د ګرمۍ انجنونو د موثریت. د ګرمۍ انجن موثریت - فورمول

نني واقعيتونه پراخ عمليات ګرمۍ انجنونو ته اړتيا لري. ګڼ شمېر هڅې د هغوی سره د لاندې د ناکامۍ په داسې حال کې د برښنا ماشینه ځای. د ستونزو سره په خپلواکه سیستمونو د قدرت د راغونډېدلو په تړاو، په ډېره سخته حل شوي دي.

تر اوسه د جوړولو قدرت د بیټرۍ پر بنسټ د خپل د اوږدې مودې د استعمال ټکنالوژۍ اړوند ستونزې. د برقي موټرو سرعت ځانګړنو څخه هغه کسان چې په موټرو کې، د داخلی احتراق انجن تر اوسه دي.

د د دوه رګه انجنونو رامنځته لومړي ګامونه د پام وړ کولای شي په شوخوا سیمو کې د ګياو ګازونو د کمولو، د چاپیریال د ستونزو د حل.

A little تاریخ

د په ناارامه د انرژۍ د بخار د انرژۍ د بدلون د احتمال له پخوا وختونو راهيسې دی پېژندل شوی دی. 130 له ميلاد: Philosopher Geron Aleksandriysky چې د اورېدونکو بخار نانځکې وړاندې - eolipil. Sphere سره بخار ډک، د نفوذ څخه د هغې الوتکې راوړي لاندې په تناوب راغلل. د د د درخواست د وخت په عصري بخار توربین دا بڼې نه ده موندلي.

د ډیرو کلونو لپاره او پیړۍ فیلسوف پرمختګ دا شوه چې یوازې په یو تفريح نانځکې ګڼل. په 1629 د ایټالیا D. Branca يوه فعاله توربین جوړ. جوړو په خوځښت کې جوړ ټیکلي برابر سره تیغونه.

له همدې شیبې د بخار انجنونو چټک پرمختګ پيل شو.

ګرمۍ انجن

د بدلون د داخلي انرژۍ د ماشین برخو او میکانیزمونو په کارول حرکت د انرژۍ ته د تیلو په ګرمۍ انجنونه.

د ماشینونو د اصلي برخو: د بخارۍ (سیستم له بهر څخه د انرژۍ د ترلاسه کولو)، د کار د بدن (ګټور اغيز ترسره کوي)، يخچال.

د بخارۍ داسې طرح لپاره د کار د مايعاتو د پاره ګټور کار د داخلي انرژۍ د پوره سټاک ټولیږی. د یخچال ته اړتیا لرې اضافي انرژۍ.

د موثریت اصلي ځانګړنه ده چې د ګرمۍ انجنونو د موثریت په نامه. دا اندازه په ګوته کوي هغه څه چې د انرژۍ په برخه کې بخارۍ د مصرف ته ګټور کار ترسره لګولي دي. د لوړې د موثریت، د ماشین په ګټه عمليات، خو د دې ارزښت نه زیات 100٪.

د موثریت محاسبه

بخارۍ بهر د استملاک د انرژۍ سره مساوي پوښتنه _{1 راځئ.} وسیلې بدن ژمن کار A، داسې حال کې چې د انرژۍ د ورکړل يخچال پوښتنه _{2 وه.}

پر بنسټ د هوډ، موږ د موثریت ارزښت محاسبه:

η = A / پوښتنه _1. داسې فرض کړو چې يو = پوښتنه ₁ - پوښتنه _2.

نو له دې کبله د ګرمۍ انجن موثریت، چې د فورمول له خوا η ورکول دی = (پوښتنه ₁ - پوښتنه ₂₎ / پوښتنه ₁ = 1 - پوښتنه ₂ / پوښتنه _1، لاندې پایلو ته اجازه ورکوي:

• موثریت زیات نه شي 1 (يا 100٪)؛
• د دې کمیت اعظمي بايد په يا د انرژۍ د يوه بخارۍ څخه لاس ته راوړل، او یا د انرژۍ ورکړل يخچال کموالی زیاتوالی؛
• زياتوالي د بخارۍ د قدرت د تیلو د کیفیت د بدلون ترلاسه کړي.
• د انرژۍ د کمښت، ورکوي په يخچال، اجازه د انجنونو د ډیزاین بڼې ترلاسه کړي.

یو مطلوب ګرمۍ انجن

آیا د داسې يوه انجن د جوړولو امکان، د موثریت چې به د اعظمي (په یوه مطلوب - مساوي له 100٪) وي؟ د دغې پوښتنې ته د فرانسوي فزیک پوه او د يو تکړه انجنير سعدي Carnot هڅه وکړه د ځواب موندل. په 1824 کې د پروسو په ګازونو واقع په اړه د هغه د نظري محاسبه خوشې شول.

د اساسي مفکوره په مطلوب ماشین تسجیل شي سره مطلوب د ګازو د ترسره کولو بیرته پروسو ګڼل شي. سره د حرارت درجه د T ₁ د ګازو د isothermally پراختیا _پیلول. د حرارت د دې هدف لپاره د اړتیا اندازه، - پوښتنه _1. وروسته د ګازو د ګرمۍ د پراخولو پرته (د یو adiabatic پروسه). د حرارت درجه د T ₂ رسېدو _{وروسته،} د ګازو د ده له خوا د يخچال د انرژۍ پوښتنه ₂ تيريدو isothermally له _طبعي. خپل اصلي حالت ته د ګاز په بدل کې ده adiabatically ترسره کړ.

د سره د کره محاسبه یو مطلوب Carnot ګرمۍ انجن موثریت د تودولو او یخولو آله تر منځ د حرارت درجه د يو د حرارت درجه، چې د يوه بخارۍ توپير په نسبت دی. داسې ښکاري لکه: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

د ماشين، چې د فورمول ممکنه حرارتي موثریت په بڼه لري: η = 1 - د T ₂ / T _1، یوازې د بخارۍ او کولر حرارت ارزښت پورې اړه لري او کولای شي په پرتله زیات 100٪ نه وي.

سربیره پردې، د دې اړیکو یو توانوي چې ثابته کړي، چې د حرارت انجنونو د اغیزمنتیا کیدای شي برابر يووالي يوازې هغه مهال په يخچال مطلق صفر حرارت. لکه څنګه چې ده، د دې ارزښت ته رسیدل.

نظري محاسبه Carnot اجازه تر څو د د هر ډیزاین په ګرمۍ انجن اعظمي موثریت معلوم کړي.

ثابته Carnot د theorem په لاندې ډول دي. په خپل سر ګرمۍ نه حالاتو کولای موثریت د یو مطلوب ګرمۍ انجن موثریت ورته ارزښتونو څخه د لوړو لري لاندې انجن.

د مثال په توګه د ستونزې د حل

بيلګي 1. څه موثریت د يوه مطلوب ګرمۍ انجن، کله چې د بخارۍ د حرارت درجه 800 C او د يخچال 500 ^C لاندې ^د حرارت درجه؟

T ₁ = 800 ^{° C} = 1073 K، ΔT = 500 ^{° C} = 500 د K، η -؟

د حل لاره:

د تعریف: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

موږ د يخچال د حرارت نه دي ورکړل، خو ΔT = (T ₁ - T _2)، نو:

η = ΔT / T ₁ = 500 K / 1073K = 0،46.

ځواب: موثریت = 46٪.

2. د مثال په توګه د یو مطلوب ګرمۍ انجن موثریت معلوم کړي، که له امله د انرژۍ د ترلاسه يو kilojoules بخارۍ ګټور کار 650 J. ترسره د ګرمۍ انجن که د سړونکی د حرارت درجه د بخارۍ د تودوخې څه ده -. 400 د K؟

پوښتنه ₁ = 1 KJ = 1000 J يو = 650 J، د T ₂ = 400 د K، η - ؟، T ₁ =؟

د حل لاره:

په دغه دنده، دا يو حرارتي نصب، د موثریت چې د فورمول په واسطه محاسبه کولای شی:

η = A / پوښتنه _1.

د فورمول د يوه مطلوب ګرمۍ انجن موثریت په کارولو سره د بخارۍ د تودوخې د معلومولو:

η = (T ₁ - T ₂₎ / T ₁ = 1 - د T ₂ / T _1.

د رياضي بدلونه ته ترسره کوي، موږ تر لاسه:

T ₁ = T ₂ / (1- η).

T ₁ = T ₂ / (1- د A / پوښتنه _1).

موږ محاسبه:

η = 650 J / 1000 J = 0،65.

T = 400 K ₁ / (1- 650 J / 1000 J) = 1142.8 K.

ځواب: η = 65٪، د T ₁ = 1142.8 K.

اصلي حالت

یو مطلوب ګرمۍ انجن سره د مطلوب پروسو طرح. يوازې په isothermal پروسو د کار د ترسره، چې دا تعريف د سيمې bounded د Carnot دوران ګراف له خوا په توګه.

په حقیقت کې، چې د په دې بهير کې د ګازو د حالت د بدلون په جریان کې د شرایطو د برابرولو، پرته مل د حرارت بدلونونه کولای شي نه وي. داسې نه مواد، چې په ګرمۍ سره د شاوخوا شیانو د تبادلې څخه منع کړي. Adiabatic پروسه ناشوني شي ترسره کړي. د ګرمۍ په بدل کې د ګازو د حرارت درجه په صورت کې باید د حتمي بدلون.

د حرارتي ماشینونه جوړ په واقعي شرايطو موثریت د انجنونو د مطلوب موثریت څخه د پام وړ توپیر لري. په یاد ولرئ چې په دریښتینو انجنونو د پروسې په جریان نو روژه چې د د خپل حجم بدلون د پروسې کار موادو د داخلی حرارتي انرژي د بدلون له خوا د یوه بخارۍ ګرمۍ کمیت حيران شوي او یو کولر بدل نه شي کولای خساره ورکړل شي پېښېږي.

نور ګرمۍ انجنونه

دریښتینو انجنونه په مختلفو دورو کې فعاليت:

• Otto په دوران سره adiabatic بدلون کې، یوه تړل نمبرو په جوړولو ثابت حجم پروسه ده.
• دیزل دوران isobar، adiabatic، isochore، adiabatic؛
• د ګازو د توربین: د پروسې په پرله پسې فشار واقع، adiabatic بدل نمبرو په بندوي.

په دریښتینو انجنونو د یو تعادل په پروسو جوړول په عصري تکنالوژۍ (د هغوی ته نږدې د مطلوب راوړي) ممکنه نه ده. د ګرمۍ انجنونو د موثريت د پام وړ ټيټه ده، هم د همدې حرارت شرايطو په توګه په مطلوب ګرمۍ جوړولو.

خو دا د رول محاسبه فورمول موثریت کم لازم نه دی د Carnot دوران، لکه څنګه چې ده، دا چې د دریښتینو انجنونو د اغيزمنتيا د ښه والي په دې بهير کې يو مرجع شي.

ته موثریت بدلون لارې

له لارې د مطلوب او واقعي ګرمۍ انجنونه په پرتله، دا باید په نښه شي چې د يخچال تېر حرارت خپل سری نه وي. معمولا د يخچال باور د فضا. د فضا کوالی شی یوازی د تقريبي شمېرنو د حرارت درجه واخلي. تجربي ښيي، چې د سړونکی دحرارت په انجنونو لوګی ګاز، لکه څنګه چې په داخلی احتراق انجنونو (په توګه DVS کیدنی) پېښېږي.

DIC - د زموږ د ګرمۍ انجن نړۍ کې تر ټولو عام دی. په دې صورت کې د اغيزمنتيا ګرمۍ انجن د حرارت درجه له خوا جوړ تیلو د سوځولو پورې اړه لري. د DIC بخار انجنونو د ضروري توپير دی په یوه هوا او د سونګ د موادو د مخلوط Fusion بخارۍ دندو او د آلې فعالیت د بدن. د سوځولو د مخلوط د انجن حرکت برخو د فشار رامنځته کوي.

د کار د ګازو د حرارت درجه لوړول دی تر لاسه کړي، د پام وړ د تیلو د ملکیتونو په کتابتون کې. له بده مرغه، دا ناشونې ده چې پرته له حد نه. د انجن د احتراق د خونو د جوړولو هر ډول مواد لري خپل ذوب ټکی. د داسې موادو د حرارتی مقاومت - د انجن د اساسي ځانګړتیا، او همدارنګه د د پام وړ موثریت اغیز وکړي.

ارزښتونه انجن موثریت

که موږ په پام کې بخار توربين، د کار د بخار لط چې مساوي له 800 د K ده د حرارت درجه، او د لوګی د ګازو - 300 د K، د ماشین موثریت برابر دی 62٪. په حقیقت کې، که څه هم، د دې ارزښت نه 40٪ زیات وي. د تودولو توربين د کور په ترڅ کې چې د ګرمۍ له لاسه له امله د دغه کمښت واقع دی.

د داخلی احتراق انجنونو موثریت لوړ ارزښت نه 44٪ نه زیات وي. د په نږدې راتلونکي کې د پوښتنې - د دې ارزښت لوړول. د توکو د ملکیتونو بدلول، د سون - دا يوه ستونزه ده چې د د انسانانو د ښه ذهنونو ګماري.