vstříkne jemně rozptýlená nafta, která se vzníti a postupně spaluje
Použití:
nákladní automobily, autobusy, traktory, lokomotivy, lodě, generátory elektrického napětí
Účinnost:
30 - 42 %
DIESELŮV MOTOR - VZNĚTOVÝ
PROUDOVÝ MOTOR
Schéma
Princip činnosti:
vzduch vnikající vstupním otvorem motoru je vtlačován kompresorem do spalovacích komor
do komor se přivádí současně tryskou rozprášené palivo, jehož hořením se vzduch zahřeje
horká spálená směs pod vysokým tlakem uniká přes lopatky oběžných kol plynové turbíny, která se roztočí a pohání opět kompresor
nakonec plyn únikem z motoru na základě zákona akce a reakce uvádí motor do pohybu
Použití:
pohon letadel, člunů, vlaků, závodních automobilů
Podívej se:
Proudové motory na DRAGON.WEB2001.CZ
RAKETOVÝ MOTOR
chéma
Princip činnosti:
ve spalovací komoře se spaluje palivo s okysličovadlem
unikající plyna ženou motor na základě zákona akce a reakce vpřed
Použití:
umělé družice, kosmické sondy a lodě (mohou pracovat v meziplanetárním prostoru - nepotřebují vzdušný kyslík automobilů
Účinnost:
až 50 %
RAKETOVÝ MOTOR POUŽITÝ V RAKETĚ V-2
Zdroj obrázku:
ukázka modelu motoru
Raketový motor na gymnáziu VIDEO
Zdroj: http://youtu.be/ML07sPq8hS4
Realizace pokusu z pořadu PORT
Výroba zapalovacích svíček - 5 min 1 s VIDEO