Ба самаранокии муҳаррикҳо гармии. Ба самаранокии як муҳаррики гармӣ - Формула

воқеияти муосир талаб мошинаҳои гармии амалиёти васеи. кӯшишҳои зиёде ба ҷои онҳо бо муњаррикњои барќї дар вақти нокомии. Мушкилоти марбут ба ҷамъшавии қудрат дар системаҳои Мухтори, бо мушкилоти бузург ҳал карда мешавад.

Бо вуҷуди ин, мушкилоти марбут истеҳсолӣ технологияи батарея нерӯи барқ дар асоси истифодаи дарозмуддат аст. хусусиятҳои Суръати нақлиёти барқӣ дур аз онҳое, ки дар мошин, муҳаррикҳо сўхтани дохилӣ.

Дар қадамҳои нахустин дар ташкили муҳаррикҳои гибридии метавонанд хеле кам кардани партовҳои таксикӣ дар минтақаҳои аз қабили Киев, њалли масъалањои муњити зист.

A таърих андаке

Дар имкони табдили энергетикаи буѓї ба энергияи кинетикии шудааст, аз замонҳои қадим маълум аст. 130 пеш аз милод: файласуфи Geron Aleksandriysky пешниҳод ба бозича буѓї тамошобинон - eolipil. Соҳаи пур буѓї, ба ротатсияи зери таъсири чолишҳоеро, ки аз ҷанганда вай омад. Ин прототипи ба турбина буѓї муосир дар замони ариза ёфт нашуд.

Зеро солҳои зиёд ва рушди асри файласуф он танҳо як бозича шавковар дониста шуд. Дар 1629 Италия Д. Branca як турбина фаъолонаи биёфарид. Ҷуфти танзим дар ҳаракат диск таъмин бо blades.

Аз ин лаҳза оғоз рушди босуръати муҳаррикҳо буѓї.

муҳаррики гармии

Дар табдил додани энергияи дохилии ин маводи сӯхт ба энергияи ҳаракат қисмҳои мошин ва механизмҳои истифода дар муҳаррикҳои гармии.

қисмҳои асосии техникаи: гармкунакҳои (системаи гирифтани нерӯи барқ аз берун), маќоми кории (иҷро таъсири судманд), яхдон.

Дар гармкунак тарҳрезӣ шудааст, барои моеъи корӣ барои ҷамъоварии захираи кофӣ энергияи дохилии барои кори муфид. Яхдон мегирад дур энергетика барзиёд.

Дар Хусусияти асосии самаранокии аст самаранокии муҳаррикҳо гармии номида мешавад. Ин миқдор нишон медиҳад, ки чӣ қисми энергетика дар гармидиҳӣ сарф барои иҷрои кори муфид нафақа. Дар олӣ самаранокии, амалиёти судманд аз мошини, вале ин қиммат то 100% зиёд бошад.

Бањисобгирии самаранокии

Бигзор гармкунак энергетика берунӣ даст ба Q ₁ баробар _аст. Tools мақоми содир кори A, дар ҳоле, энергетика яхдон дода Q _{2 буд.}

Дар асоси муайян, ки мо ҳисоб арзиши самаранокии:

η = A / Q _1. Мо дар њолате, ки A = Q ₁ - Q _2.

Аз ин рӯ самаранокии муҳаррики гармӣ, формулаи, ки аз тарафи η дода = (Q ₁ - Q ₂₎ / Q ₁ = 1 - Q ₂ / Q _1, имкон медиҳад, ки хулосаҳои зерин:

• Муассирӣ метавонад 1 (ё 100%) зиёд бошад;
• ба ҳадди аксар ба ин миқдор бояд ё энергияи даст аз гармкунакҳои, ё кам энергетика дода яхдон зиёд;
• афзоиши қудрати гармкунак, ки расидан ба як тағйир додани сифати сӯзишворӣ;
• кам энергетика, медиҳад яхдон, имкон барои ноил шудан ба хусусиятҳои тарҳрезии муҳаррикҳо.

Як муҳаррики гармии беҳтарин

Оё ташкили чунин муҳаррики имконпазир, самаранокии он мебуд, ҳадди (дар беҳтарин - ба 100% баробар)? Пайдо кардани ҷавоб ба ин савол кӯшиш физики фаронсавӣ ва як муҳандис боистеъдод Sadi Carnot. Дар 1824 ҳисобҳои назариявӣ худ дар бораи равандҳо дар газҳои рух озод карда шуданд.

Фикри асосӣ таҷассум дар мошини беҳтарин мумкин аст рафтори равандҳои reversible бо гази идеалии ба шумор меравад. Сар карда, бо тавсеаи isothermally газ дар њарорати Т _1. Маблағи гармии барои ин мақсад, - Q _1. Баъди газ бе густариши гармӣ (раванди adiabatic). Баъд аз расидан ба њарорати Т _2, газ isothermally гузаштани энергетика яхдон Q _{2 фишурда.} Бозгашти газ ба давлати аслии он аст, adiabatically анҷом дода мешавад.

Ба самаранокии муҳаррики беҳтарин гармӣ Carnot бо ҳисоби дақиқи таносуби фарқи байни њарорати гармї ва дастгоҳи хунуккунӣ ба ҳарорати, ки дорои гармкунак аст. / T ₁ - η = (T ₂ T ₁₎ ки чун аз ин _назар.

самаранокии гармӣ имконпазири мошини, ки формулаи дорад, дар шакли: η = 1 - Т ₂ / T _1, вобаста танҳо дар бораи арзиши ҳарорати гармкунак ва сардтар ва метавонад бузургтар аз 100%.

Гузашта аз ин, ин муносибати яке аз имкон медиҳад, ки ба исбот намудани самаранокии муҳаррикҳои гармии метавонад ба ягонагии танҳо вақте яхдон баробар мутлақ сифр ҳарорати. Тавре ки маълум аст, ин қиммат дастнорас аст.

ҳисобҳои назариявӣ Carnot имкон барои муайян кардани ҳадди самаранокии як муҳаррики гармии ягон тарҳи.

theorem исбот Carnot Русия чунин аст. муҳаррики гармии худсарона дар назди ҳеҷ ваҷҳ наметавонад ба самаранокии баландтар аз арзишҳои ҳамин як самаранокии муҳаррики гармии беҳтарин.

Мисоли мушкилот ҳалли

НАМУНАИ 1. Кадом самаранокии муҳаррики гармии беҳтарин, вақте ки ҳарорати гармкунак 800 $ C ^ва њарорати яхдон 500 ^{$ C} зер аст?

Т ₁ = 800 ^{° C} = 1073 K, ΔT = 500 ^{° C} = 500 K, η -?

ҳалли:

Бо таърифи: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Мо буданд, ҳарорати яхдон дода нашуда, балки ΔT = (T ₁ - T _2), бинобар ин:

η = ΔT / T ₁ = 500K / 1073 к = 0.46.

Ҷавоб: самаранокии = 46%.

Мисол 2. Муайян кардани самаранокии муҳаррики гармии беҳтарин, агар бо сабаби ба энергияи даст як kilojoules гармкунак анҷом кори фоиданок 650 Ҷ ҳарорати аз гармкунак аз муҳаррики гармии, агар ҳарорати coolant чӣ аст, -. 400 К?

Q ₁ = 1 kJ = 1000 J A = 650 J, Т ₂ = 400 K, η - ?, T ₁ =?

ҳалли:

Дар ин вазифа, дар он насби гармӣ, самаранокии он мумкин аст аз ҷониби формула њисоб карда мешавад:

η = A / Q _1.

Барои муайян кардани ҳарорати аз гармкунак истифодаи самаранокии формулаи як муҳаррики гармии беҳтарин:

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

Анҷом дигаргуниҳои математика, ки мо дастрас намоед:

Т ₁ = Т ₂ / (1- η).

Т ₁ = Т ₂ / (1- A / Q _1).

Мо compute:

η = 650 J / 1000 J = 0,65.

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

Ҷавоб: η = 65%, Т ₁ = 1142.8 К.

шароити воқеии

Як муҳаррики гармии беҳтарин бо равандҳои беҳтарин пешбинӣ шудааст. Ин кор танҳо дар равандҳои isothermal гузаронида, он ҳамчун соҳаи мањдуди бо графикаи сикли Carnot муайян карда мешавад.

Дар асл, ба фароҳам овардани шароит барои воридоти тағйирот мақоми газ дар раванди бе ҳамроҳӣ тағйирёбии ҳарорат мумкин нест. Не чунин мавод, ки мубодилаи гармӣ бо объектҳои атроф истисно. раванди Adiabatic имконнопазир мегардад барои иҷрои. Дар сурати њарорати газ мубодилаи гармӣ ҳатман бояд тағйир ёбад.

Ба самаранокии мошинҳои гармидиҳӣ дар шароити воқеӣ офарида фарқ таври назаррас аз самаранокии идеали муҳаррикҳо. Дар хотир доред, ки дар ҷараёни равандҳои дар муҳаррикҳои воқеӣ рӯй, то рӯза, ки дар навъи истифодаи энергияи дохилии гармидиҳӣ амволи корӣ дар раванди тағйири ҳаҷми он нест, мумкин аст аз ҷониби баҳамоии миќдори гармии аз гармкунак ва бозгашт сардтар ҷуброн карда мешавад.

Дигар мошинаҳои гармии

муҳаррикҳои воқеӣ дар давраҳои гуногун фаъолият менамоянд:

• Давраи Отто раванди ҳаҷми мунтазам бо тағйири adiabatic, эҷоди як ҳалқаи пўшида;
• Дизель сикли isobar, adiabatic, isochore, adiabatic;
• як турбина газ: Раванди фишори доимии рух, adiabatic иваз пӯшида дар ҳалқаи.

Номнавис шудан равандҳои equilibrium дар муҳаррикҳои воқеӣ (ба оварад онҳо ба беҳтарин наздиктар) дар технологияи муосир ғайриимкон аст. Самаранокии муҳаррикҳои гармии хеле паст аст, ҳатто бо шароити њарорати ҳамон тавре, ки дар параметр гармии беҳтарин.

Аммо аз он аст, шарт нест, ки ба паст кардани ҳисоб нақши самаранокии формулаи сикли Carnot, он аст, ки он ба баланд бардоштани самаранокии истифодаи муҳаррикҳои воқеӣ мегардад нуқтаи истинод дар раванди.

Роҳҳои тағйир самаранокии

Тавассути муқоисаи мошинаҳои гармии беҳтарин ва воқеӣ, бояд зикр кард, ки дар охир ҳарорати яхдон мумкин нест, худсарона. Одатан, яхдон, имон атмосфера. Барои гирифтани ҳарорати атмосфера метавонад ҳисобҳои танҳо тахминӣ. Таҷриба нишон медиҳад, ки ҳарорати coolant газ ихрољи дар мошинаҳои аст, чунон ки дар мошинаҳои сўхтани дохилӣ (кӯтоҳи ҳамчун DVS) рӯй медиҳад.

DIC - бештар маъмул дар дунёи мо муҳаррики гармии. муҳаррики гармии муассирӣ дар ин ҳолат вобаста ба ҳарорати аз тарафи фурӯзон сӯзишворӣ. Тафовути муҳим аз муҳаррикҳои буѓї DIC вазифаҳои гармкунак меёфт ва фаъолияти мақоми дастгоҳ дар омехта ҳавоӣ маводи сӯзишворӣ мебошад. Фурӯзон омехта меорад фишор ба қисмҳои ҳаракатноки аз муҳаррики.

Баланд бардоштани њарорати газ кор аст, ба даст ояд, ба таври назаррас тағйир додани хосиятҳои сӯзишворӣ. Мутаассифона, ин ғайриимкон аст, ки ба бе маҳдудияти мекунед. Ҳар маводи сохтмони палатаи сўхтани муҳаррики дорад нуқтаи обшавии он. Дар муқовимати терминалии чунин мавод - дорои хусусиятҳои асосии муҳаррик, инчунин ба таври назаррас самаранокии таъсир мерасонад.

самаранокии Арзишҳои муҳаррик

Агар мо дида мебароем турбина буѓї, ки ҳарорати аз Мусофире буѓї кор ба 800 К баробар аст, ки газ ихрољи ба - 300 K, самаранокии мошини ба 62% баробар аст. Дар асл, Аммо, ин тавр арзиши 40% зиёд бошад. Ин кам рух аз сабаби талафоти гармии давоми манзил турбина гармидиҳӣ.

Баландтарин арзиши самаранокии муҳаррикҳои сўхтани дохилӣ надорад 44% зиёд бошад. Баланд бардоштани ин арзиши - масъалаи ояндаи наздик. Таѓйир додани хосияти мавод, сўзишворї - ин мушкилот бар он бо кори доимӣ таъмин беҳтарин шуури мардум дар он аст.