Doeltreffendheid van die hitte-enjin. Enjin termiese doeltreffendheid - die formule vir die bepaling van

Die werk van verskeie soorte masjiene kenmerkend so 'n belangrike figuur as die doeltreffendheid van die hitte-enjin. Ingenieurs jaarliks daarna streef om 'n meer gevorderde tegnologie wat met minder brandstof die beste resultate van die gebruik daarvan sal gee te skep.

termiese enjin apparaat

Voordat jy verstaan wat is die doeltreffendheid (doeltreffendheid), wat jy nodig het om te verstaan hoe hierdie meganisme werk. Sonder kennis van die beginsels van die werking daarvan kan nie uitvind die aard van hierdie aanwyser. Hitte-enjin is 'n toestel wat die werk doen deur die gebruik van interne energie. Enige hitte-enjin wat vat termiese energie om meganiese, termiese uitsetting van die gebruik by hoër temperature materiaal. Die vaste-toestand stelsels kan nie net die volume van die stof, maar ook die vorm van die liggaam verander. Die optrede van so 'n enjin is onderhewig aan die wette van termodinamika.

beginsel van werking

Ten einde te verstaan hoe werk 'n hitte-enjin, is dit nodig om die basis van die ontwerp oorweeg. Vir die werking van die toestel vereis twee liggame: 'n warm (verwarmer) en koue (yskas, koel). Die beginsel van werking van hitte-enjins (doeltreffendheid van hitte-enjins) is afhanklik van hul soort. Dikwels is 'n yskas dien Condenser en 'n verwarmer - enige soort brandstof brand in die oond. Die doeltreffendheid van 'n ideale hitte-enjin is van die volgende formule:

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

In hierdie geval, kan die werklike motor doeltreffendheid nooit meer as die wat in ooreenstemming met hierdie formule waarde. Ook, sal hierdie syfer nog nooit meer as die bogenoemde waardes. Om doeltreffendheid te verbeter, meer dikwels verhoog en die temperatuur van die verwarmer temperatuur van die yskas verminder. Beide van hierdie prosesse sal beperk word tot die werklike omstandighede van die toerusting.

Doeltreffendheid hitte-enjin (formule)

In werking, die hitte-enjin werking tree, as wat gas begin om energie te verloor en afgekoel tot 'n sekere temperatuur. Laasgenoemde is gewoonlik 'n paar grade hoër as die omringende atmosfeer. Dit koeler temperature. So 'n spesiale toestel wat ontwerp is vir verkoeling en daaropvolgende kondensasie van die uitlaat stoom. Waar daar kapasitors, soms die yskas temperatuur onder kamertemperatuur.

Die hitte-enjin liggaam deur die verhitting en uit te brei is nie in staat om al sy interne energie stuur om arbeid te verrig. Sommige van die hitte sal oorgedra word na die yskas saam met die uitlaatgasse of stoom. Hierdie deel van die hitte van die interne energie is onvermydelik verloor. Die werkende vloeistof tydens die verbranding van brandstof deur die verwarmer kry 'n sekere hoeveelheid van warmte Q _1. So dit verrig 'n ander werk A, waartydens stuur deel van die yskas van hitte: Q ₂ 1.

Enjin doeltreffendheid kenmerkend van die doeltreffendheid in energie-omskakeling en transmissie. Hierdie aanwyser word dikwels gemeet as 'n persentasie. Doeltreffendheid formule:

η * A / Qx100%, waar Q - bestee energie, en - 'n nuttige werk.

Gebaseer op die wet van behoud van energie, kan ons aflei dat die doeltreffendheid is altyd minder as eenheid. Met ander woorde, sal die goeie werk nooit meer as dit het krag wees.

Enjin doeltreffendheid - die verhouding van bruikbare energie om die werk deur die verwarmer berig. Dit kan voorgestel word as 'n formule:

η = (Q ₁ Q ₂₎ / Q ₁ waarin Q ₁ - hitte wat ontvang is van die verwarmer, en Q ₂ - aan die yskas gee.

Werk hitte-enjin

Die werk wat gedoen is deur die hitte-enjin, word bereken deur die volgende formule:

A = | Q _H | - | Q _X |, waar A - werk, Q _H - hoeveelheid hitte wat ontvang is van die verwarmer, Q _X - hoeveelheid hitte afgegee koeler.

Doeltreffendheid hitte-enjin (formule):

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

Hy is die verhouding van die werk wat die enjin maak om die hoeveelheid hitte geproduseer. Deel van die hitte-energie gaan verlore tydens hierdie oordrag.

Carnot enjin

Die maksimum doeltreffendheid van die hitte-enjin is waargeneem in die toestel Carnot. Dit is te wyte aan die feit dat hierdie stelsel is afhanklik slegs op die absolute temperatuur van die verwarmer (TH) en die koeler (Tx). Doeltreffendheid hitte-enjin wat volgens die Carnot siklus word bepaal deur die volgende formule te gebruik:

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

Die wette van termodinamika die toegelaat maksimum doeltreffendheid, wat moontlik te bereken. Vir die eerste keer hierdie syfer het bereken 'n Franse wetenskaplike en ingenieur Sadi Carnot. Hy uitgevind 'n hitte-enjin, wat uitgevoer word deur 'n ideale gas. Sy werk in 'n siklus van 2 isoterme en 2 uitdunne. Hoe dit werk is eenvoudig: om die vaartuig met 'n gas verwarmer verskaf 'n kontak, sodat die werkende vloeistof isotermies brei. In hierdie geval is dit bedryf en kry 'n sekere hoeveelheid hitte. Na vaartuig te isoleer. Ten spyte hiervan, die gas gaan voort om uit te brei, maar adiabaties (sonder hitte-uitruiling met die omgewing). Op die oomblik, die temperatuur daal tot die yskas prestasie. Op hierdie punt die gas is gekontak met 'n kondensator, waardeur dit 'n sekere hoeveelheid hitte gee tydens die isometriese kontraksie. isoleer dan weer die skip. Wanneer die gas adiabaties saamgepers om die oorspronklike toestand en volume.

spesies

Deesdae is daar baie tipes hitte-enjins wat werk op verskillende beginsels en verskillende brandstowwe. Hulle het almal hul doeltreffendheid. Dit sluit die volgende in:

• 'n binnebrandenjin (suier), wat 'n meganisme waar die brand gedeelte van die brandstof chemiese energie omgesit na meganiese energie. Sulke toestelle kan gas en vloeistof wees. Onderskei 2- en 4-slag enjins. Hulle kan 'n dienssiklus van deurlopende operasie het. In analogie relevant tot die opstel van so 'n brandstof mengsels is carbureted enjins (met eksterne vorming mengsel) en diesel (interne). Deur die tipe van energie converter is verdeel in suier, jet, turbine en gekombineer. Die doeltreffendheid van sulke masjiene nie meer as die teiken van 0,5.

• Stirling enjin - 'n toestel wat die werkende vloeistof is in 'n beperkte ruimte. Dit is 'n soort van eksterne binnebrandenjin. Die beginsel van die operasie is gebaseer op 'n periodieke verkoeling / verwarming liggaam om die opbrengs energie as gevolg van veranderinge in die volume. Dit is een van die mees doeltreffende enjins.

• turbine (roterende) enjin met eksterne verbranding van brandstof. Sulke plante is die mees algemene termiese kragsentrales.

• Die turbine (rotor), die binnebrandenjin word gebruik in die termiese kragsentrales in piek af. Nie soseer algemeen as ander.

• Turbinovintovoy enjin te danke aan 'n paar van die skroewe skep stoot. Die res wat hy ontvang as gevolg van die uitlaat gasse. Die struktuur is 'n roterende enjin (gas turbine), die skag van wat gestoot skroef.

Ander vorme van hitte-enjins

• Missile, Turbojet en jet enjins, wat verkry word strekking as gevolg van die impak van uitlaatgasse.

• Vaste-staat dryf word gebruik as 'n soliede brandstof. In werking is, beteken dit nie sy volume en vorm verander. Wanneer die werking van die gebruik van toerusting is baie klein temperatuur verskil.

Soos doeltreffendheid te verhoog

Of die verhoging van die doeltreffendheid van 'n hitte-enjin moontlik? Die antwoord moet gesoek word in termodinamika. Dit bestudeer die wedersydse transformasie van verskillende tipes van energie. Daar is vasgestel dat dit onmoontlik is om al die beskikbare hitte-energie te omskep in elektriese, meganiese en m. N. Vir hierdie omskakeling van hulle in die hitte plaasvind sonder enige beperkings. Dit is moontlik as gevolg van die feit dat die aard van hitte-energie wat gebaseer is op die versteurde (chaotiese) beweging van deeltjies.

Die sterker die liggaam opgewarm, so sal sy komponent molekule beweeg vinniger. Die beweging van deeltjies sal selfs meer wisselvallig geword. Saam met hierdie, almal weet dat die einde kan maklik verander in chaos, dit is baie moeilik om te organiseer.