Lai izveidotu siltuma mašīna, kas var darīt darbu, izmantojot siltumu, jums ir nepieciešams, lai izveidotu noteiktus nosacījumus.Pirmkārt, siltuma motors, lai darbotos cikliskā režīmā, kur skaits secīgu Termodinamisko procesu, lai izveidotu cilpu.No cikla gāzes slēgtā cilindrā ar kustamo virzuļa, rezultāts nav jāstrādā.Bet viens cikls periodiski darbības mašīna ir maza, tai vajadzētu veikt ciklu atkārtoti noteiktā laikā.Kopējais darbs veikts laikā noteiktajā laikā, patiesībā izdalīts ar laiku dod vēl vienu svarīgu koncepciju - varu.
vidū XIX gadsimtā radīja pirmos siltuma dzinējus.Tie ir darbs, bet pavada vairāk siltuma daudzumu, ko ražo sadedzinot kurināmo.Tas bija tad, ka teorētiskie fiziķi jautāja: "Kā gāzes darbiem termiskās mašīna?Kā iegūt vislabāko darbu ar minimālu degvielas? »
veikt analīzi par gāzi, kas vajadzīga, lai ievadītu visu sistēmu definīcijām un jēdzieniem.Visu definīcijas vākšana, un radīja veselu pētniecības telpu, ko sauc par "Engineering Termodinamika".Termodinamikā pieņēma vairākiem pieņēmumiem, tas nemazina galvenajiem secinājumiem.Instrumenti ķermenis - gaistoša gāze (neeksistē), kas var tikt saspiests līdz nulles tilpumam, kuru molekulas nav mijiedarbības.Dabiskā vidē, ir vienīgais reālais gāzes, kas ir labi definētas īpašības, neatšķiras no ideālas gāzes.
Lai apskatītu modeli dinamikas darba šķidruma, tika piedāvāts likumus termodinamikas, kas raksturo pamata termodinamisko procesu, piemēram:
- isochoric process - process, kas tiek veikta, nemainot apjomu darba šķidruma.Apstākļi isochoric process, V = const;
- isobaric process - process, kas tiek veikts, nemainot spiedienu darba šķidrumu.Nosacījumi isobaric process, P = const;
- izolāciju (izotermisks) process - process, kas tiek veikts, saglabājot temperatūru noteiktā līmenī.Izotermisks process, T = const;
- adiabātisks process (adiabatic, ts mūsdienu siltumtehnika) - process, veikts telpu bez siltuma apmaiņu ar apkārtējo vidi.Nosacījumi adiabatic procesa, q = 0;
- polytropic process - tā ir sintēze process, kurā aprakstīti visi termodinamisko procesu minēts iepriekš, kā arī visas citas iespējas iesaistīties cilindrā ar kustamo virzuli.
izveides pirmajos siltuma dzinējiem laikā tika meklē ciklu, kurā jūs varat saņemt visaugstāko efektivitāti (efektivitāte).Sadi Carnot, izskatot virkni termodinamisko procesu, instinktīvi nonāca pie attīstot savu ciklu, ieguva savu nosaukumu - ar Carnot ciklu.Tā ir pastāvīgi veic izotermisks, tad adiabātiski kompresijas process.Darba šķidruma pēc šiem procesiem ir rīcības iekšējās enerģijas, bet cikls nav pabeigta, tāpēc darba šķidrums izplešas un veic izotermisks paplašināšanas procesu.Lai pabeigtu ciklu un atgriezties pie sākotnējā iestatījumiem darba šķidrums tiek veikta adiabātiskā izplešanās procesu.
Karno cikla pierādīts, ka efektivitāte savā ciklā sasniedz maksimumu un ir atkarīgs tikai no temperatūras divu izotermu.Jo lielāka starpība starp tiem, attiecīgi augstāka termiskā efektivitāte.Mēģinājumi izveidot siltuma dzinējs Carnot cikla un neizdevās.Tā ir lieliska cikls, kas nevar tikt veikta.Bet viņš izrādījās galvenais princips otro likumu par neiespējamību iegūt darbu, kas ir vienāda ar izmaksām siltumenerģijas.Tā ir veikusi vairākas definīcijas, otrajā (nolikuma) termodinamikas, saskaņā ar kuru Rūdolfs Klauziuss ieviests jēdziens entropijas.Galvenais secinājums no viņa pētījumiem - entropija pieaug, kas rada siltuma "nāvi."
nozīmīgākais sasniegums bija izpratne par Klauziusa adiabātisks process, entropiju, veicot darba šķidruma izmaiņas.Tāpēc adiabātisks process Klauziusa - ir s = const.Lūk - ir entropija, kas dod citu nosaukumu process tiek veikts bez piegādi vai noņemšanas karstuma - isentropic procesu.Zinātnieks meklēja šāda cikla siltuma dzinēju, kas nenotika ar in entropijas pieaugumu.Bet, diemžēl, tas nav pierādījis to.Tāpēc es secināt, ka siltuma dzinēju nevar izveidot vispār.
Bet ne visi zinātnieki ir konfigurēti kā pesimistiski.Viņi meklēja faktisko ciklu siltuma dzinējiem.Kā rezultātā viņu meklēt Nikolaus augusts Otto radīja savu cikls siltuma dzinējs, kas tagad tiek īstenots dzinēju, kas darbojas ar benzīnu.Lūk, process, ko adiabatic kompresijas darba ķermeņa un isochoric siltuma atdeve (sadedzināšanas nemainīgā tilpumā) veikta, tad tur ir adiabātiskā izplešanās (darbs veikts darba nesēja pieaugošo tās tilpuma), un isochoric siltuma izvešana.Pirmā iekšdedzes dzinējs Otto izmanto kā degošu degvielas gāzes.Daudzi vēlāk tika izgudrots Karburatori, kas sāka veidot benzovozdushnoy maisījums gaisa un benzīna tvaikiem un padodot tos motora cilindrā.
In Otto cikla degvielas maisījumam ir saspiests, tāpēc summa kompresijas tas ir salīdzinoši neliels - degvielas maisījums mēdz detonēt (eksplodēt sasniedzot kritisko spiedienu un temperatūru).Tāpēc darbs adiabatic kompresijas process ir salīdzinoši zema.Šeit mēs esam ieviesuši vēl vienu koncepciju: kompresijas pakāpe - attiecība kopējā apjoma attiecību pret tilpumu.
Meklējot veidus, kā palielināt energoefektivitāti degvielas turpinājās.Palielināta efektivitāte redzams palielinot kompresijas pakāpe.Rudolf Diesel izstrādāts viņa ciklu, kurā siltuma piegāde tiek veikta zem pastāvīga spiediena (šajā izobāriskā procesā).Tas kļuva par pamatu cikla dzinējiem, kuros izmanto dīzeļdegvielu (pazīstams arī kā dīzeļdegvielu).Dīzeļdegvielas cikls nav saspiests degvielas un gaisa maisījumu un gaisu.Tāpēc viņi saka, darbs tiek veikts ar adiabātisks process.Temperatūra un spiediens beigās augstu kompresijas, tā, ka sprausla tiek veikta caur degvielas injekciju.Tas ir sajaukts ar karstu gaisu, tas veido degošu maisījumu.Tas deg, tas palielina iekšējo enerģiju, darba šķidruma.Turpmāka paplašināšana gāzes uz adiabatic, izdarīts insulta.
mēģinājums īstenot Diesel ciklu siltuma dzinējus neizdevās, tāpēc Gustav Trinklere izveidoti kombinētā cikla Trinklera.Un tā izmantošana pašreizējās dīzeļdzinējiem.Ciklā siltums Trinklera isochor piegādāta, un pēc tam uz Izobāri.Tikai pēc tam, kad tas ir izdarīts, adiabātiski paplašināšanās process darba šķidruma.
pēc analoģijas ar siltuma dzinēju working virzuli un turbīnu.Bet to process siltuma aizvadīšanu beigās lietderīgās adiabatic paplašināšanu gāzes tiek veikta ar Izobāri.Lidmašīnām ar turbīnu un turbopropelleru adiabātisks process tiek veikts divas reizes saspiešanas un izplešanās laikā.
Lai attaisnotu visas ir ierosināti formulas pamatjēdzienu adiabātisks process.Šķiet nozīmīgu daudzumu, ko sauc par adiabatiskā indekss.Tās vērtība ir divatomu gāzi (skābekļa un slāpekļa - ir galvenie divatomu gāzēm, kas atrodas gaisā), kas vienāds ar 1,4.Lai aprēķinātu adiabatiskā indekss izmantoja divas interesantas īpašības, proti izobāriskā un isochoric siltuma jaudu darba šķidruma.Attiecība k = CP / CV - ir adiabatiskā indekss.
Kāpēc teorētiskā cikla siltuma dzinējiem adiabātisks process?Patiesībā polytropic process tiek veikts, bet tāpēc, ka tie notiek lielā ātrumā, kas izgatavoti uzņemties neesamību siltuma apmaiņu ar apkārtējo vidi.
90% elektroenerģijas saražo termoelektrostacijās.Tiem tiek izmantota kā darba šķidruma tvaika.To iegūst pie verdošu ūdeni.Lai palielinātu darbspēju tvaiku, tas ir pārkarsēts.Tad, augstspiediena pārkarsēts tvaiks tiek pievadīts ar tvaika turbīnu.Tā arī ir pieļāvusi adiabātiskā izplešanās procesu tvaiku.Turbine izpaužas ritošā, tas ir nosūtīts uz elektrisko ģeneratoru.Tas, savukārt, rada elektroenerģiju patērētājiem.Tvaika turbīnas darbojas uz Rankina cikla.Ideālā efektivitāte ir saistīta arī ar temperatūras un spiediena tvaiku pieaugumu.
Kā redzams no iepriekš minētā, tad adiabātisks process ir ļoti izplatīta ražošanā mehānisko un elektrisko enerģiju.
