Effizienz der Wärmekraftmaschine. Motor thermischen Wirkungsgrad – die Formel für die Bestimmung
Die Arbeit vielen verschiedenen Arten von Maschinen charakterisiert eine so wichtige Figur als die Effizienz der Wärmekraftmaschine. Ingenieure jedes Jahr versuchen, eine fortschrittlichere Technik zu schaffen, die mit weniger Kraftstoff die besten Ergebnisse von dessen Verwendung geben würde.
Wärmekraftmaschine Vorrichtung
Bevor Sie verstehen , was die Effizienz (Wirkungsgrad), müssen Sie verstehen , wie dieser Mechanismus funktioniert. Ohne Kenntnis der Grundsätze für ihren Betrieb kann die Natur dieser Indikator nicht herausgefunden. Wärmekraftmaschine ist ein Gerät, das die Arbeit durch die Verwendung der inneren Energie tut. Jede Wärmekraftmaschine , die wandelt Wärmeenergie in mechanische, thermische Ausdehnung der bei höheren Temperaturen verwendeten Materialien. Die Solid-State-Systeme können nicht nur das Volumen des Stoffes ändern, sondern auch die Form des Körpers. Die Wirkung eines solchen Motors ist den Gesetzen der Thermodynamik Thema.
Arbeitsprinzip
Um zu verstehen, wie funktioniert ein Wärmekraftmaschine, ist es notwendig, die Grundlage ihrer Gestaltung zu berücksichtigen. Für den Betrieb der Vorrichtung benötigt zwei Stellen: eine heiße (Heizung) und kalte (Kühlschrank, Kältemaschine). Das Prinzip des Betriebes von Wärmekraftmaschinen (Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren) ist abhängig von ihrer Art. Häufig dient ein Kühldampfkondensator und einen Heizer – jede Art von Kraftstoffverbrennung in dem Ofen. Der Wirkungsgrad eines idealen Wärmekraftmaschine ist die folgende Formel:
Effizienz = (Tnagrev -.. Tholod) / Tnagrev. x 100%.
In diesem Fall kann die reale Motoreffizienz niemals den Wert überschreitet gemäß dieser Formel erhalten. Auch diese Zahl wird nie die oben genannten Werte nicht überschreiten. Zur Verbesserung der Effizienz erhöht häufiger und die Temperatur der Heizungstemperatur des Kühlschranks verringern. Beide Prozesse werden an die tatsächlichen Gegebenheiten der Anlage begrenzt werden.
Efficiency Wärmekraftmaschine (Formel)
Im Betrieb tritt der Wärme des Motorbetrieb, wie die Gasenergie zu verlieren beginnt, und wird auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt. Letzteres ist in der Regel ein paar Grad höher als die umgebende Atmosphäre. Diese kühlere Temperatur. Eine solche spezielle Vorrichtung zur Kühlung und anschließender Kondensation des Abdampfes ausgelegt. Wo gibt es Kondensatoren, manchmal die Kühlschranktemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur.
Die Wärmemotorkörper durch Erhitzen und Erweiterung ist nicht in der Lage, alle ihre innere Energie zu senden Arbeit zu tun. Ein Teil der Wärme wird zusammen mit den in den Kühlschrank übertragen werden Abgase oder Dampf. Dieser Teil der Wärme der inneren Energie zwangsläufig verloren. Das Arbeitsfluid während der Verbrennung von Kraftstoff durch die Heizvorrichtung wird eine gewisse Wärmemenge Q 1. So führt sie eine andere Arbeit A, bei dem ein Teil des Kühlschranks von Wärme überträgt: Q 2 <Q 1.
Motorwirkungsgrad charakterisiert, die Effizienz bei der Energieumwandlung und -übertragung. Dieser Indikator wird oft als ein Prozentsatz gemessen. Effizienzformel:
η * A / QX100%, wobei Q – verausgabt Energie, und – eine nützliche Arbeit.
Basierend auf dem Gesetz der Erhaltung der Energie, können wir schließen, dass die Effizienz als Einheit immer weniger ist. Mit anderen Worten, wird die gute Arbeit nie mehr sein, als es die Macht übernahm.
Motorwirkungsgrad – das Verhältnis von Nutzenergie zu der durch die Heizung berichtete Arbeit. Es kann als eine Formel dargestellt werden:
= Η (Q 1 -Q 2) / Q 1 , wobei Q 1 – Wärme aus der Heizvorrichtung aufgenommen und Q 2 – dem Kühlschrank zu geben.
Arbeit Wärmekraftmaschine
Die Arbeit wurde von der Wärmekraftmaschine erfolgt, wird durch die Formel berechnet:
A = | Q H | – | Q X |, wobei A – Arbeit, Q H – Wärmemenge von dem Heizelement empfängt, Q X – Wärmemenge abgegeben wird kühler.
Efficiency Wärmekraftmaschine (Formel):
| Q H | – | Q X |) / | Q H | = 1 – | Q X | / | Q H |
Er ist das Verhältnis der Arbeit, die den Motor auf die Menge der erzeugten Wärme macht. Ein Teil der Wärmeenergie wird während dieser Übertragung verloren.
Carnot-Maschine
Der maximale Wirkungsgrad der Wärmekraftmaschine in der Vorrichtung Carnot beobachtet. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass dieses System nur von der absoluten Temperatur des Heizers (TH) und der Kühler (Tx) abhängig ist. Efficiency Wärmekraftmaschine nach Betreiben des Carnot – Zyklus wird durch die folgende Formel bestimmt:
(Tn – Tx) / Tn = – Tx – Tn.
Die Gesetze der Thermodynamik die zulässige maximale Effizienz zu berechnen, was möglich ist. Zum ersten Mal hat sich diese Zahl ein Französisch Wissenschaftler und Ingenieur Sadi Carnot berechnet. Er erfand eine Wärmekraftmaschine, die von einem idealen Gas betrieben wird. Sie arbeitet in einem Zyklus von 2 Isothermen und zwei Läufen. Wie es funktioniert, ist ganz einfach: das Gefäß mit einer Gasheizung einen Kontakt zugeführt wird, so dass das Arbeitsfluid isotherm expandiert. In diesem Fall arbeitet es und erhält eine bestimmte Menge an Wärme. Nach dem Gefäß zu isolieren. Trotzdem setzt das Gas zu erweitern, sondern adiabatisch (ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung). Zu diesem Zeitpunkt sinkt die Temperatur wieder in die Kühlschrank Leistung. An dieser Stelle wird das Gas mit einem Kondensator in Kontakt gebracht, wobei es eine gewisse Menge an Wärme, die während der isometrischen Kontraktion ergibt. Dann isolieren wieder das Schiff. Wenn das Gas adiabatisch in den ursprünglichen Zustand und Volumen komprimiert.
Spezies
Heutzutage gibt es viele Arten von Verbrennungsmotoren, die auf unterschiedlichen Prinzipien und verschiedenen Brennstoffen betrieben werden. Sie alle haben ihre Effizienz. Dazu gehören die folgenden:
• einen Verbrennungsmotor (Kolben), die einen Mechanismus, wo die brennenden Teil des Brennstoff chemische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Solche Vorrichtungen können Gas und Flüssigkeit sein. Unterscheiden 2- und 4-Takt-Motoren. Sie können einen Arbeitszyklus von Dauerbetrieb haben. In Analogie zur Herstellung solcher Kraftstoffgemische sind Vergasermotoren (mit externer Gemischbildung) und Diesel (intern). Durch die Art des Energiewandlers in Kolben, Düsen-, Turbinen- geteilt und kombiniert. Die Effizienz solcher Maschinen nicht überschreitet nicht das Ziel von 0,5.
• Stirlingmotor – ein Gerät, in dem das Arbeitsfluid in einem geschlossenen Raum ist. Es ist eine Art von externem Verbrennungsmotor. Das Prinzip der Arbeitsweise basiert auf einer periodischen kühlende / heizende Körper auf die Energieausbeute aufgrund von Änderungen in seinem Volumen. Dies ist einer der effizientesten Motoren.
• Turbine (Dreh-) Motor mit äußerer Verbrennung von Kraftstoff. Solche Pflanzen sind die häufigsten Wärmekraftwerken.
• die Turbine (Rotor), der Verbrennungsmotor wird in den Wärmekraftwerken in Peak-Modus verwendet. Nicht so sehr verbreitet wie andere.
• Turbinovintovoy Motor einige der Schrauben aufgrund erzeugt Schub. Der Rest erhält er aufgrund der Abgase. Seine Struktur ist ein Kreiskolbenmotor (Gasturbine), die Welle von dem Propeller geschoben wird.
Andere Arten von Verbrennungsmotoren
• Missile, turbojet und Düsentriebwerke, welcher Schub aufgrund der Auswirkungen der Abgase erhalten werden.
• Festkörperlaufwerke werden als fester Brennstoff verwendet. Im Betrieb ändert es nicht sein Volumen und Form. Wenn das Gerät in Betrieb verwendet wird, ist extrem geringe Temperaturdifferenz.
Da die Effizienz steigern
Ob die Effizienz einer Wärmekraftmaschine möglich zu erhöhen? Die Antwort muss in der Thermodynamik gesucht werden. Es untersucht die gegenseitige Umwandlung verschiedener Energiearten. Es wurde festgestellt, dass es unmöglich ist, alle verfügbaren Wärmeenergie in elektrischen, mechanischen und m zu konvertieren. N. Hierzu sie in Wärme umzuwandeln erfolgt ohne Einschränkungen. Dies ist möglich aufgrund der Tatsache, dass die Art der Wärmeenergie auf der Basis der ungeordneten (chaotisch) Bewegung von Teilchen.
Je stärker wird der Körper erwärmt, so wird seine Komponente Moleküle schneller bewegen. Die Bewegung der Teilchen wird noch unberechenbar geworden. Zusammen mit diesem, weiß jeder, dass die Ordnung leicht in Chaos verwandelt werden kann, die sehr schwer zu organisieren.
