Động cơ đốt ngoài là gì? - Ví dụ của họ

Động cơ đốt ngoài là gì?

Động cơ đốt ngoài là động cơ nhiệt trong đó chất lỏng làm việc (bên trong) được đốt nóng bằng cách đốt cháy nguồn bên ngoài, xuyên qua thành động cơ hoặc bộ trao đổi nhiệt. Sau đó, chất lỏng, bằng cách giãn nở và hoạt động theo cơ chế của động cơ tạo ra chuyển động và công việc có thể sử dụng được.

Sau đó, chất lỏng được làm lạnh, nén và tái sử dụng trong một chu trình khép kín. Không giống như việc động cơ hơi nước sử dụng nước ở cả pha lỏng và khí làm chất lỏng hoạt động, động cơ Stirling chứa một lượng cố định chất lỏng khí vĩnh viễn như không khí hoặc heli.

Như trong tất cả các động cơ nhiệt, chu trình chung bao gồm nén khí mát, làm nóng khí, giãn nở khí nóng và cuối cùng làm lạnh khí trước khi lặp lại chu trình.

Hiểu về Động cơ đốt ngoài

Động cơ nhiệt bên ngoài nói chung là động cơ hơi nước và chúng khác với động cơ đốt trong ở chỗ nguồn nhiệt tách biệt với chất lỏng hoạt động. Ví dụ, một động cơ đốt ngoài sẽ sử dụng ngọn lửa để đốt nóng nước thành hơi, sau đó sử dụng hơi nước để làm quay tuabin. Điều này khác với quá trình đốt trong, như trong động cơ ô tô, nơi xăng bắt lửa bên trong một pít-tông, hoạt động và sau đó được thải ra ngoài.

Tất cả các động cơ đốt ngoài đều là động cơ nhiệt ngoài. Có các EHE, như nhà máy nhiệt điện mặt trời, nhà máy điện hạt nhân và nhà máy điện địa nhiệt, không phải là động cơ đốt ngoài. Mặc dù vậy, động cơ nhiệt bên ngoài, giống như lò phản ứng hạt nhân, đôi khi được gọi là động cơ đốt ngoài.

Động cơ đốt ngoài là dạng động cơ nhiệt ngoài phổ biến nhất, vì chúng được sử dụng trong các nhà máy điện. Động cơ đốt ngoài là duy nhất so với các EHE khác vì nó yêu cầu nhiên liệu trải qua quá trình đốt cháy để tạo ra nhiệt được sử dụng cho công việc.

Động cơ đốt ngoài không còn được sử dụng trong giao thông vận tải, vì các thiết kế di động không đủ hiệu quả, nhưng chúng vẫn tiếp tục được sử dụng trong các nhà máy điện. Ví dụ, một nhà máy điện khí tự nhiên đun sôi nước thành hơi nước để làm quay tuabin, tạo ra điện.

Thiết kế đốt ngoài có nghĩa là khí tự nhiên không tiếp xúc trực tiếp với nước và động cơ vẫn sử dụng nguồn năng lượng khổng lồ tỏa ra để làm công việc hữu ích. Một nhà máy nhiệt điện than cũng hoạt động theo cách tương tự, trong đó than được đưa vào nhà máy từ mỏ và đốt trong lò hơi. Các đường ống dẫn nước vào lò hơi, và than đốt làm sôi nước, tạo ra hơi nước, làm quay tua-bin và tạo ra điện.

Đốt cháy là gì?

“Đốt cháy” đề cập đến việc đốt cháy nhiên liệu bằng chất oxy hóa, để cung cấp nhiệt. Các động cơ có cấu hình và hoạt động tương tự (hoặc thậm chí giống hệt nhau) có thể sử dụng nguồn cung cấp nhiệt từ các nguồn khác như phản ứng hạt nhân, mặt trời, địa nhiệt hoặc tỏa nhiệt không liên quan đến quá trình đốt cháy; sau đó chúng không được phân loại nghiêm ngặt là động cơ đốt ngoài mà là động cơ nhiệt bên ngoài.

Chất lỏng làm việc

Chất lỏng làm việc có thể có bất kỳ thành phần nào và hệ thống có thể là một pha (chỉ chất lỏng hoặc khí) hoặc hai pha (lỏng / khí).

• Một giai đoạn: Khí được sử dụng trong động cơ Stirling. Đôi khi có thể sử dụng chất lỏng một pha.
• Pha kép: Động cơ đốt ngoài hai pha sử dụng quá trình chuyển pha để chuyển đổi nhiệt độ thành công có thể sử dụng được, ví dụ từ chất lỏng sang khí (nói chung là lớn hơn nhiều). Loại động cơ này tuân theo các biến thể của chu trình Rankine. Động cơ hơi nước là một ví dụ phổ biến của động cơ hai pha. Một ví dụ khác là động cơ sử dụng chu trình Xếp hạng hữu cơ.

Ví dụ

• Lò phản ứng CANDU (một loại nhà máy điện hạt nhân)
• nhà máy nhiệt điện than
• nhà máy điện khí tự nhiên
• đầu máy hơi nước (mặc dù còn rất ít ví dụ hoạt động)
• Nhà máy nhiệt điện mặt trời
• Công cụ Stirling

Ưu điểm của động cơ đốt ngoài

• Hầu hết mọi loại nhiên liệu sẵn có đều có thể được sử dụng
• Vì nguồn điện không được tạo ra do quá trình kích nổ của nhiên liệu nên rất ít tiếng ồn được tạo ra.
• Lượng khí thải từ động cơ cũng rất thấp
• Rất tiết kiệm để tạo ra năng lượng lớn

Nhược điểm của động cơ đốt ngoài

• Không phù hợp với yêu cầu tải thấp
• Rò rỉ chất lỏng làm việc
• Mức tiêu thụ dầu nhờn
• Kích thước của động cơ tương đối lớn
• Nhiệt độ làm việc tổng thể cao nên cần phải cẩn thận và sử dụng vật liệu xây dựng đặc biệt

Ứng dụng của động cơ đốt ngoài

• Động cơ hơi nước: Đầu máy, Hàng hải
• Công cụ Stirling: Phương tiện không gian thử nghiệm
• Tua bin hơi nước: Sức mạnh, Biển lớn
• Tua bin khí chu trình kín: Power, Marine