Rakentaa termisen kone, joka voi tehdä työtä käyttämällä lämpöä, sinun täytyy luoda tiettyjä edellytyksiä.Ensinnäkin, lämpöä moottorin toimimaan syklinen tilassa, jossa useita peräkkäisiä termodynaamisten prosessien luoda silmukka.Tulos Kaasukombiturbiini suljettu sylinteri liikkuva mäntä, ei toimi.Mutta yksi sykli säännöllisesti koneen on pieni, se pitäisi tehdä syklit toistuvasti tietyn ajan kuluessa.Yhteensä työ määritetyn ajan, todellisuudessa jaettuna aika antaa toinen tärkeä käsite - teho.
Keskellä XIX vuosisadan loi ensimmäisen lämpöä moottoreita.Ne ovat työtä, mutta kuluttaa enemmän määrä tuottama lämpö polttoaineen polttoon.Tuolloin teoreettinen fyysikko kysyi: "Koska kaasun teoksia lämpö kone?Miten saat eniten työtä vähintään polttoaineen? »
suorittaa analyysi kaasun tarvitaan päästä koko järjestelmän määritelmiä ja käsitteitä.Kokoelma kaikkia määritelmiä, ja luonut kokonaan tutkimusalueen, nimeltään "Engineering termodynamiikka".Termodynamiikan, hyväksyttiin useita oletuksia, se ei vähennä tärkeimmät päätelmät.Välineet elin - lyhytaikainen kaasun (ei ole), joka voidaan puristaa nollaan tilavuuteen joiden molekyylit eivät ole vuorovaikutuksessa.Luonnossa, on ainoa todellinen kaasuja, joilla on hyvin määritelty ominaisuuksia, erottaa ideaalikaasun.
haluat tarkastella mallin dynamiikkaa työnesteen, on tarjottu lait termodynamiikan, jotka kuvaavat perus termodynaamiset prosessit, kuten
- isokoorinen prosessi - prosessi, joka suoritetaan muuttamatta äänenvoimakkuuden työfluidin.Edellytykset isokoorinen prosessi, v = vakio;
- isobaarinen prosessi - prosessi, joka suoritetaan muuttamatta paine käyttöneste.Edellytykset isobaarinen prosessi, P = vakio;
- eristetty (isoterminen) prosessi - prosessi, joka suoritetaan samalla, kun lämpötila pidettiin tietyllä tasolla.Isoterminen prosessi, T = vakio;
- Adiabaattinen prosessi (adiabaattinen, ns moderni lämpö engineering) - prosessi, suoritetaan tilassa ilman lämmönvaihdolla ympäristöön.Ehdot Adiabaattinen prosessi, q = 0;
- polytrooppinen prosessi - se on synteesi prosessi, jossa kuvataan kaikki termodynaamiset edellä mainittuja menetelmiä, samoin kuin kaikki muut mahdollisuudet harjoittaa sylinteri liikkuva mäntä.
aikana luotiin ensimmäinen Lämpövoimamoottoreilla etsivät sykli, jossa voit saada korkein hyötysuhde (tehokkuus).Sadi Carnot, tutkii joukko termodynaamisen prosessien, vaistomaisesti tuli kehittämiseen aikana, sai nimensä - Carnot aikana.Vakiintuneen suoritetaan isoterminen, sitten adiabaattinen puristus prosessi.Työneste jälkeen nämä prosessit on marginaali sisäisten energiamarkkinoiden, mutta kierto ei ole päättynyt, joten työ neste laajenee ja suorittaa isotermisen laajentamiseen prosessi.Viimeistele aikana ja palata alkuperäiseen asetukset työnesteen suoritetaan adiabaattinen laajeneminen prosessi.
Carnot-osoittaneet, että tehokkuus sen aikana saavuttaa maksimin, ja riippuu ainoastaan lämpötilasta kahden isotermien.Mitä suurempi ero niiden välillä, vastaavasti suurempi terminen hyötysuhde.Yritykset luoda lämpöä moottori Carnot syklin ja epäonnistui.Se on ihanteellinen sykli, jota ei voida suorittaa.Mutta hän osoitti pääperiaate toisen lain mahdottomuus saada työtä, joka vastaa kustannuksista lämpöenergiaa.Se teki useita määritelmiä toiseen (laki) termodynamiikan, jonka mukaan Rudolf Clausius käyttöön käsitteen entropian.Tärkein johtopäätös hänen tutkimus - entropia kasvaa, joka johtaa lämpö "kuolemaan."
tärkein saavutus oli ymmärtämistä Clausiuksen adiabaattinen prosessi, entropia suoritettaessa käyttöneste muutoksia.Siksi, adiabaattinen prosessi Clausius - on s = vakio.Täällä s - on entropian, joka antaa toinen nimi suoritetaan ilman tarjontaa tai lämmönpoisto - isentrooppinen prosessi.Tiedemies oli etsimässä niin sykli lämpöä moottori, joka ei tapahdu lisääntymiseen entropia.Mutta valitettavasti tämä ei ole osoittanut sitä.Siksi minä päätellä, että lämpö moottori ei voi luoda lainkaan.
Mutta eivät kaikki tutkijat ovat määritetty pessimistinen.He etsivät todellinen sykliä lämmön moottoreita.Seurauksena heidän haku Nikolaus elokuu Otto loi sykli lämpöä moottori, joka on nyt toteutetaan moottorit käynnissä bensiiniä.Täällä, suorittama adiabaattinen puristus työelin ja isokoorinen lämmöntuonti (palaminen vakiotilavuudessa), sitten on adiabaattinen laajeneminen (työn työväliaineen kasvaa sen tilavuus), ja isokoorinen lämmön poisto.Ensimmäinen polttomoottori Otto käytetään Tulenarkapolttokaasu.Monet myöhemmin keksittiin kaasuttimet, joka alkoi luoda benzovozdushnoy seoksen ilman ja bensiinin höyryt ja ruokkimalla niitä moottorin sylinteriin.
Vuonna Otto-syklin polttoaineen seos puristetaan, niin määrä puristus on suhteellisen pieni - polttoaineen seoksen taipumus räjäyttää (räjähtää päästyään kriittinen paine ja lämpötila).Siksi työ adiabaattisessa puristus on suhteellisen alhainen.Täällä olemme ottaneet käyttöön toinen käsite: puristussuhde - suhde kokonaistilavuus tilavuuden suhde.
löytää tapoja lisätä energiatehokkuutta polttoaineen edelleen.Lisääntynyt tehokkuus nähdään yhä puristussuhde.Rudolf Diesel kehitti sykli, jossa lämmön saanti suoritetaan vakio paine (isobaarinen prosessi).Se muodosti perustan moottorit käyttävät dieseliä (tunnetaan myös nimellä dieselpolttoainetta).Diesel sykli ei ole pakattu polttoaine-ilma-seos ja ilma.Niin he sanovat työtä tehdään Adiabaattinen prosessi.Lämpötila ja paine lopussa korkea puristus, joten suutin toteutetaan polttoaineen ruiskutuksen.Se sekoitetaan kuuman ilman, se muodostaa palavan seoksen.Se palaa, se lisää sisäinen energia työfluidin.Lisäkasvu kaasusta on adiabaattinen, sitoutunut aivohalvaus.
yritys toteuttaa Diesel syklin Lämpövoimamoottoreilla epäonnistui, joten Gustav Trinkler luotu kombivoimalaitoskonseptin Trinklera.Ja sen käyttöä nykyisissä dieselmoottoreissa.Sykli lämpöä toimittamien Trinklera isochor, ja sitten isobaarit.Vasta sen jälkeen, kun tämä on tehty, adiabaattinen laajeneminen menetelmä työfluidin.
Samoin lämpömoottorin työmännän ja turbiini.Mutta niiden prosessi poistaa lämpöä lopussa hyödyllisiä adiabaattinen laajeneminen kaasun suoritetaan isobaarit.Lentokoneilla, turbiinin ja potkuriturbiinikone adiabaattinen prosessi suoritetaan kahdesti pakkauksen aikana ja laajentamiseen.
perusteltava kaikki peruskäsitteet Adiabaattinen prosessi on ehdotettu kaavoja.Vaikuttaa tärkeältä määrä, nimeltään adiabaattinen indeksi.Sen arvo kaksiatomiseksi kaasun (happi ja typpi - ovat tärkeimmät kaksiatomisen kaasut ilmassa) vastaa 1.4.Laskea adiabaattisessa käytetyn indeksin kaksi mielenkiintoista ominaisuuksia, nimittäin isobaaristen ja isokoorinen lämpökapasiteetti työfluidin.Suhde k = op / Cv - on adiabaattinen indeksi.
Miksi teoreettisen syklin lämpöä moottoreita käytetään Adiabaattinen prosessi?Oikeastaan polytrooppinen prosessi suoritetaan, mutta koska ne tapahtuvat suurella nopeudella, tehty olettaa ilman lämmönvaihto ympäristön kanssa.
90% sähköstä tuotetaan lämpövoimaloissa.Niitä käytetään työnesteenä höyryä.Se on saatu kiehuvaa vettä.Lisätä työkykyä höyryn, se on tulistettu.Sitten, korkean paineen tulistettua höyryä syötetään höyryturbiiniin.Se sitoutui myös adiabaattinen laajeneminen prosessihöyryä.Turbiini saa liikkuva, se lähetetään sähkögeneraattoria.Tämä puolestaan tuottaa sähköä kuluttajille.Höyryturbiinit toimivat Rankine sykli.Ihanteellisesti tehokkuus liittyy myös lämpötilan nousu ja höyryä.
Kuten edellä olevasta käy ilmi, adiabaattinen prosessi on hyvin yleinen mekaanisen ja sähköenergian.
