Motor s vonkajším spaľovaním: Vedel si, ako funguje?
Motor s vonkajším spaľovaním je tepelný stroj, ktorý využíva teplo z vonkajšieho zdroja na vytvorenie energie pre pracovný cyklus. Toto teplo sa získava vonkajším spaľovaním, od čoho je odvodený aj názov, motor s vonkajším spaľovaním.
Tento typ motora využíva chemickú energiu získanú spálením paliva na ohrev pracovnej látky, ktorá následne v motore vykonáva prácu. Spaľovanie prebieha vždy mimo motora a ako palivo sa využíva plyn, kvapalina, ale aj pevná hmota.
Obsah
Motor s vonkajším spaľovaním a jeho výhody
Motory s vonkajším spaľovaním môžu byť účinnejšie ako motory s vnútorným spaľovaním. Tieto motory sú taktiež menej závislé od typu a kvality použitého paliva a môžu tiež dosahovať nižšie emisie oxidov dusíka, pretože spaľovanie prebieha pri nižších tlakoch a teplotách.
Motor s vonkajším spaľovaním a jeho nevýhody
Motory s vonkajším spaľovaním sú v porovnaní s motormi s vnútorným spaľovaním pri rovnakých parametroch výkonu väčšie, ťažšie a menej kompaktné. Príčinou ich vyššej hmotnosti a väčších rozmerov je práve výmenník tepla, prostredníctvom ktorého sa ohrieva pracovná látka.
Medzi motory s vonkajším spaľovaním patria napríklad:
Parný stroj
Parná turbína
Plynová turbína
Stirlingov motor
Stirlingov motor je piestový tepelný stroj, v ktorom sa energia pre pracovný cyklus privádza prestupom tepla z vonkajšieho zdroja. Toto teplo sa najčastejšie získava spaľovaním, pričom to prebieha vždy mimo motora.
Stirlingov motor teda využíva chemickú energiu získanú spálením paliva na ohrev pracovnej látky, ktorá následne v motore vykonáva prácu.
Stirlingov motor: Ako funguje a aké má výhody?
Po konštrukčnej stránke má Stirlingov motor oproti iným spaľovacím motorom niekoľko výhod. Motor je robustný a má veľmi jednoduchú konštrukciu, vďaka čomu je aj veľmi spoľahlivý. Tento motor je zapuzdrený a tesný, čo umožňuje jeho použitie napríklad pod vodou či vo vákuu.
Keďže k spaľovaniu paliva nedochádza vo vnútri motora, nevzniká žiaden zbytočný hluk, no ani vibrácie. Stirlingov motor je teda tichší, kultivovanejší a má vyššiu životnosť ako klasické motory s vnútorným spaľovaním, pretože jeho súčiastky sú menej namáhané.
Účinnosť Stirlingovnho motora je rovnaká, niekedy aj vyššia ako pri najlepších vznetových motoroch. Jeho najväčšou prednosťou je však to, že na pohon motora je možné použiť rôzne typy palív ako napríklad:
zemný plyn
tekuté palivá
plynné palivá
tuhé palivá
biomasa
bioplyn
solárna energia
ďalšie…
Parný stroj
Parný stroj je tepelný piestový motor, ktorý mení tepelnú a tlatkovú energiu vodnej pary na mechanickú prácu. Princíp práce parného stroja je veľmi jednoduchý. Horením paliva vzniká v parnom stroji teplo, ktoré premieňa vodu na vodnú paru.
Pomocou vstupných ventilov je potom touto vodnou parou plnený parný valec. Piest vo valci sa vplyvom teploty a tlaku vodnej pary vysúva, zároveň však klesá teplota, ale aj tlak pary. Tým nastáva premena tepelnej energie vodnej pary na mechanickú prácu pary.
Nasleduje výfuk pary otvorením výstupných ventilov na druhej strane valca a spätnom pohybe piesta. Parný stroj sa využíva v energetike na pohon aleternátorov.
Parná turbína
Parná turbína je krútiaci tepelný stroj, ktorý transformuje kinetickú a tepelnú energiu prúdiacej pary na mechanický rotačný pohyb prenášaný na hriadeľ stroja.
Parná turbína sa skladá z jedného alebo viacerých postupne sa zväčšujúcich lopatkových kolies. Lopatkové kolesá sú súčasťou statora stroja a nazývajú rozvádzacie. Lopatkové kolesá, ktoré sú umiestnené na hriadeli stroja sa zas nazývajú obežné a spolu s ním tvoria rotor.
Alternátor: Na čo vlastne slúži a ako funguje?
Parná turbína sa využíva predovšetkým v energetike na pohon alternátorov, s ktorými býva mechanicky spojená spoločným hriadeľom. Okrem toho však našla parná turbína uplatnenie aj ako lodný pohon (parníky, bojové lode, jadrové ponorky a iné).
Plynová turbína
Plynová turbína je tepelný stroj, ktorý premieňa tepelnú energiu plynov na mechanickú prácu. Pracovnou látkou sú ohriate plyny alebo spaliny vznikajúce v iných strojoch, ktoré sú privedené do plynovej turbíny. Plyny pri prechode turbínou odovzdávajú jej lopatkám svoju kinetickú energiu. Týmto spôsobom sa premieňa tepelná energia na mechanickú prácu.
Parná turbína sa používa ako pohon generátorov v tepelných a jadrových elektrárňach. Pracovným plynom je prehriata vodná para, ktorej ohrev zabezpečuje spaľovanie palív alebo priebeh jadrovej reakcie.