Vazby systému s okolím - pozitivní, negativní Stroje jako technické systémy FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Pojetí stroje jako technického systému Stroj je technický systém přeměňující energii, konající práci nebo zpracovávající informace. vstup přeměna výstup energie energie elektrická odpadní teplo látka látka polotovar, řezná kapalina výrobek, řezná kapalina, třísky informace informace programové instrukce zobrazení výrobku, simulace Příklad – CNC soustruh Vazby systému s okolím - pozitivní, negativní POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007

Stroje jako technické systémy FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Rozdělení strojů podle přeměn energie Hnací (motory) mechanická energie tuhých členů vhodná vstupní energie tlaková tepelná (vnitřní) elektrická rotující hřídel, posouvající se pístnice rozdělení motorů Hnané (generátory, pracovní stroje) mechanická energie tuhých členů vhodná vstupní energie, mechanická práce rotující hřídel, posouvající se pístnice zdvihací stroje dopravní stroje výrobní stroje (změna stavu materiálu) generátory (přeměna energie) přemisťování Stroje pro zpracování informací (výpočetní technika) Parametry stroje: fyzikální, technické a ekonomické veličiny, které charakterizují vlastnosti stroje a jeho vztah k okolí. Charakteristiky: graficky vyjádřené závislosti mezi parametry. POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007

Př. – automobilový motor účinnost h = Euž/Evstup Stroje jako technické systémy FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Hnací stroje (motory) - fyzikální základy K popisu principu činnosti a technických kvalit stroje potřebujeme základní veličiny, jako jsou práce, energie, výkon, účinnost. Př. – automobilový motor ztráty (odpadní teplo) (Eztr) chemická energie v palivu (Evstup) využitelná energie (kinetická energie rotujícího hřídele) (Euž) účinnost h = Euž/Evstup Tepelné motory založené na principu tepelného oběhu (cyklu) produkují značné množství odpadního tepla (žádný tepelný motor nemůže využít veškeré přivedené teplo). Podrobné grafické znázornění energetické bilance (princip viz obr.) se nazývá Sankeyův diagram. POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007

? Stroje jako technické systémy Motory tlakové Přeměny energie FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Motory tlakové ? Přeměny energie Vodní motory Větrné motory Hydromotory hydraulických mechanismů, pneumotory POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007

tepelná účinnost h = [(Qp - Qo) /Qp ]< 1! Stroje jako technické systémy FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Motory tepelné I. termodynamický zákon: teplo a práce jsou ekvivalentní. II. termodynamický zákon: teplo samovolně nemůže přejít z nižší teploty na vyšší. S. Carnot: pro konání práce využitím tepla je potřeba rozdílu teplot; teplo musí být přiváděno za vyšší teploty než je odvádíme; ideální oběh s nejvyšší tepelnou účinností se skládá ze dvou izoterm a dvou adiabat. tepelná účinnost h = [(Qp - Qo) /Qp ]< 1! Rozdělení tepelných motorů Zdroje tepla s přímým přívodem tepla s nepřímým přívodem tepla paliva jaderná energie sluneční nebo geotermální teplo pístové lopatkové (turbíny) POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007

Stroje jako technické systémy FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Watt 1782 Otto 1876 Pístové tepelné motory uzavřený oběh, nepřímý přívod tepla – kondenzační parní stroje otevřený oběh, přímý přívod tepla – pístové spalovací motory POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007

Stroje jako technické systémy FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Lopatkové tepelné motory uzavřený oběh, nepřímý přívod tepla – kondenzační parní turbíny otevřený oběh, přímý přívod tepla –spalovací turbíny (stacionární nebo mobilní) Parsonsova přetlaková parní turbína 1884 Lavalova rovnotlaká parní turbína 1883 Kogenerace: společná výroba elektřiny a tepla; využití odpadního tepla pro vytápění teplárenské parní turbíny paroplynový cyklus POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007

Stroje jako technické systémy FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Jaderný reaktor jako zdroj tepla Primární okruh reaktoru VVER 1000 v ochranné obálce Chicago, 2. 12. 1942 POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007

Stroje jako technické systémy FISCHER, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004. Příklady otázek a úkolů Charakterizujte stroj jako technický systém a popište jeho vazby s okolím. Rozdělte stroje podle přeměn energie. Na příkladu konkrétního stroje popište přeměny energie a vysvětlete účinnost. Jak se liší vodní kolo a vodní turbína po stránce přeměn energie? Proč se účinnost ideálního tepelného stroje nemůže rovnat 1? POUZE PRO VÝUKOVÉ ÚČELY Josef Gruber, SPŠS, Plzeň, 2006/2007