STRUKTURA A VLASTNOSTI LÁTEK

PLYNY

Tepelné motory

Využití kruhového děje v praxi.

TEPELNÉ MOTORY = hnací stroje, které přeměňují část vnitřní energie paliva (včetně jaderného) uvolněné hořením (jadernou reakcí) na energii pohybovou.

Obecné složení tepelného motoru:

    1. pracovní látka

    2. ohřívač

    3. chladič

ROZDĚLENÍ TEPELNÝCH MOTORŮ: (podle typu pracovní látky)

A) 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 %

Princip parního stroje (YouTube, Techmania, 2:57)

Animované schéma parního stroje (Wikipedie)

Sbírka parních strojů, příspěvek z pořadu ČT (4:59)

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 %

Parní turbína (výklad, princip, parametry, foto, pokusy), ČEZ, Svět energie

B) 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

1) PLYNOVÁ TURBÍNA

Schéma:

Účinnost: 22 - 37 %

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.

2) ČTYŘDOBÝ ZÁŽEHOVÝ MOTOR

Schéma:

Zdroj animace: Wikipedie(cs)

Účinnost: 20 - 33 %

Princip činnosti a popis:

Pracuje ve čtyřech dobách (taktech).

  1. sání - sací ventil otevřen, výfukový uzavřen, píst jde dolů, do válce je nasávána pohonná směs vzduchu a benzínu vytvořená v karburátoru

  2. stlačení - oba ventily uzavřeny, píst jde nahoru a stlačuje pohonnou směs, píst se blíží horní úvrati, přeskočí ve válci jiskra (svíčka) a zapálí směs

  3. výbuch (expanze) - oba ventily uzavřeny, zápalná směs prudce shoří, vytvořené plyny stlačují píst dolů - tento takt (zdvih) je pracovní

  4. výfuk - sací ventil uzavřen, výfukový otevřen, píst jde nahoru a vytlačuje spálené plyny mimo válec

Použití:

Osobní automobily.

3) DVOUDOBÝ ZÁŽEHOVÝ MOTOR

Schéma:

Zdroj animace: Wikipedie(cs)

Princip činnosti a popis:

Pracuje ve dvou dobách (taktech).

Dvě a dvě doby jsou spojeny do jedné.

  1. sání a stlačení

  2. výbuch a výfuk

Motor nemá ventily. Přívod paliva a výfuk spálené směsi řídí píst pouze svým pohybem.

Použití:

Motocykly, některé druhy osobních automobilů, sekačky, ...

Účinnost: nižší než u čtyřdobého.

Podívej se:

  • DVOUDOBÉHO ZÁŽEHOVÉHO MOTORU S JEDNOVÁLCOVÝM USPOŘÁDÁNÍM (Honda NSR 125)

4) ČTYŘDOBÝ VZNĚTOVÝ MOTOR (DIESELŮV)

Schéma:

Zdroj: Wikipedie(cs), autor: Jahorac

Účinnost: 30 - 42 %

Princip činnosti a popis:

Podobný jako u motoru čtyřdobého zážehového. Pracuje ve stejných čtyřech dobách.

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.

5) PROUDOVÝ MOTOR

Schéma:

Zdroj: Wikipedie

Princip činnosti a popis:

  • 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.

6) RAKETOVÝ MOTOR

Schéma:

Zdroj: Wikipedie, Autor: User.Raul654

Princip činnosti a popis:

  • Ve spalovací komoře se spaluje palivo s okysličovadlem.

  • Unikající plyny 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: přes 50 %

Podívej se:

Raketové motory - snadno a přehledně (Kosmonautix.cz)

TEPELNÉ MOTORY - další zajímavosti:

Uvedené motory (a mnoho dalších) v animacích na Animated Engines:

Alternativní pohony budoucnosti, příspěvek pořadu PORT ČT (9:46)

Plynové motory, příspěvek pořadu PORT ČT (8:42)

Auta na vodík, příspěvek pořadu PORT ČT (7:36)

Auta na zemní plyn, PORT ČT (5:10)

Raketový motor na gymnáziu (YouTube, 1:36)

Lodička na parní pohon (YouTube, Fyzika007, 2:12)

Zapalovací svíčky (YouTube, 4:59)