realitásokkal csak komoly működési hőerőgépek.Számos kísérlet helyettesíteni őket villanymotorok megy hiba.A kapcsolódó problémák felhalmozódása elektromos energia autonóm rendszerek megoldani nagy nehezen.
még fontos kérdések a villamosenergia-termelési technológia elemek alapján a hosszú távú használatra.Sebesség jellemzőit az elektromos járművek messze nem is az autók belső égésű motorok.
első lépéseket a létrehozását hibrid motorok jelentősen csökkenti a károsanyag-kibocsátást a nagyvárosokban, a környezeti problémák megoldásában.
kis történelem
történő átváltásának lehetősége gőz energia kinetikus energia már ősidők óta ismert.130 BC: Bölcsek Hérón elé néző gőz játékszer - eolipil.Gömb tele gőzzel, jött a forgatás az intézkedés alapján a fúvókák abból ered.Ez a prototípusa a modern gőzturbina idején nem találja a kérelmet.
sok év, és évszázados fejlődése a filozófus tekinthető szórakoztató játék.1629-ben az olasz D. Branca létre proaktív turbina.Steam útjára a lemezt, feltéve, ha a penge.
Azóta a gyors fejlődés a gőzgépek.
hőerőgépnek
átalakítása belső energia a mozgási energiája a gépalkatrészek és mechanizmusok használt hőerőgépek.
Alapanyag: egy fűtőberendezés (rendszer energia kinyerésére kívülről), dolgozó szervezet (ami jótékony hatással van), hűtőszekrény.
fűtő tervezték a munkaközeg felhalmozni elegendő készlet a belső energiapiac számára hasznos munkát.Hűtőszekrény eltávolítja a felesleges energiát.
fő jellemzője a hatékonyság nevezett hatékonyságának hőerőgépek.Ez az érték azt mutatja, hogy mennyi energiát fordított fűtési költenek hasznos munkát.Minél magasabb a hatékonyság, a jövedelmezőbb a működését a gép, de ez az érték nem haladhatja meg a 100% -ot.
számítási hatékonysága
Hagyja, hogy a fűtő kívül vásárolt energia egyenlő a Q1.Munka a szervezet ezt a munkát egy, míg az energiát szentelt hűtő volt a Q2.
definíciója alapján, kiszámítja az összeget a hatékonyság:
η = A / Q1.Azt feltételezzük, hogy A = Q1 - Q2.
Ezért hatékonyságának hőerőgépként, a képlet a következő alakú η = (Q1 - Q2) / Q1 = 1 - Q2 / Q1, az alábbi következtetéseket:
- hatékonysága nem haladhatja meg az 1 (vagy 100%);
- maximalizálása ezt az értéket, akkor vagy növeli az energia kapott a fűtés, illetve csökken az energia, így a hűtőszekrény;
- növekedés energia fűtő munkát változtatni tüzelőanyagok minőségéről;
- csökkenteni az energia adni a fagyasztóból, hogy elérjék a tervezési jellemzői motorok.
ideális hőerőgép
létre lehet hozni egy ilyen motor, a hatékonyság amelynek az lenne a legnagyobb (ideális - összegének 100%)?Keresse meg a választ erre a kérdésre próbált francia fizikus és egy tehetséges mérnök Sadi Carnot.1824-ben ő elméleti számítások folyamatok gázok is megjelent.
alapötlet rejlő ideális gép lehet tekinteni, mint végző reverzibilis folyamatok ideális gáz.Kezdje izotermikus expanzió a gáz hőmérséklete T1.A hőmennyiség az e célból szükséges, - Q1.Amikor a gáz kitágul fűtés nélkül (adiabatikus folyamat).Elérte a T2 hőmérséklet, a gáz összenyomódik izotermikusan, átadva a hűtőszekrény energia Q2.A visszatérés a gáz az eredeti állapotába kerül végrehajtásra adiabatikusan.
hatékonyságát ideális Carnot hőerőgép pontos számítás az arány a hőmérséklet különbség a fűtési és hűtési eszközök hőmérséklet, amely egy melegítő.Így néz ki: η = (T1 - T2) / T1.
lehetséges hatékonyságát hőerőgépként, a képlet a következő alakú: η = 1 - T2 / T1, csak attól függ, a hőmérséklet a fűtő és a hűtő, és nem lehet több, mint 100%.
Sőt, ez a kapcsolat lehetővé teszi számunkra, hogy bizonyítani, hogy a hatékonyságot hőerőgépek lehet egyenlő az egység csak akkor, ha a hűtőszekrény abszolút nulla hőmérséklet.Mint ismeretes, ez az érték elérhetetlen.
elméleti számítások lehetővé teszik, hogy meghatározzák a maximális Carnot hatékonysága egy hőerőgép bármilyen design.
Bizonyított Carnot-tétel a következő.Egy tetszőleges hőerőgép semmilyen körülmények között nem képesek, hogy egy hatékonyságát több, mint az azonos hatékonysági ideális hőerőgép.
példa megoldására
1. példában Mi a hatékonysága egy ideális hőerőgép, amikor a fűtő hőmérséklet 800 ° C-on, és a hőmérsékletet 500 ° C alatt a hűtőben?
T1 = 800 ° C-on = 1073 K, At = 500 ° C = 500 K, η -?
Megoldás:
A meghatározás szerint: η = (T1 - T2) / T1.
nem kaptunk, a hőmérséklet a hűtőszekrényben, de At = (T1 - T2), így:
η = At / T1 = 500 K / 1073 K = 0,46.
Válasz: hatékonyság = 46%.
példa 2. hatékonyságának megállapítására ideális hőerőgép, ha megvásárlásának köszönhetően egy kilojoule energiát fűtő történik hasznos munkát 650 J. Mi az a hőmérséklet, a fűtőtest hő motort, amikor a hűtőfolyadék hőmérséklete - 400 K?
Q1 = 1 kJ = 1000 J, A = 650 J, T2 = 400 K, η - ?, T1 =?
Megoldás:
Ebben a problémában beszélünk a hőfokot, a hatékonyság, amely lehet számítani a képlet:
η = A / Q1.
hogy meghatározza a hőmérséklet a fűtőelem használat képletű ideális hőerőgép hatékonyság:
η = (T1 - T2) / T1 = 1 - T2 / T1.
kitöltésével matematikai átalakítások, kapjuk:
T1 = T2 / (1- η).
T1 = T2 / (1- A / Q1).
Számítsuk:
η = 650 J / 1000 J = 0,65.
T1 = 400 K / (1- 650 J / 1000 J) = 1142,8 K.
Válasz: η = 65% T1 = 1142,8 K.
aktuális feltételek
ideális hőerőgép tervezték, hogy megfeleljenIdeális folyamatokat.A munkát csak a izotermikus folyamatok, az ár-érték meghatározása által határolt területen a grafikont a Carnot-ciklus.
Tény, hogy megteremtse a feltételeket a változó az állam a technológiai gáz nélkül kísérő hőmérséklet-változások nem lehetséges.Nincs ilyen anyagok, amelyek megakadályozzák a hőcserélő a környező tárgyakat.Adiabatikus folyamat lehetetlenné válik elvégzésére.Abban az esetben, hőátadás a gáz hőmérséklete meg kell változtatni.
hatékonyságát hőerőgépek létrehozott valós körülmények jelentősen eltérnek az ideális hatékonyságát a motorokat.Ne feledje, hogy a folyamat valós motorok olyan gyors, hogy a változás a belső hőenergia dolgozó anyag a folyamat változó térfogata nem lehet kompenzálni beáramló hő mennyiségét a fűtés, és térjen vissza a hűtőbe.
Egyéb hőerőgépek
valós motorok működnek a különböző ciklusok:
- Ottó ciklus: a folyamat állandó térfogaton adiabatikus változások, ami egy ördögi kör;
- ciklus Diesel: izobár, adiabatikus, izochor, adiabatikus;
- gázturbina: egy folyamat, amely állandó nyomáson, helyébe adiabatikus zárja a hurkot.
létrehozása egyensúlyi folyamatok valós motorok (annak érdekében, hogy közelebb hozza őket az ideális), a feltételeket a modern technológia nem lehetséges.Hatékonyság hőerőgépek lényegesen alacsonyabb, még azonos hőmérsékleti körülmények között, mint az ideális hőrögzítés.
De ne csökkentsék a szerepe a számítási képlet a Carnot-ciklus hatékonysága, mivel egyre hivatkozási pont a folyamat hatékonyságának javítása a valós motorok.
módon megváltoztatni a hatékonyság
Összehasonlítva ideális és valós hőerőgépek, érdemes megjegyezni, hogy a hőmérséklet a hűtőszekrény nem lehet az utolsó sem.Általában úgy hűtőszekrényben hangulatot.Vegyük a hőmérséklet a hangulat csak hozzávetőleges számításokat.A tapasztalat azt mutatja, hogy a hűtőfolyadék hőmérséklete egyenlő a hőmérséklet a kipufogó gázok a motor, mint a jelen esetben a belső égésű motorok (rövidítve DVS).
ICE - a leggyakoribb a mi világunkban hőerőgép.Hatékonyság hőerőgép ebben az esetben függ a hőmérséklet által létrehozott égő tüzelőanyag.Az alapvető különbség a gőzmozdony egy fúziós gép működéséről és a munkaközeg fűtő készüléket egy benzin-levegő keverék.Égő, a keveréket hoz létre nyomást a mozgó részek a motor.
növelése a működési hőmérsékletet gázok érjük megváltoztatásával üzemanyag tulajdonságait jelentősen.Sajnos, ez lehetetlen csinálni a végtelenségig.Minden olyan anyagot, amely készül egy égéstér, a motor van az olvadáspontja.Hőálló anyagból - a fő jellemzői a motort, és arra, hogy jelentősen befolyásolja a hatékonyságot.
értékek a motor hatékonyságát
Ha figyelembe vesszük a gőzturbina, a hőmérséklet a munka gőzbevezetővel amely 800 K, és a kipufogógáz - 300 K, a hatékonyság ez a gép 62%.A valóságban azonban ez az érték nem haladja meg a 40% -ot.Ez a csökkenés oka a hőveszteség melegítve a turbina ház.
legnagyobb értéke hatékonyságát a belső égésű motorok nem haladja meg a 44%.Az érték növelése - a kérdés a közeljövőben.Tulajdonságainak módosítása anyagok, az üzemanyag - ez egy olyan probléma, amely felett foglalkoztat a legjobb elmék az emberiség.
