Teorija

 
Mašīnas, kurās siltuma enerģiju pārvērš mehāniskajā enerģijā, sauc par siltuma dzinējiem. Siltuma dzinējos kurināmā atdotais siltuma daudzums tiek patērēts darba veikšanai.
  
Kopumā siltuma dzinējs sastāv no trim daļām:
1) sildītāja
2) darba vielas (ūdens tvaiks vai gāze)
3) dzesētāja
Tvaika mašīnas
Tvaika mašīnā darbu veic sakarsēts ūdens tvaiks. Tvaiku iegūst tvaika katlā. Par kurināmo lieto malku, kūdru, akmeņogles, dīzeļdegvielu, mazutu.
 
fig1.gif

 
Gadu desmitiem cilvēki izmantoja tvaika lokomotīves, kuras darbināja tvaika dzinējs:
steam_animation.gif

Siltuma dzinēja lietderības koeficients η (eta) rāda, kāda daļa no saņemtā siltuma daudzuma tiek pārvērsta darbā.
η=AQ vai η=AQ100%, kur
A - veiktais darbs;
Q - no sildītāja saņemtais siltuma daudzums;
η - lietderības koeficients.

Tvaika mašīnas lietderības koeficients ir apmēram 15%.
 
Tvaika mašīnas dzinējs ar trim taktīm:
Triple_expansion_engine_animation.gif

Tvaika turbīnās tvaiks plūst pa cauruli ar lielu ātrumu un triecas pret turbīnas rata lāpstiņām, iegriežot ratu. Tvaika turbīnas lietderības koeficients ir apmēram 25-40%. Tvaika turbīnas lieto termoelektrostacijās, atomelektrostacijās un kuģos.
 
Tvaika turbīna termoelektrostacijā:
turbina.jpg

Tvaika mašīnām ir zems lietderības koeficients, tāpēc mūsdienās visplašāk izmantotais siltuma dzinējs ir iekšdedzes dzinējs. Iekšdedzes dzinējos šķidrais kurināmais vai gāze sadeg cilindrā, kurā tiek veikts darbs (pārbīdīts virzulis).
 
Iekšdedzes dzinējs:
iekšdedzes dzinējs.png
 
Noskaties video: Lietderības koeficients (Krievu valodā) [5 min]

 
Atsauce:
http://tariqhafez.blogspot.com/2010/10/workingprincipleofsteamlocomotivemodel.html
http://www.ask.com/wiki/Marine_steam_engine#Triple_or_multiple_expansion
Fizika 8. klasei/Edvīns Šilters. - Rīga: Lielvārds, 1998.-112 lpp.:il.-izmantotā literatūra:106. lpp.
Fizika pamatskolai 2. daļa/V. Rasmane, A. Vītols, Ā. Cacāne.-Rīga:RAKA,2006.-136 lpp. :il.-izmantotā literatūra: 53.- 54.lpp.
http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=201_4.html
http://autogalvuremonts.wordpress.com/2010/04/09/ieksdedzes-dzinejs/