Silnik – definicja i funkcje
Silnik to maszyna, która przekształca różne formy energii zasilającej w energię mechaniczną. Źródła energii mogą obejmować:
- energię chemiczną (np. silnik dla nanorurki)
- energię cieplną (np. silnik parowy, silnik Diesla)
- energię elektryczną (np. silnik elektryczny)
- energię kinetyczną (np. turbina wiatrowa)
- energię potencjalną (np. turbina wodna)
Energia mechaniczna generowana przez silnik jest zazwyczaj pobierana z obracającego się wału i wykorzystywana jako praca mechaniczna lub przekształcana na energię elektryczną. W niektórych silnikach, takich jak rakietowe, energia prowadzi do ruchu postępowego.
Kluczowe atrybuty silnika
Najważniejsze parametry silnika to:
- Moc: zdolność do wykonywania pracy w jednostce czasu
- Sprawność: stosunek energii użytecznej do energii pobranej
- Moment obrotowy: istotny dla silników z ruchem obrotowym
- Siła ciągu: kluczowa dla silników lotniczych
- Impuls właściwy: dla silników rakietowych
Rodzaje silników
Silniki można klasyfikować według źródła energii oraz sposobu działania:
- Silniki zasilane energią chemiczną lub atomową:
- silnik cieplny
- silnik o spalaniu wewnętrznym (np. tłokowy, odrzutowy)
- silnik o spalaniu zewnętrznym (np. turbina parowa)
- Silniki elektryczne
- Silniki hydrauliczne i pneumatyczne
- Silniki wiatrowe i wodne
- Silniki hipotetyczne i żywe (rzadko używane)
Pod względem ruchu elementu odbierającego energię, silniki można podzielić na:
- z ruchem posuwisto-zwrotnym (np. silniki tłokowe)
- z ruchem obrotowym (np. silniki turbinowe)
- bez ruchomego elementu (np. silnik rakietowy)
Historia silników
Rozwój silników i mechanizmów napędowych obejmuje kluczowe wynalazki:
- ok. 200 p.n.e. – koło wodne
- 140 p.n.e. – bania Herona (turbina parowa)
- 1690 – pierwszy tłokowy silnik parowy
- 1782 – maszyna parowa (patent James Watt)
- 1876 – czterosuwowy silnik benzynowy (Nikolaus Otto)
- 1892 – silnik Diesela (Rudolf Diesel)
- 1960 – silnik Wankla
Historia ta ukazuje postęp technologiczny i innowacje w zakresie silników, które miały istotny wpływ na rozwój przemysłu i transportu.
