Uma máquina de calor é um aparelho queexecuta trabalho usando energia de combustível. Uma máquina funcionando com tal motor converte energia térmica em energia mecânica e usa a dependência da expansão de uma substância no valor da temperatura.
A primeira máquina térmica apareceu na época romanaImpério. Era uma turbina de combustão externa movida a vapor. Mas devido ao baixo desenvolvimento da tecnologia, esta invenção não foi desenvolvida. Não afetou de forma alguma o progresso e logo foi esquecido. Mais tarde, na China, uma arma de pólvora e um foguete de pólvora apareceram. Era um dispositivo relativamente simples. Do ponto de vista da mecânica, o foguete de pólvora não era uma máquina térmica, mas, do ponto de vista da física, era uma máquina térmica. Já no século 17, os cientistas tentaram inventar uma máquina de calor baseada em uma arma de pólvora.
Tipos de motores térmicos
Motores térmicos de combustão externa:
1 Um motor Stirling é um aparelho de aquecimento no qual um fluido de trabalho gasoso ou líquido se move em um espaço fechado. Este dispositivo é baseado no resfriamento e aquecimento periódico do fluido de trabalho. Neste caso, a energia é extraída, que surge quando o volume do fluido de trabalho muda. O motor Stirling pode ser alimentado por qualquer fonte de calor.
2. Motores a vapor. Sua principal vantagem é a simplicidade e excelentes qualidades de tração, que não são afetadas pela velocidade de trabalho. Neste caso, você pode fazer sem uma caixa de câmbio. Nisto, a máquina a vapor difere para melhor da máquina de combustão interna, que produz uma quantidade insuficiente de potência em baixas velocidades. Por esta razão, a máquina a vapor é conveniente para usar como motor de tração. Desvantagens: baixa eficiência, baixa velocidade, consumo constante de água e combustível, peso pesado. Anteriormente, os motores a vapor eram os únicos. Mas eles precisaram de muito combustível e congelaram no inverno. Em seguida, foram gradativamente substituídos por motores elétricos, motores de combustão interna, turbinas a vapor e turbinas a gás, que apresentam compactação, maior eficiência, versatilidade e eficiência.
Motores térmicos de combustão interna:
1 Motor de combustão interna (sigla para motor de combustão interna) é um motor, durante o qual parte do combustível queimado é convertido em energia mecânica. Os ICEs de pistão diferem no tipo de combustível (gás e líquido), no ciclo operacional (dois e quatro tempos), no método de preparação da mistura de trabalho (carburador, diesel), no tipo de conversão de energia (turbina, combinado, pistão e jato). O primeiro ICE foi inventado e criado por E. Lenoir em 1860. O ciclo de trabalho consiste em quatro tempos, por isso esse motor também é chamado de quatro tempos. Atualmente, esse motor é mais frequentemente encontrado em carros.
2. Motor rotativo de combustão interna. Um exemplo é uma usina operando nos modos base e pico. Este tipo de motor é relativamente simples e pode ser criado em qualquer tamanho. Em vez de pistões, é usado um rotor que gira em uma câmara especial. Abriga as portas de admissão e exaustão, bem como a vela de ignição. Com este tipo de projeto, o ciclo de quatro tempos é executado sem mecanismo de distribuição de gás. Um motor rotativo de combustão interna pode usar combustível barato. Além disso, praticamente não cria vibrações, é mais barato e mais confiável na produção do que os motores térmicos de pistão.
3. Motores de aquecimento a jato e foguete. A essência desses dispositivos é que o empuxo não é criado com a ajuda de um parafuso, mas por meio do retorno dos gases de escapamento do motor. Eles podem criar impulso em um espaço sem ar. Existem combustíveis sólidos, híbridos e líquidos).
E a última subespécie são os motores térmicos turboélice. A geração de energia ocorre devido à hélice e à liberação dos gases de escape.
