Номер 3, страница 87 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

3. Из каких частей состоит паровая турбина и как она работает?

2. Основное различие между турбинами и поршневыми машинами заключается в принципе преобразования энергии рабочего тела (пара, газа) в механическую работу и, как следствие, в конструкции их основных рабочих органов. В поршневой машине энергия газа или пара совершает работу за счет давления на поршень, который совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Это движение затем преобразуется во вращательное с помощью кривошипно-шатунного механизма. Процесс носит циклический, прерывистый характер. В турбине же энергия непрерывного потока рабочего тела напрямую преобразуется во вращательное движение ротора. Поток воздействует на лопатки, закрепленные на роторе, заставляя его вращаться. Движение здесь чисто вращательное и непрерывное. Это приводит к ключевым конструктивным отличиям: поршневые машины требуют сложного механизма для преобразования движения, в то время как турбины имеют более простой ротор. Как следствие, турбины могут достигать значительно более высоких скоростей вращения, развивать большую мощность, они более компактны и уравновешены.

Ответ: Ключевое различие состоит в том, что поршневая машина использует возвратно-поступательное движение поршня для преобразования энергии, а турбина — непосредственное вращательное движение ротора под действием потока рабочего тела. Это определяет различия в их конструкции, характере работы (прерывистый против непрерывного) и основных эксплуатационных характеристиках.

3. Паровая турбина состоит из нескольких ключевых частей и работает по принципу преобразования тепловой энергии пара в механическую работу вращения. Основные части турбины: 1) корпус — прочная внешняя оболочка; 2) ротор — вращающийся вал с дисками, на которых закреплены рабочие лопатки; 3) статор — неподвижная часть, включающая сопловые (направляющие) лопатки, которые формируют каналы (сопла) для разгона пара. Совокупность одного ряда сопловых и одного ряда рабочих лопаток называется ступенью турбины. Также в конструкцию входят подшипники и система уплотнений.

Принцип работы следующий: пар высокой температуры и давления, произведенный в котле, подается в турбину. Он проходит через сопла статора, где расширяется, в результате чего его давление падает, а скорость потока резко возрастает (тепловая энергия преобразуется в кинетическую). Затем высокоскоростной поток пара воздействует на рабочие лопатки, закрепленные на роторе, передавая им свою энергию и заставляя ротор вращаться. Вращение ротора через вал передается, как правило, электрогенератору. Отработавший пар низкого давления направляется в конденсатор, где превращается в воду для нового цикла.

Ответ: Паровая турбина состоит из статора (с соплами) и ротора (с рабочими лопатками). Её работа основана на преобразовании тепловой энергии пара в кинетическую энергию в соплах, которая затем преобразуется в механическую работу вращения ротора при воздействии потока пара на его лопатки.