Hyötysuhde lämmön moottori. Moottorin terminen hyötysuhde - kaava määrittämiseksi

Työtä monenlaisia koneita luonnehtii niin tärkeä luku kuin hyötysuhdetta lämpöä moottorin. Insinöörit vuosittain pyrkivät luomaan kehittyneempiä tekniikka, joka pienemmällä polttoaineen antaisi parhaat tulokset käyttämästä sitä.

lämpövoimakoneita laite

Ennen kuin ymmärtää, mitä on tehokkuus (hyötysuhde), sinun täytyy ymmärtää, miten tämä mekanismi toimii. Tietämättä periaatteita sen toiminnan voi selvittää luonnetta tämän indikaattorin. Lämpö moottori on laite, joka tekee työn avulla energian. Lämpöä moottori, joka muuntaa lämpöenergiaa mekaanisia, lämpölaajeneminen käytettyjen materiaalien korkeammissa lämpötiloissa. Kiinteän tilan järjestelmät eivät ainoastaan muuttaa äänenvoimakkuutta aineen, mutta myös muoto kehossa. Toiminta kyseisen moottorin edellyttää termodynamiikan lait.

toimintaperiaate

Jotta ymmärtäisimme miten lämpöä moottori, se on tutkittava perusteella sen suunnitteluun. Toimintaa varten laite vaatii kahden elimen: kuuma (lämmitin) ja kylmä (jääkaappi, jäähdyttimen). Toimintaperiaate lämpöä moottoreiden (hyötysuhde Lämpövoimamoottoreilla) riippuu niiden laji. Usein, jääkaappi toimii höyryn lauhduttimen ja lämmitin - mitä tahansa polttoainetta polttava uunissa. Tehokkuutta ihanteellinen lämpöä moottori on seuraava kaava:

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

Tässä tapauksessa todellinen moottorin hyötysuhteen ei voi koskaan ylittää arvoa mukaisesti saatu tämän kaavan. Myös tämä luku ei koskaan ylitä edellä mainitut arvot. Parantaa tehokkuutta, lisää usein lisätä ja vähentää lämpötilaa lämmittimen lämpötila jääkaapissa. Kummassakin menetelmässä rajoitetaan todellisten olosuhteiden laitteen.

Hyötysuhde lämpöä moottorin (kaava)

Toiminnassa, lämpö moottorin toimintaa tapahtuu, kuten joka kaasu alkaa menettää energiaa ja jäähdytetään tietyn lämpötilan. Viimeksi mainittu on yleensä muutaman asteen suurempi kuin ympäröivän ilmakehän. Tämä viileämpänä. Tällainen erityinen laite on suunniteltu jäähdytys ja kondensoimalla seuraavaksi höyrystä. Jossa on kondensaattoreita, joskus jääkaapin lämpötila alle ympäristön lämpötilan.

Lämpö Moottorirunko lämmittämällä ja laajentamalla ei voi lähettää kaikki sisäiset energiaa tehdä työtä. Osa lämmöstä siirretään jääkaapissa yhdessä pakokaasujen tai höyryä. Tämä osa lämmöstä sisäisten energiamarkkinoiden menetetään väistämättä. Työnesteen palamisen aikana polttoaineen lämmittimen saa tietyn määrän lämpöä Q _1. Näin ollen se suorittaa toisen teoksen A, jonka aikana lähettää osan jääkaappi lämpö: Q ₂ 1.

Moottorin tehokkuutta luonnehtii energian muuntamisen ja siirto. Tämä indikaattori on usein mitataan prosentteina. Tehokkuus on kaava:

η * A / mX100%, missä Q - kulutettu energia, ja - hyödyllistä työtä.

Perustuu lakiin säästö, voimme päätellä, että tehokkuus on aina pienempi kuin yksi. Toisin sanoen, hyvä työ ei ole koskaan enempää kuin se otti vallan.

Moottorin hyötysuhde - suhde hyötyenergiaa työhön raportoimat lämmitin. Se voidaan esittää kaavana:

η = (Q _{1-Q 2)} / Q _1, jossa Q ₁ - lämpöä saadun lämmitin, ja Q ₂ - antaa jääkaapissa.

Työ lämpö moottori

Tekemää työtä lämmön moottori, lasketaan kaavalla:

A = | Q _H | - | Q _X |, jossa A - teos, _QH - määrän lämpöä saatu lämmitin, Q _X - annetun lämmön määrä pois jäähdytin.

Hyötysuhde lämpöä moottorin (kaava):

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

Hän on suhde työhön, joka tekee moottorista tuotetun lämmön määrä. Osa lämpöenergiasta menetetään tänä siirron.

Carnot moottori

Suurin tehokkuus lämpövoimakoneita havaitaan laitteessa Carnot. Tämä johtuu siitä, että tämä järjestelmä on riippuvainen ainoastaan absoluuttinen lämpötila lämmittimen (TH) ja jäähdyttimen (Tx). Tehokkuutta lämmön moottori toimii mukaan Carnot-sykli määritetään seuraavalla kaavalla:

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

Lait termodynamiikan laskea sallittu mahdollisimman tehokkaasti, mikä on mahdollista. Ensimmäistä kertaa tämä luku on laskenut ranskalainen tiedemies ja insinööri Sadi Carnot. Hän keksi lämpöä moottori, jota käyttää ideaalikaasun. Hän työskentelee sykli 2 Isotermien ja 2 lämmittää. Miten se toimii on yksinkertainen: astiaan kaasulämmitin toimitetaan yhteystiedon, niin että käyttöneste laajenee isotermisesti. Tässä tapauksessa se toimii ja saa jonkin verran lämpöä. Jälkeen astia eristä. Tästä huolimatta kaasu laajenee edelleen, mutta abaattisesti (ilman lämmönvaihdon ympäristön kanssa). Tällä hetkellä, sen lämpötila laskee jääkaappiin suorituskykyä. Tässä vaiheessa kaasu saatetaan kosketukseen lauhdutin, jolloin se antaa tietyn määrän lämpöä isometrisen supistumisen. Sitten eristää aluksen uudelleen. Kun kaasu on adiabaattisesti puristetaan alkuperäiseen tilaan ja tilavuus.

laji

Nykyään on olemassa monenlaisia lämpöä moottoreita, jotka toimivat eri periaatteilla ja eri polttoaineita. Heillä kaikilla on niiden tehokkuutta. Näitä ovat seuraavat:

• polttomoottorin (mäntä), joka on mekanismi, jossa palava osa polttoaineesta kemiallinen energia muutetaan mekaaniseksi energiaksi. Tällaiset laitteet voivat olla kaasua ja nestettä. Erottaa 2- ja 4-tahti moottorit. Ne voivat olla käyttömäärä jatkuvassa käytössä. Analogisesti valmistuksessa tällaista polttoainetta seosten Kaasutinmoottorit (ulkoinen seos muodostuminen) ja diesel (sisäinen). Tyypin energian muunnin on jaettu mäntä, jet, turbiini ja yhdistetty. Tehokkuutta tällaisten koneiden ei ylitä tavoitteen 0,5.

• Stirling-moottori - laite, jossa työnesteeseen on ahtaassa tilassa. Se on eräänlainen ulkoinen polttomoottori. Periaate sen toiminta perustuu määräajoin jäähdytys / lämmitys kehon energian tuotto muutosten vuoksi sen tilavuus. Tämä on yksi tehokkaimmista moottoreita.

• turbiini (pyörivä) moottorin ulkoisten polttoaineen palamista. Tällaiset kasvit ovat yleisimpiä lämpövoimaloissa.

• Turbiinin (roottori), polttomoottori käytetään lämpövoimaloista huippu-tilassa. Ei niinkään yhteistä kuin toiset.

• Turbinovintovoy moottori johtuen joidenkin ruuvien luo työntövoiman. Loput hän saa johdosta pakokaasuja. Sen rakenne on pyörivä moottori (kaasuturbiini), jonka akseli työnnetään potkuri.

Muunlaiset Lämpövoimamoottoreilla

• Missile, suihkuturbiini ja suihkumoottorit, jotka saadaan työntövoiman johtuen vaikutuksesta pakokaasuja.

• Solid-State-asemat käytetään kiinteää polttoainetta. Toiminnassa se ei muuta sen tilavuus ja muoto. Laitetta käytettäessä käytetään erittäin pieni lämpötilaero.

Kuten voi lisätä tehokkuutta

Onko tehostaminen lämpömoottorilla mahdollista? Vastaus on haettava termodynamiikan. Se tutkii keskinäinen muutos erilaisia energiaa. On todettu, että on mahdotonta muuttaa kaikkia käytettävissä lämpöenergian sähkö-, mekaanisten ja m. N. Tästä muuntamalla ne lämmöksi tapahtuu ilman rajoituksia. Tämä on mahdollista sen vuoksi, että luonne lämpöenergian, joka perustuu häiriintyneestä (kaoottinen) hiukkasten liike.

Vahvempi elin on lämmennyt, joten siirtää sen komponentti molekyylejä nopeammin. Liikkeen hiukkasten tulee entistä arvaamaton. Yhdessä tämän, kaikki tietävät, että tilaus voidaan helposti kääntää kaaokseen, joka on hyvin vaikea toteuttaa.