Tõhusust soojusmootorit. Mootori termiline kasutegur - valem määramiseks

Töö palju erinevaid masinaid iseloomustab nii oluline näitaja kui efektiivsuse soojust mootori. Insenerid igal aastal püüame luua rohkem arenenud tehnikat, et vähem kütust annaks parimaid tulemusi kasutada.

termilise mootori seade

Enne saate aru, mida on tõhususe (tõhusus), peate aru, kuidas see mehhanism töötab. Ilma teadmised põhimõtetest selle operatsiooni ei saa aru, milline see näitaja. Heat mootor on seade, mis teeb selle töö abil sisemise energia. Iga soojuse mootor, mis muundab soojusenergia mehaanilisi, soojuspaisumine kasutatud materjalide kõrgematel temperatuuridel. Tahkis-süsteemid ei saa helitugevust muuta ainult aine, vaid ka kuju keha. Hagi sellise mootori allub termodünaamika.

tööpõhimõte

Selleks, et mõista kuidas soojusmootorit, on vaja kaaluda, lähtudes selle disain. Tööks seade vajab kaks organit: kuum (kütteseade) ja külma (külmkapp, jahuti). Tööpõhimõte soojuse mootorid (tõhususe soojusjõumasinates) sõltub nende liiki. Sageli külmkapis teenib kondensaatori ja küttekeha - igasugune kütuse põletamine ahjus. Efektiivsus ideaalne soojuse mootor on järgmise valemiga:

Kasutegur = (Tnagrev -. Tholod.) / Tnagrev. x 100%.

Sel juhul reaalne mootori kasutegurit ei saa kunagi ületada väärtust saadud vastavalt käesolevale valem. Ka see arv ei ületa kunagi eespool väärtusi. Et parandada tõhusust, sagedamini suurendada ja vähendada temperatuuri küttekeha temperatuuri külmkapis. Mõlemad protsessid on piiratud tegelikke tingimusi seadmed.

Tõhusust soojusmootorit (valem)

Töötamisel soojusmootorit operatsioon toimub, kui mis gaasi hakkab kaotama energiat ja jahutatakse teatud temperatuuri. Viimane on tavaliselt paar kraadi kõrgem kui ümbritseva atmosfääri. See jahuti temperatuuri. Selline eriline seade mõeldud jahutus- ja kondenseerimine heitauru. Kui on kondensaatorid, mõnikord külmkapis temperatuuril toatemperatuurist madalamal.

Soojuse mootori keha soojendades ja laiendada ei ole võimalik saata kõik oma sisemist energiat, et teha tööd. Osa soojusest kantakse külmkapis koos heitgaaside või auru. See osa soojust sisemise energia on paratamatult kadunud. Töövedeliku ajal kütuste põletamisest kerise saab teatud koguse soojuse Q _1. Seega täidab teise teose A, mille käigus edastab osa külmkapist soojust: _Q2

Mootori tõhususe iseloomustab energia muundamise ja ülekande. See näitaja on sageli mõõdetakse protsendina. Kasutegur valemiga:

η * A / Qx100%, kus Q - kulutatud energia ja - kasulikku tööd.

Tuginedes jäävuse seadus energia, saame järeldada, et kasutegur on alati väiksem ühest. Teisisõnu, hea töö kunagi olla rohkem kui võimule.

Mootori efektiivsus - suhe kasulik energiat töö teatatud kerise. See võib olla esindatud valemiga:

η = _(Q1-Q2) / _Q1, kus _Q1 - soojuse saadud kütteseadme ja _Q2 - saades külmkapis.

Töö soojusmootorit

Tehtud tööd soojuse mootor, arvutatakse järgmise valemi abil:

A = | Q _H | - | Q _X |, kus A - töö, Q _H - soojuse hulk saadud küttekeha, Q _X - summa eralduva soojuse jahedam.

Tõhusust soojusmootorit (valem):

| Q _H | _{- | Q X |) / |} Q H | = 1 _{- | Q X | / | Q} H |

Ta on suhe töö, mis teeb mootorist toodetud soojuse kogus. Osa soojusenergia on kadunud ajal selle edastamiseks.

Carnot mootori

Maksimaalne efektiivsus termilise mootori täheldatakse seadme Carnot. See on tingitud asjaolust, et see süsteem sõltub ainult absoluutne temperatuur küttekeha (TH) ja jahuti (Tx). Kasutegur soojusmootorit teostavad Carnot tsükli määratakse järgmise valemi abil:

(Tn - Tx) / Tn = - Tx - Tn.

Termodünaamika seadused arvutada lubatud maksimaalse efektiivsusega, mis on võimalik. Esmakordselt see näitaja on arvutatud Prantsuse teadlane ja insener Sadi Carnot. Ta leiutas soojusmootorit, mis haldab ideaalne gaas. Ta töötab tsüklis 2 isotermid ja 2 eripõlemissoojuste. Kuidas see toimib on üsna lihtne: laeva gaasi kütteseade on varustatud kontakt, et töövedeliku laiendab isotermiliselt. Sel juhul tegutseb ja saab teatud hulk soojust. Pärast laeva soojustada. Hoolimata sellest, gaasi jätkuvalt laiendada, kuid adiabaatiliseld (ilma soojusvahetust keskkonnaga). Sel ajal, nii et lahuse temperatuur langeb külmkapist jõudlust. Sel hetkel gaasi kokkupuutesse kondensaatori, kusjuures see annab teatud hulk soojust ajal isomeetrilise kontraktsiooni. Siis soojustada laeva uuesti. Kui gaas on adiabaatiliseld kokkusurutud algne olek ja maht.

liigid

Tänapäeval on palju liiki soojusjõumasinates mis tegutsevad eri põhimõtetel ja erinevaid kütuseid. Neil kõigil on oma tõhusust. Need on järgmised:

• sisepõlemismootori (kolvi), mis kujutab endast mehhanismi, kus põleva osa kütuse keemilise energia muundatakse mehaaniliseks energiaks. Need seadmed võivad olla vedeliku ja gaasi. Eristada 2- ja 4-taktilised mootorid. Neil võib olla töötsükkel pidevaks tööks. Analoogselt valmistamisel näiteks kütuse segud on karburaatoriga mootorid (väliste segu moodustumine) ja diislikütuse (sisemine). Kategooria järgi energy konverteri jagunevad kolvi, jet, turbiini ja ühendati. Tõhusust selliste masinate ei ületa eesmärgi 0,5.

• Stirling mootor - seade, milles töövedeliku on kinnises ruumis. See on omamoodi väliste sisepõlemismootor. Põhimõte on selle tegevuse põhineb perioodilise küte / jahutus keha energia saagis muutuste tõttu selle mahtu. See on üks kõige tõhusam mootorid.

• turbiini (pöörlevad) mootori väliste kütuse põletamisel. Sellised taimed on kõige levinum soojuselektrijaamades.

• turbiin (rootor), sisepõlemismootor kasutatakse soojusjõujaamades tipp režiimis. Mitte niivõrd levinud kui teised.

• Turbinovintovoy mootori tõttu mõned kruvid loob tõukejõudu. Ülejäänud ta saab tänu heitgaasides. Selle struktuur on rootormootoriga (gaasiturbiini), võlli, mis on lükatud propeller.

Muud tüüpi soojusjõumasinates

• rakett, turboreaktiiv ja reaktiivmootorid, mis on saadud tõukejõu tõttu mõju heitgaasides.

• Solid-State Drive kasutatakse tahke kütus. Töötamisel see ei muuda selle maht ja kuju. Kui töötad kasutatavad seadmed on väga väike temperatuuride vahe.

Nagu võib suurendada tõhusust

Kas suurendades tõhusust soojusmootorit võimalik? Vastus tuleb otsida termodünaamika. See uurib vastastikuse ümberkujundamine erinevate energiat. On kindlaks tehtud, et see on võimatu muuta kõik saadaval soojusenergia elektriliste, mehaaniliste m. N. Selle teisendades need soojuse toimub ilma piiranguteta. See on võimalik tänu sellele, et milline põhinev soojusenergia korrastamata (kaootiline) liikumise osakesi.

Mida tugevam keha soojendada, nii liigub oma komponentmolekulideks kiiremini. Liikumise osakeste muutub veelgi korrapäratu. Koos sellega, igaüks teab, et selleks saab kergesti muuta kaos, mis on väga raske korraldada.