Soojusmasin, sisepõlemismootor, auruturbiin ja külmik (0)

Soojusmasin , 
sisepõlemismootor, 
auruturbiin ja külmik
Soojusmasin
Soojusmasin muundab soojushulga mehaaniliseks tööks.
●
esimeseks soojusmasinaks aurumasin
●
kasutati kaevandustest vee väljapumpamiseks ja 
õhutamiseks (17. saj)
●
hiljem kasutati ka jõumasinana transpordis , auruvedurites 
ja aurulaevades
Tööpõhimõte
●
Koosneb alati kolmest põhiosast: soojendi , töötav keha ja 
jahuti
●
Töötavale kehale, milleks on tavaliselt gaas , antakse 
soojendist soojushulk  Q . Gaas teeb
1
paisudes mehaanilist tööd A. Pideva töö
tegemiseks peab töötava keha olek
taastuma teatava aja jooksul, milleks
tuleb soojendist saadud
soojushulgast anda osaQ  jahutile. Jahu-
2
tiks on ümbritsev keskkond. 
●
Tsükkli lõpuks on gaas jälle tavaolekus ja siseenergia  
muut 0 
●
Termodünaamika esimese seaduse kohaselt on mehaaniline  
töö gaasi paisumisel  A = Q  – Q
1
2
  
●
Soojusmasina kasutegur η on mehaanilise töö ja 
soojendist saadud energia suhe, mida väljendatakse tihti 
protsentides
●
Prantsuse teadlane Carnot näitas, et ideaalse soojusmasina 
kasutegur on:
T  ja T  on soojendi ja jahuti 
1
2
absoluutsed temperatuurid 
●
ülekantavast soojushulgast saab seda rohkem mehaanilist tööd, 
mida suurem on temperatuuride vahe soojusülekandel
●
Valem näitab, et ülekantavast soojushulgast saab seda 
rohkem mehaanilist tööd, mida suurem on temperatuuride vahe 
soojusülekandel
●
Ideaalse soojusmasina tsükkel koosneb kahest isotermilisest 
ja kahest adiabaatilisest protses-sist.
Ideaalse soojusmasina kasutegur on
suurim antud temperatuurivahemikus
töötavate masinate hulgas
Sisepõlemismootor
●
Enamikul sõiduautodel ning väiksematel veoautodel on 
4- taktiline bensiinimootor. Selle mootori põhimõtted 
töötati välja juba poolteist sajandit tagasi ning need on 
suuresti samad ka tänapäeval.
●
Bensiinimootori töö põhineb silindris elektrisädemega 
süüdatud küttesegu (bensiini ja õhu segu) paisumisel. 
Paisuv gaas paneb kolvi silindris liikuma ja 
●
Gaasiline küttesegu, mis silindri sees põleb ja paisub , 
valmistatakse eelnevalt ette (näiteks karburaatoris). on 
toodud silindris oleva gaasi rõhu sõltuvus ruumalast ja 
mootori kolvi asendid nelja erineva takti jooksul.
●
Mootori kasutegur oleks suur, kui gaasi paisumine toimuks  
kõrgel, aga kokkusurumine madalal temperatuuril.
●
Seda tüüpi mootorite kasutegur on umbes 30%. Auto puhul läheb 
kasulikuks tööks (hõõrdejõudude ületamiseks) ainult 15%.
Auruturbiin
Auruturbiin muudab kuuma auru potentsiaalse energiapaisumi- 
se töö kaudu pöörleva turbiini kineetiliseks energiaks
●
Põhiline osa maailma elektrienergiast toodetakse soojus - 
ja tuumaelektrijaamades 
●
Nendes toodab elektrit auruturbiin, mille paneb enamasti 
käima vee soojendamisest saadud kõrge rõhuga aur 
●
Vett soojendatakse fossiilsete kütuste põletamisega või 
tuumareaktsioonides eraldunud soojusega  
●
Kiire veeauru juga suunatakse turbiini labadele ja 
turbiin hakkab pöörlema
Turbiinis jahtunud ja paisunud auru on võimalik kasutada 
mitut moodi
●
Üks võimalus: aur veekogust pumbatava veega kondenseerida 
ja juhtida uuesti aurukatlasse (1 kg auru 
kondenseerimiseks 100 kg jahutusvett)
●
Selle meetodiga läheb kaduma 55% energiast ja kasutegur on 
vaid 40%
●
Teine võimalus: kasutada täielikult või osaliselt 
läbitöötatud auru hoonete kütmiseks, sooja vee saamiseks 
ja tehaste tehnoloogilistes protsessides
●
Kasutegur ligi 60%
Külmik
Külmik on soojusmasin, mis võtab mingilt kehalt soojushulga 
ja annab selle teisele, kõrgema temperatuuriga kehale.
●
Termodünaamika 2. seaduse sõnul ei toimi see protsess 
iseeneslikult, vaid väliste jõudude töö toimel
●
Külmiku tsükkel kulgeb vastupidiselt sisepõlemismootori 
ja turbiini omaga
Külmiku tööpõhimõte
●
Kompressor surub gaasi vedelikus kokku
●
Vedelik pressitakse läbi düüsi
●
Vedelik aurustub , tekkinud gaas
paisub ja võtab jahutatavalt kehalt
külmakambris soojushulga
●
Gaas surutakse uuesti kompressori-
ga kokku, et temperatuur ületaks
keskkonna temperatuuri
●
Soojenemine toimub väljaspool 
kambrit asuvas radiaatoris, kust
soojushulk läheb toaõhku