Номер 3, страница 83 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 21. Паровая турбина. Вопросы - номер 3, страница 83.

Условие.

3. Какими преимуществами обладает турбина по сравнению с двигателем внутреннего сгорания?

Решение.

2. Турбина — это лопаточная машина, преобразующая кинетическую и/или потенциальную энергию потока рабочего тела (пара, газа, воды) в механическую работу на валу. Основные части турбины, общие для большинства её типов (например, паровых и газовых), включают в себя следующие компоненты:
• Ротор — это вращающаяся часть турбины. Он состоит из вала, на котором установлены один или несколько дисков с рабочими лопатками. Именно рабочие лопатки воспринимают энергию потока и заставляют ротор вращаться.
• Статор — это неподвижная часть турбины. Он включает в себя корпус и сопловой (направляющий) аппарат. Его задача — направлять поток рабочего тела на лопатки ротора под нужным углом и с необходимой скоростью.
• Корпус — внешняя прочная оболочка, которая заключает в себе ротор и элементы статора. Корпус выдерживает высокое давление и температуру рабочего тела и обеспечивает герметичность конструкции.
• Сопловой (направляющий) аппарат — система неподвижных лопаток, закреплённых в корпусе. В этих лопатках происходит расширение рабочего тела (например, пара), его ускорение и направление на рабочие лопатки ротора.
• Подшипники — опоры, на которых с высокой точностью установлен вал ротора. Они воспринимают нагрузки, действующие на ротор, и обеспечивают его свободное вращение.
• Система уплотнений — предназначена для минимизации утечек рабочего тела через зазоры между вращающимися и неподвижными частями турбины.
Если рассматривать газотурбинный двигатель в целом, то сама турбина является его составной частью наряду с компрессором и камерой сгорания.

Ответ: Основными частями турбины являются ротор (вращающаяся часть с рабочими лопатками) и статор (неподвижная часть, включающая корпус и сопловой аппарат).

3. Турбина, особенно в виде газотурбинного двигателя (ГТД), имеет ряд значительных преимуществ по сравнению с поршневым двигателем внутреннего сгорания (ДВС):
• Высокая удельная мощность. Турбины производят очень большую мощность при относительно малом весе и компактных размерах. Это свойство является решающим для их применения в авиации.
• Уравновешенность и низкий уровень вибрации. Все основные части турбины совершают только вращательное движение, в отличие от поршней в ДВС, которые движутся возвратно-поступательно. Это обеспечивает плавную работу практически без вибраций.
• Конструктивная простота. ГТД имеет значительно меньше движущихся частей, чем поршневой двигатель той же мощности. В нём отсутствуют сложные механизмы, такие как кривошипно-шатунный и газораспределительный, что повышает его надежность.
• Высокая надежность и большой ресурс. Благодаря простоте конструкции, отсутствию многих трущихся пар и сбалансированности вращающихся масс, турбины, как правило, имеют больший ресурс и более высокую надежность.
• Многотопливность. Сгорание топлива в ГТД происходит в отдельной камере сгорания в непрерывном потоке воздуха, что делает двигатель менее чувствительным к виду и качеству топлива. Турбины могут работать на керосине, природном газе, дизельном топливе, мазуте и др.
• Лучшая экологичность. В камере сгорания турбины обеспечиваются условия для более полного сгорания топлива. В результате в выхлопных газах ГТД содержится меньше вредных веществ, таких как оксид углерода (CO) и несгоревшие углеводороды, по сравнению с ДВС.

Ответ: Главными преимуществами турбины по сравнению с двигателем внутреннего сгорания являются высокое отношение мощности к весу, плавная работа с низким уровнем вибрации, конструктивная простота и высокая надежность, а также возможность использования различных видов топлива и более чистый выхлоп.