Ehitada termilise masin, mida saab teha tööd, mida kasutab soojuse, teil on vaja luua teatud tingimused.Kõigepealt soojust mootoril töötada tsüklilises režiimis, kus mitme järjestikuse termodünaamiline protsesside luua loop.Tulemuseks tsükli gaasi suletud silindris oleva liikuva kolvi, ei tööta.Aga üks tsükkel regulaarselt masina on väike, siis tuleb täita tsüklit korduvalt teatud aja jooksul.Kogu töö teatud aja jooksul, tegelikult jagatud ajaga annab teine oluline mõiste - võim.
keskel XIX sajandil lõi esimese soojusjõumasinates.Nad on töö, kuid kulutavad rohkem koguses toodetud soojust kütuse põletamisel.See oli siis, et teoreetikut küsis: "Kuna gaasi töid termilise masin?Kuidas saada kõige tööd minimaalse kütuse? »
teha analüüse gaasi vaja siseneda kogu süsteemi mõisteid ja kontseptsioone.Kogumise kõik mõisted ja loonud terve teadusruum, mida nimetatakse "Engineering Termodünaamika".Termodünaamika, võeti vastu mitmeid eeldusi, see ei muuda peamisi järeldusi.Tools keha - efemeerse gaas (ei eksisteeri), mida saab pressida nulli mahu mille molekulid ei suhtle.Looduses on ainus tõeline gaasid, mis on täpselt määratletud omadustega, eristamatu ideaalne gaas.
vaatamiseks mudel dünaamika töövedeliku, on pakutud termodünaamika seadused, mis kirjeldavad põhilisi termodünaamiline protsessid nagu:
- Isohooriline protsess - protsess, mis toimub muutmata maht töövedeliku.Tingimused Isohooriline protsess, v = const;
- isobaric protsess - protsess, mis viiakse läbi muutmata rõhk töövedeliku.Tingimused Isobaariline protsess, P = const;
- soojustatud (isotermiline) protsess - protsess, mis viiakse läbi, hoides temperatuuri teataval tasandil.Isotermiline protsess, T = const;
- adiabaatiline protsess (adiabaatiline, nn arenenud soojustamine) - protsess, läbi ruumi ilma soojusvahetust keskkonnaga.Tingimused adiabaatiline protsess, Q = 0;
- polütroopne protsessi - see on sünteesi protsess, mis kirjeldab kõiki termodünaamiline ülalmainitud protsesse, samuti kõiki muid võimalusi tegelemiseks silinder liigutatavat kolvi.
loomise käigus esimene soojusjõumasinates otsisid tsükli, kus saad kõrgeima efektiivsuse (kasutegur).Sadi Carnot, uurides kogum Termodünaamilise protsesside, instinktiivselt tuli arengut selle tsükli, sai oma nime - Carnot tsükkel.See on järjekindlalt läbi isotermiline, siis adiabaatiline kokkusurumine protsessi.Töökeskkond pärast neid protsesse on varuks sisemist energiat, kuid tsükli ei ole lõpetatud, nii töövedeliku paisub ja täidab isotermiline laienemisprotsess.Tsüklit lõpetada ja pöörduda tagasi algseadete töövedeliku toimub adiabaatiline paisumine protsessi.
Carnot tõestas, et efektiivsust selle tsükli saavutab maksimumi ja sõltub ainult temperatuurist kahte isoterme.Mida kõrgem on erinevus nende vahel on vastavalt suurem soojuslik kasutegur.Püüab luua soojusmasinat Carnot tsükkel ja ebaõnnestus.See on ideaalne tsükli, mida ei saa läbi.Aga ta oli peamiseks põhimõtteks teine seadus võimatus saada tööd, mis on võrdne kulud soojusenergia.Ta tegi mitmeid mõisteid teise (õigus) termodünaamika, mille kohaselt Rudolf Clausius kasutusele mõiste entroopia.Peamine järeldus tema teadustöö - entroopia kasvab, mis viib termilise "surm."
olulisimaks saavutuseks oli arusaam Clausius adiabaatiline protsess, entroopia, täites töövedeliku muutusi.Seetõttu adiabaatiline protsess Clausius - on s = const.Siin s - on entroopia, mis annab teise nime protsess viiakse läbi ilma pakkumise või eemaldamist kuumuse - isoentroopne protsessi.Teadlane otsis sellise tsükli soojusmootorit, kuid seda ei juhtunud suurenemise entroopia.Aga kahjuks seda ei tõendanud ta.Seetõttu ma järeldada, et soojusmasin ei saa luua üldse.
Aga mitte kõik teadlased on konfigureeritud nii pessimistlik.Nad otsisid tegelik tsüklit soojusjõumasinates.Selle tulemusena oma otsingut Nikolaus august Otto loodud oma tsükli soojuse mootori, mis on nüüd rakendatud mootorid töötavad bensiini.Siin protsessi teostab adiabaatiline kokkusurumine töötab keha ja isochoric soojuskoormus (põlemine jääva mahu), siis on adiabaatiline paisumine (tehtud töö töökeskkond suurendades nende mahtu) ning isochoric soojuse eemaldamise.Esimene sisepõlemismootori Otto kasutatakse kütusena gaasid.Paljud olid hiljem leiutatud karburaatorite, mis hakkas looma benzovozdushnoy ja õhu segu bensiini aurud ja toitmine need mootori silindris.
In Otto tsükli küttesegu surutakse, nii kokkupakkimise on suhteliselt väike - kütuse segu kipub plahvatama (plahvatada jõudmisel kriitilise rõhu ja temperatuuri).Seetõttu tööd adiabaatiline kokkusurumine on suhteliselt madal.Siin oleme kasutusele teine mõiste: surveaste - suhe kogumahust Seguvahekorra.
Leida võimalusi suurendada energiatõhusust kütust jätkunud.Tõhususe suurendamine näha suurendades surveaste.Rudolf Diesel arendas oma tsükli, kus soojusvarustus toimub pidev surve (ka Isobaariline protsess).See oli aluseks tsükli mootorite lehe diislikütust (tuntud ka kui diislikütuse).Diiselmootori ei suru kütuse-õhu segu ja õhu.Nii nad ütlevad tehakse tööd adiabaatiline protsess.Temperatuur ja rõhk lõpus suure surve, nii düüsi viiakse läbi sissepritse.See segatakse kuuma õhuga, moodustab see põleva segu.See põletab, see suurendab sisemise energia töövedeliku.Edasine laienemine on gaas on adiabaatiline, pühendunud insult.
katse rakendada diiselmootori Soojusmootorites ebaõnnestus nii Gustav Trinkler loodud kombineeritud tsükliga Trinklera.Ja selle kasutamise praeguse diiselmootorid.Kui tsükkel Soojus Trinklera isochor, ja siis isobars.Alles pärast seda tehakse, adiabaatiline paisumine protsessi töövedeliku.
Analoogiliselt soojuse mootor töötab kolvi ja turbiini.Aga nende eemaldamise protsessi soojuse lõpus kasuliku adiabaatiline paisumine gaasi teostatakse isobars.Lennukitel, turbiini ja turbomootoriga adiabaatiline protsess toimub kaks korda suruda ja laienemine.
õigustamiseks kõik põhimõistete adiabaatiline protsess on pakutud valemid.Tundub, suur kogus, mida nimetatakse adiabaatiline indeks.Selle väärtus jaoks diatomic gaas (hapniku ja lämmastiku - on peamised diatomic gaaside leidub õhus) võrdub 1,4.Et arvutada adiabaatiline indeks kasutatud kaks huvitavat omadused, nimelt isobaarilisi ja isochoric soojusmahtuvus töökeskkonnaga.Suhe k = Cp / Cv - on adiabaatiline indeks.
Miks teoreetilise tsükli soojusjõumasinates kasutada adiabaatiline protsess?Tegelikult polütroopne protsess on läbi viidud, kuid kuna need tekivad suure kiirusega, tehtud endale puudumisel soojusvahetust keskkonnaga.
90% elektrist poolt soojuselektrijaamade.Neis kasutatakse töövedeliku auru.On saadud keeva veega.Et suurendada töövõimet auru, see on ülekuumutatud.Siis, kõrgsurve ülekuumendatud auru tarnitakse auruturbiin.Samuti toime adiabaatiline paisumine tehnoloogilise auru.Turbiin läheb veerema, see on edastatud elektrigeneraatori.See omakorda toodab elektrienergiat tarbijatele.Auruturbiinid tegutseda Rankine'i tsükkel.Ideaalis tõhususe seostatakse ka temperatuuri tõusu ja rõhu auru.
Nagu nähtub eespool adiabaatiline protsess on väga levinud tootmise mehaaniline ja elektrienergia.
