Энергетическая машина
Энергетическая машина — устройство, предназначенное для преобразования энергии из одного вида в другой. Энергетическими машинами являются: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, турбина, электрический генератор, электродвигатель. Паровая машина и двигатель внутреннего сгорания преобразуют внутреннюю энергию горючего в механическую энергию, электрический генератор преобразует механическую энергию в электрическую, электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую [1] .
Во всех реальных энергетических машинах, кроме преобразований энергии, для которых применяют эти машины, происходят превращения энергии, которые называют потерями энергии. Степень совершенства энергетической машины характеризует её коэффициент полезного действия. Он равен отношению полезно используемой энергии к энергии, подводимой к данной машине [1] .
См. также
Примечания
- ↑ 12Кабардин О. Ф. Физика. Справочные материалы. Учебное пособие для учащихся. — М., Просвещение, 1985. — Тираж 754 000 экз. — c. 53
Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.
Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.
Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Энергетическая машина
Энергетические машины служат для преобразования механической энергии в другие ее виды. К ним относятся электрогенераторы, компрессоры, холодильные машины. [1]
Энергетической машиной называется машина, предназначенная для преобразования любого вида энергии в механическую ( и наоборот), В первом случае она носит название машины-двигателя, во втором случае — машины-генератора. [2]
Энергетическими машинами являются паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, турбина, электрический генератор, электродвигатель. [3]
Для энергетических машин обычно используют другие измерители. [4]
Для энергетических машин наиболее характерными являются цилиндры, поршни, клапаны, колеса, лопатки и диски турбин, роторы и статоры электрических машин. [5]
Для энергетических машин наиболее характерными являются цилиндры, поршни, клапаны, колес а, лопатки и диски турбин, роторы и статоры электрических машин. [6]
Конструкции энергетических машин , химических установок, нефтеперебатывающего оборудования и другие, требуя по условиям работы широкого использования в них нержавеющих жаропрочных сталей, допускают в то же время применение в большом числе узлов из углеродистых или низколегированных сталей. Например, в паровых и газовых турбинах из аустенитных или 12-процентных хромистых нержавеющих сталей изготовляются лишь детали, нагреваемые в процессе работы выше 565 — 580 С, большая же часть установки может выполняться из дешевых перлитных сталей. В химических аппаратах и установках для переработки нефти нержавеющие стали целесообразно использовать лишь в участках, непосредственно контактирующих с агрессивной средой; основная же несущая часть конструкции может изготовляться из дешевых перлитных сталей. [7]
Мощность энергетической машины определяется работой, которую эта машина может произвести в единицу времени. Информационная мощность есть количество информации в единицу времени и характеризует способность информационной машины выдавать информацию. Единицей информационной мощности может быть, например, бит в секунду. [8]
В энергетических машинах один вид энергии превращается в другой. В гидротурбине энергия движущейся жидкости превращается в механическую энергию, которая затем в генераторе, соединенном с валом турбины, превращается в электрическую. В паровой турбине происходит тот же процесс, только исходной является энергия расширяющегося пара. [9]
В энергетических машинах ( гидро -, паротурбинных установках, двигателях различного рода и назначения, компрессорах и др.), служащих для преобразования энергии, проблемы трения и износа связаны в первую очередь с увеличением их мощности, производительности и КПД; скоростей, нагрузок и температуры в движущихся элементах. [10]
В энергетических машинах один вид энергии превращается в другой. В гидротурбине энергия движущейся жидкости превращается в маханическую энергию, которая затем в генераторе, соединенном с валом турбины, превращается в электрическую. В паровой турбине происходит тот же процесс, только исходной является энергия расширяющегося пара. [11]
В энергетических машинах значительный объем составляют трубопроводы, фланцы, соединения труб с плоскими и криволинейными поверхностями, для которых основным требованием является прочность и жаропрочность. [12]
В энергетических машинах , служащих для преобразования различных видов энергии в механическую работу, получают механическое движение в виде непрерывного вращательного или возвратно-поступательного перемещения выходных звеньев. [13]
ГЕНЕРАТОР — энергетическая машина , предназначенная для преобразования механической энергии твердого тела в энергию любого вида. [14]
ДВИГАТЕЛЬ — энергетическая машина , предназначенная для преобразования энергии любого вида в механическую энергию твердого тела. [15]
CASTLE.PRI.EE
Машина и её основные части
Машина является устройством, выполняющим механические движения для преобразования энергии, материалов или информации.
Основное назначение машины – частичная или полная замена производственных функций человека с целью облегчения труда и увеличения его производительности.
В зависимости от выполняемых функций машины делятся на:
1.Энергетические, предназначенные для преобразования энергии ( эл. двигатели, эл. генераторы, турбины ).
2.Рабочие машины (станки, автомобили, самолёты, вычислительные машины).
Выполняемая ими работа изменяет форму, размеры или положение материалов (сведений).
Среди рабочих машин различают технологические, транспортные, транспортирующие, вычислительные.
Например, при обработке заготовок шлифовальной машинкой (технологическая машина) изменяются их размеры.
При распиливании материалов на форматной пиле (технологическая машина) изменяются размеры заготовок.
Транспортные машины перевозят грузы и перемещаются сами.
Транспортирующие машины сами неподвижны (конвейер, транспортер), а грузы перемещаются с помощью рабочего органа – ленты, цепи, каната.
Вычислительные машины с большой скоростью производят операции с цифрами, обрабатывая различные данные.
Энергетические машины (машины — двигатели) преобразуют один вид энергии в другой.
К ним относятся электродвигатели, паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели.
Каждая машина состоит из специальных и типовых деталей.
К специальным относятся те детали, которые встречаются только в данной машине.
Типовые детали встречаются во всех или во многих машинах.
К ним относятся болты, гайки, шпильки, шпонки, валы, шкивы, шестерни, подшипники.
В каждой машине можно выделить три основных части: двигатель, передаточный механизм, рабочий орган.
В мастерских мы работаем на технологических машинах.
Примерами машины являются сверлильный станок и токарный станок по обработке древесины.
Сверлильный станок представляет собой технологическую машину, предназначенную для получения отверстий.
Три основные части: двигатель — электродвигатель, передаточный механизм — клиноременная передача, рабочий орган — сверло.
Токарный станок предназначен для изготовления различных деталей путем снятия стружки с заготовки.
Основными частями станка являются: двигатель — электродвигатель, передаточный механизм — клиноременная передача, рабочий орган — резец.
Электрические машины: виды, классификация, принципы работы
Электрической машиной принято считать электромеханическое устройство, способное преобразовать механическую энергию в электрическую и обратно. В первом случае происходит выработка электроэнергии (машины являются генераторами), во втором – её потребление ( электродвигатели) . Последние необходимы для того чтобы привести в движение транспортные средства, станки и другие механизмы.
Генераторы и электродвигатели – основная сфера использования электрических машин. Но они могут быть также использованы и в качестве электромеханических преобразователей (умформеров) – агрегатов, которые способны преобразовывать электрическую энергию в различные её формы. Преобразователь постоянного тока в переменный называется инвертором , увеличитель мощности электрических сигналов – электромашинным усилителем, а устройство способное отрегулировать напряжение переменного тока – индукционным регулятором.
Отдельной категорией можно назвать также сельсины – самосинхронизирующиеся индукционные машины, которые обеспечивают возможность вращения нескольких осей независимо друг от друга с точки зрения механики. Такие устройства используются в электронике, в составе сварочных аппаратов для регулировки их рабочей мощности.
Классификация электрических машин
Коллекторные и бесколлекторные электрические машины
Деление на коллекторные и бесколлекторные электрические машины существует благодаря принципиальным отличиям в принципе их действия.
Коллекторные машины
Коллекторные агрегаты работают только на постоянном токе, поэтому отличительной чертой их конструкции является наличие механического преобразователя, который позволяет получить постоянный ток из переменного или наоборот. Они могут использоваться в качестве двигателя или генератора без необходимости внесения изменений в схему.
Их существенными преимуществами являются отличные пусковые характеристики и возможность плавной регулировки частоты вращения вала. Именно поэтому коллекторные электрические машины постоянного тока нашли очень широкое применение в качестве приводов для прокатных станов, электротранспорта, источников питания для сварочных аппаратов, электролитических ванн. В самолётах, тракторах, автомобилях такие двигатели приводят в движение всё используемое вспомогательное оборудование.
Небольшая группа коллекторных машин небольшой мощности выполняется в виде универсальных двигателей, которые уникальны тем, что могут работать и от постоянного, и от переменного тока.
Бесколлекторные машины
Бесколлекторные агрегаты работают только с переменным током и делятся на синхронные и асинхронные машины. Синхронные машины широко применяются как в качестве генераторов, так и электродвигателей, в то время как асинхронные – в основном служат двигателями.
Принцип работы такого генератора заключается в том, чтобы при помощи привода (двигателя внутреннего сгорания или турбины) через ременную передачу привести в движение ротор генератор. Одновременно в обмотке статора наводится ЭДС (указано стрелками) и благодаря замыканию её на нагрузке в цепи появляется ток.
Когда речь идёт о синхронном электродвигателе, то его работа начинается с подачи тока на обмотку статора. Это приводит к вращению магнитного поля, которое при взаимодействии с полем ротора вырабатывает силу, которая, в конечном счёте, преобразует электрическую энергию в механическую и вращает вал.
В асинхронном электродвигателе при включении обмотки статора в сеть образуется вращающееся с частотой n1 магнитное поле. При этом в обмотке статора и ротора наводится ЭДС. Благодаря тому что обмотка ротора замкнута в ней возникает ток, который взаимодействуя с полем статора создаёт электромагнитные силы Fэм приводящие во вращение ротор двигателя.
Трансформаторы
Трансформатор – электрический аппарат, который представляет собой статическое устройство, преобразующее одну систему переменного тока в другую. Параметры для преобразования могут быть самыми разными: ток, напряжение, частота, число фаз. Но чаще всего в системах электроснабжения используются силовые трансформаторы, которые позволяют изменить величину тока и напряжения (при этом все остальные параметры сети остаются неизменными).
По назначению существует деление аппаратов на трансформаторы силового и специального назначения. Силовые являются одним из основных элементов систем энергоснабжения и используются при транспортировке электроэнергии для получения напряжения требуемого класса.
Специальные же очень разнообразны по своей конструкции и рабочим характеристикам (примером могут послужить сварочные, печные, испытательные трансформаторы). Отдельной их категорией являются автотрансформаторы – однообмоточные аппараты, которые способны изменять величину напряжения в минимальных пределах (когда коэффициент трансформации приближён к 1).
Принцип действия силового трансформатора
Конструктивно аппарат состоит из сердечника, выполненного из листовой электротехнической стали и обмоток 1 и 2 (первичной и вторичной), которые размещены на стержнях и электрически не связаны между собой. К обмотке 1 подключается источник питания, к обмотке 2 – нагрузка (потребитель).
За счёт явления электромагнитной индукции переменный ток i1 создаёт магнитный поток, который замыкается в сердечнике и сцепляясь с обеими обмотками наводит в них ЭДС само- и взаимоиндукции соответственно. При подключении потребителя во вторичной обмотке создаётся ток i2, а на выводах – вторичное напряжение. Разница в напряжениях на вводах и выводах образуется за счёт разного количества витков в 1 и 2 обмотках. Отношение параметров может быть любым.
По количеству фаз существует разделение на одно- и трехфазный трансформатор , по виду охлаждения – на воздушный и масляный, по форме магнитопровода – на стержневой, бронестержневой, броневой, тороидальный. Особенностью трёхфазного от однофазного трансформатора в плане его электрической схемы состоит в том, что схемы трёх отдельных систем объединены в одну.
Трансформаторы и электрические машины в целом являются одними из важнейших элементов любой системы энергоснабжения. Огромное количество технических решений и отдельных видов устройств позволяет решать самые разные задачи во всех сферах деятельности.