Как работает парус в качестве двигателя?
Парус — это ветровой двигатель. Ветер давит на натянутое полотнище паруса, и на нём возникает сила, которая действует на судно. Если ветер попутный, он просто толкает судно вперёд. При боковом ветре парус работает как крыло: воздух обтекает его с двух сторон, давление с наветренной стороны больше, чем с подветренной, и появляется сила, направленная вперёд. Поворачивая парус относительно ветра, можно менять эту силу. Киль или шверт не даёт судну сильно сноситься в сторону.
Парус преобразует энергию ветра в механическую работу по движению судна.
Парус преобразует энергию ветра в движение судна: ветер давит на полотнище, и возникает сила, толкающая судно вперёд, в том числе и при боковом ветре.
Какие принципиальные конструкции существуют для ветряных двигателей?
По рис.
- с горизонтальной осью вращения, выполненные по схеме пропеллера: лопасти вращаются в плоскости, перпендикулярной ветру, и ротор нужно разворачивать по ветру;
- с вертикальной осью вращения и лопатками: они работают при ветре любого направления, и разворачивать их не нужно.
Ветряные двигатели различают по расположению оси вращения ротора относительно земли.
- С горизонтальной осью по схеме пропеллера.
- С вертикальной осью с лопатками.
Что общего и в чём различие пластинчатого пневматического двигателя и турбинного пневматического двигателя?
Пластинчатого двигателя на фото в тексте нет, поэтому ответ основан на общих знаниях о принципе его работы.
Общее: оба двигателя работают на сжатом воздухе, преобразуют его энергию в механическое вращение вала и дают вращательное движение.
Различие: в пластинчатом двигателе сжатый воздух давит на пластины, которые подвижно стоят в пазах ротора. Ротор расположен эксцентрично в корпусе, и пластины прижимаются к стенке, образуя камеры, в которых воздух расширяется. В турбинном двигателе струя воздуха направляется на лопатки колеса и вращает его своей скоростью. Пластинчатый двигатель создаёт больший момент на малых оборотах, а турбинный вращается быстрее (например, в бормашине).
Пластинчатый двигатель использует давление воздуха в замкнутых камерах, турбинный — скоростной напор струи.
Общее: оба работают на сжатом воздухе и дают вращение вала. Различие: в пластинчатом воздух давит на пластины ротора в камерах, в турбинном струя воздуха вращает колесо с лопатками; турбинный вращается быстрее, но у него мощность меньше.
Подумайте, почему мощность турбинных пневматических двигателей невелика.
Турбинный пневмодвигатель небольшой, так как его ставят в маленькие инструменты, например в наконечники бормашин. Воздух к нему подаётся тонкой струёй, поэтому расход воздуха и сила на лопатки малы. Часть энергии воздуха теряется при расширении и на трение. Поэтому мощность такого двигателя невелика.
Мощность зависит от расхода воздуха, давления и размеров колеса, а у маленьких турбин они небольшие.
Турбина маленькая, струя воздуха тонкая, расход воздуха небольшой, часть энергии теряется, поэтому мощность невелика.
