Účinnosť tepelného motora. tepelná účinnosť motora - vzorec pre stanovenie

Práca mnohých druhov strojov charakterizuje túto dôležitú postavu ako účinnosť tepelného motora. Technici každoročne snaží vytvoriť pokročilejšie techniku, ktorá sa menej paliva by sa dosiahla čo najlepšie výsledky z jeho používania.

tepelné zariadenia motor

Predtým, než ste pochopili, čo je efektivita (účinnosť), je potrebné pochopiť, ako tento mechanizmus funguje. Bez znalosti princípov jeho fungovania nemôže prísť na podstatu tohto ukazovateľa. Tepelný motor je zariadenie, ktoré robí prácu s využitím vnútornej energie. Každý tepelný motor, ktorý prevádza tepelnú energiu na mechanickú, tepelnej rozťažnosti použitých materiálov pri vyšších teplotách. Tieto polovodičové systémy nemôžu zmeniť iba objem látky, ale aj tvar tela. Účinok takéhoto motora je predmetom zákonov termodynamiky.

princíp fungovania

Aby sme pochopili, ako sa tepelný motor, je potrebné vziať do úvahy základ svojho dizajnu. Pre prevádzku zariadenia vyžaduje dve orgány: a horúce (kúrenie) a studený (chladnička, chladičov). Princíp fungovania tepelných motorov (účinnosť tepelných motorov) závisí od ich druhu. Často, chladnička slúži para chladičom a ohrievač - akýkoľvek druh spaľovanie paliva v peci. Účinnosť ideálneho tepelného stroja je nasledujúci vzorec:

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

V tomto prípade sa skutočná účinnosť motora nikdy nemôže prekročiť hodnotu získané v súlade s týmto vzorcom. Aj toto číslo nebude nikdy väčšia ako vyššie uvedené hodnoty. Pre zlepšenie účinnosti, častejšie zvýšenie a zníženie teploty na teplotu vykurovacieho telesa z chladničky. Oba tieto procesy budú obmedzené na skutočnom stave zariadení.

Tepelná účinnosť motora (vzorec)

Pri prevádzke dochádza k prevádzke tepelného motora, ako ktorý plyn začne strácať energiu a sa ochladí na určitú teplotu. Tá je zvyčajne o niekoľko stupňov vyššia ako okolité atmosféry. Tento chladič teplota. Takéto špeciálne zariadenie určené na chladenie a následnej kondenzácii výfukové pary. Tam, kde sú kondenzátory, niekedy teplota chladničky pod okolitú teplotu.

Telo tepelný stroj zahriatím a rozširovanie nie je schopný poslať všetku svoju vnútornú energiu robiť prácu. Časť tepla, bude prevedená do chladničky spolu s výfukovými plynmi alebo pary. Táto časť tepla z vnútornej energie je nevyhnutne stratený. Pracovná tekutina pri spaľovaní paliva, ohrievače dostane určité množstvo tepla Q _1. Tak sa vykonáva ďalšie práce, v ktorej si prenáša časť chladničky tepla: Q ₂ 1.

Účinnosť motora charakterizuje účinnosť pri konverzii a prenos energie. Tento ukazovateľ sa často meria v percentách. Účinnosť vzorec:

η * A / Qx100%, kde Q - vynaložená energia, a - užitočná práce.

o práve zachovanie energie, môžeme konštatovať, že účinnosť je vždy menšia ako jedna. Inými slovami, bude dobrú prácu nikdy nebude viac než to trvalo moc.

Účinnosť motorov - pomer užitočné energie pre prácu hlásené ohrievače. To môže byť reprezentovaný ako vzorec:

η = (Q ₁ Q ₂₎ / Q _1, kde Q ₁ - teplo prijaté od ohrievača, a Q ₂ -, čím sa získa chladničku.

tepelný motor prácu

Práca vykonáva pomocou tepelného motora, sa vypočíta podľa vzorca:

A = | Q _H | - | Q _X |, kde A - práca, Q _H - množstvo tepla, prijaté od ohrievača, Q _X - množstvo tepla vydávaného chladič.

Tepelná účinnosť motora (vzorec):

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

On je pomer práca, ktorá robí z motora na množstvo vyprodukovaného tepla. Časť tepelnej energie je stratená počas tohto prevodu.

Carnot motor

Maximálna účinnosť tepelného motora je pozorovaná v zariadení Carnot. To je spôsobené tým, že tento systém je závislý len na absolútnej teplote ohrievača (TH) a chladič (Tx). Účinnosť tepelný motor pracujúci podľa Carnotovho cyklu sa určuje podľa nasledujúceho vzorca:

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

Zákony termodynamiky pre výpočet povolenej maximálnu efektivitu, čo je to možné. Prvýkrát sa táto hodnota vypočíta francúzsky vedec a inžinier Sadi Carnot. Vynašiel tepelný motor, ktorý je ovládaný ideálneho plynu. Pracuje v cykle 2 izoterm a 2. jázd. Ako to funguje, je celkom jednoduchý: plavidlo s plynovým kotlom je dodávaný kontaktu, takže pracovná tekutina expanduje izotermickou. V tomto prípade sa pracuje a získava určité množstvo tepla. Po Izolovať cievy. Napriek tomu, že plyn pokračuje v expanzii, ale adiabaticky (bez výmeny tepla s okolím). V tomto okamihu, jeho teplota klesne výkon chladničky. V tomto okamihu je plyn do kontaktu s chladičom, čím dáva určité množstvo tepla v priebehu izometrickej kontrakcii. Potom izolovať nádobu znova. Keď je plyn adiabaticky stlačený do pôvodného stavu a objem.

druh

V dnešnej dobe existuje mnoho typov tepelných motorov, ktoré pracujú na rôznych princípoch a rôznymi palivami. Tí všetci majú ich účinnosť. Medzi ne patria nasledujúce:

• motor s vnútorným spaľovaním (piest), čo je mechanizmus, kde je spaľovanie časť paliva chemickej energie sa premení na mechanickú energiu. Takéto zariadenia môžu byť plyn a kvapalina. Rozlišovať 2- a 4-motory mŕtvica. Môžu mať pracovný cyklus nepretržitej prevádzky. Analogicky k príprave takýchto zmesí palivá sú carbureted motory (s tvorbou vonkajšou zmes) a motorovú naftu (vnútorný). Podľa typu meniča energie sa delia na piestu, prúd, turbíny a kombinované. Účinnosť týchto strojov nie je vyššia ako cieľ 0,5.

• Stirlingov motor - zariadenie, v ktorom je pracovná tekutina je v uzavretom priestore. Jedná sa o druh externého spaľovacieho motora. Princíp jeho činnosti je založený na periodickej chladiace / ohrievacie telesa do energetického výnosu v dôsledku zmeny jeho objemu. To je jeden z najúčinnejších motorov.

• turbína (rotačný) motor s vonkajším spaľovaním paliva. Takéto rastliny sú najčastejšie tepelné elektrárne.

• Turbína (rotora), motor s vnútorným spaľovaním sa používa v tepelných elektrárňach v režime píku. Ani nie tak časté ako ostatné.

• Turbinovintovoy motor kvôli niektorým skrutiek vytvára ťah. Zvyšok dostáva v dôsledku výfukových plynov. Jeho štruktúra je rotačný motor (plynová turbína), ktorého hriadeľ je tlačený vrtule.

Iné typy tepelných motorov

• raketové, prúdové a prúdové motory, ktoré sú získané ťah v dôsledku vplyvu výfukových plynov.

• Solid-State disky sú používané ako pevné palivo. V prevádzke, to nič nemení svoj objem a tvar. Pri prevádzke zariadenia používaného je extrémne malý teplotný rozdiel.

Ako možno zvýšiť účinnosť

Či zvýšenie účinnosti motora tepla možný? Odpoveď treba hľadať v termodynamike. Skúma vzájomné premeny rôznych druhov energie. Bolo zistené, že je nemožné, aby previesť všetky dostupné tepelnej energie v elektrickej, mechanickej a m. N. Za týmto účelom ich prevedenie do tepla prebieha bez akýchkoľvek obmedzení. To je možné vzhľadom k tomu, že povaha tepelnej energie, vztiahnuté na neusporiadanú (chaotické) pohybom častíc.

Čím silnejšie je telo zahreje, takže sa bude pohybovať svoje molekuly komponentov rýchlejšie. Pohyb častíc bude ešte nevyspytateľné. Spolu s tým, každý vie, že objednávka môže byť ľahko premenil v chaos, čo je veľmi náročné na organizáciu.