Pentru a construi o mașină termică, care poate face munca prin utilizarea căldurii, trebuie să creați anumite condiții.Mai întâi de toate, motorul termic să funcționeze într-un mod ciclic, în care numărul de procese termodinamice consecutive pentru a crea o buclă.Rezultatul gazului ciclat închisă într-un cilindru cu un piston mobil, funcționează.Dar un ciclu pentru operarea periodică a mașinii este mic, ar trebui să efectueze ciclurile mod repetat într-un anumit interval de timp.Lucrarea totală realizată în perioada specificată, în realitate, împărțită la timpul oferă o altă concept important - putere.
La mijlocul secolului al XIX-lea a creat primele motoare termice.Ele sunt de lucru, dar petrece mai mult cantitate de căldură produsă prin arderea combustibilului.A fost apoi că fizicienii teoretice întrebat: "Ca uzinele de gaz în mașină termică?Cum să obțineți cele mai activitatea cu minimum de combustibil? »
pentru a efectua o analiză a gazului necesare pentru a intra în întregul sistem de definiții și concepte.Colectarea tuturor definițiilor, și a creat un întreg domeniu de cercetare, numit "Inginerie Termodinamica".În termodinamică, a fost adoptat de un număr de ipoteze, aceasta nu aduce atingere principalele concluzii.Instrumente corp - gaz efemere (nu există), care poate fi comprimat pentru a zero a volumului iar moleculele nu interactioneaza.În mediul natural, sunt numai gazele reale, care au proprietăți bine definite, imposibil de distins de un gaz ideal.
Pentru a vizualiza un model de dinamica fluidului de lucru, au fost oferite legile termodinamicii, care descriu procesele termodinamice de bază, cum ar fi:
- proces izocoră - un proces care se desfășoară fără a modifica volumul fluidului de lucru.Condiții proces izocoră, v = const;
- proces izobară - un proces care se desfășoară fără modificarea presiunii în fluidul de lucru.Condiții proces izobaric, P = const;
- izolate (izoterma) proces - un proces care se realizează cu menținerea temperaturii la un nivel dat.Proces izotermă, T = const;Proces
- adiabatic (adiabatic, așa-numita inginerie căldură moderne) - un proces, realizat în spațiu fără schimb de căldură cu mediul.Conditii de proces adiabatic, q = 0;
- proces politropic - acesta este procesul de sinteză, care descrie toate procesele termodinamice menționate mai sus, precum și toate celelalte posibilități pentru angajarea într-un cilindru cu un piston mobil.
timpul crearea primelor motoare de căldură au fost în căutarea pentru un ciclu în care puteți obține cea mai mare eficiență (de eficiență).Sadi Carnot, examinarea un set de procese termodinamice, instinctiv a venit la dezvoltarea ciclului său, a primit numele de - ciclul Carnot.Acesta a efectuat constant izoterma, atunci procesul de comprimare adiabatică.Fluidul de lucru după aceste procese are o marjă de energie interne, dar ciclul nu a fost finalizată, astfel încât fluidul de lucru se dilată și efectuează procesul de expansiune izoterma.Pentru a completa ciclul și a reveni la setările originale ale fluidului de lucru se efectuează procesul de expansiune adiabatică.
Carnot dovedit că eficiența în ciclul său atinge un maxim și depinde numai de temperatura dintre cele doua izotermelor.Cu cât diferența între ele, randamentul termic mai mare.Încercările de a crea un motor termic al ciclului Carnot și nu a reușit.Este un ciclu ideală care nu poate fi realizată.Dar el a dovedit principiul de bază al a doua lege a imposibilității de a obține un loc de muncă, egal cu costurile de energie termică.Ea a făcut o serie de definiții a doua (legea) termodinamicii, potrivit căreia Rudolf Clausius a introdus conceptul de entropie.Principala concluzie a cercetarilor sale - entropia este în creștere, ceea ce duce la termice "moarte".
realizare cel mai important a fost înțelegerea procesului adiabatic Clausius, entropia la efectuarea modificărilor pentru fluidul de lucru.Prin urmare, procesul adiabatic Clausius - este s = const.Aici s - este entropia, care oferă un alt nume pentru procesul se desfășoară fără alimentare sau îndepărtarea căldurii - proces isentropic.Omul de știință a fost în căutarea pentru o astfel de motor termic ciclu, care nu a avut loc la o creștere a entropiei.Dar, din păcate, acest lucru nu a reușit să-l stabilească.Prin urmare, dedus că motorul termic nu poate fi creat la toate.
Dar nu toate, cercetatorii au fost configurate ca pesimist.Ei au fost în căutarea pentru ciclurile reale ale motoarelor termice.Ca rezultat al lor de căutare Nikolaus August Otto a creat motor termic sa ciclu, care este acum în curs de implementare în motoarele pe benzină care rulează.Aici, procesul efectuat de compresie adiabatică a corpului de lucru și de intrare de căldură izocoră (ardere la volum constant), atunci există expansiune adiabatică (activitatea desfășurată în mediul de lucru în creștere în volumul său), și îndepărtarea căldurii izocoră.Motor cu ardere internă în prima Otto folosite ca gaze combustibile.Mulți au fost mai târziu inventate carburatoare, care a început să creeze un amestec de vapori de aer benzovozdushnoy și benzină și hrănindu-i în cilindrul motorului.
În Otto amestec de combustibil ciclu este comprimat, astfel încât cantitatea de comprimare este relativ mic - amestec de combustibil tinde să detoneze (explodeze la atingerea presiunea critică și temperatura).Prin urmare, activitatea în procesul de compresie adiabatic este relativ scăzut.Aici am introdus un alt concept: raportul de compresie - raportul dintre volumul total la raportul de volum.
Gasirea unor modalitati de a crește eficiența energetică a combustibilului a continuat.Creșterea eficienței văzut în creșterea raportului de compresie.Rudolf Diesel a dezvoltat ciclu sa în care livrarea de căldură se realizează la presiune constantă (în procesul de izobarică).Aceasta a constituit baza pentru motoare cu ciclu utilizând combustibil diesel (de asemenea, cunoscut sub numele de motorina).Ciclul Diesel nu este comprimat amestec combustibil-aer și aer.Deci, ei spun că munca se face într-un proces adiabatic.Temperatura și presiunea la sfârșitul de compresie ridicat, astfel încât duza se realizează prin injectarea de combustibil.Acesta este amestecat cu aer cald, aceasta face un amestec combustibil.Se arde, aceasta crește energia internă a fluidului de lucru.Extinderea în continuare a gazului este pe adiabatic accident vascular cerebral, angajat.
încercare de a pune în aplicare ciclul Diesel în motoare termice nu a reușit, așa că Gustav Trinkler creat ciclu combinat Trinklera.Și utilizarea sa în motoarele diesel actuale.În ciclul de căldura furnizată de Trinklera isochor, și apoi pe isobars.Numai după aceasta se face, procesul destindere adiabatică a fluidului de lucru.
Prin analogie cu motorul termic cu piston și turbine de lucru.Dar procesul lor de eliminarea căldurii la sfârșitul destinderea adiabatică utilă a gazului se efectuează prin isobars.Pentru avioane cu proces turbină și turbopropulsor adiabatic se efectuează de două ori în timpul de compresie și de expansiune.
Pentru a justifica toate conceptele fundamentale ale procesului adiabatic au fost propuse formule.Se pare cantitate importantă, numit indicele adiabatic.Valoarea sa pentru un gaz diatomic (oxigen și azot - sunt principalele gaze biatomice prezente în aer) egală 1.4.Pentru a calcula indicele adiabatic folosit două caracteristici interesante, și anume izobarică și izocoră capacitatea termică a fluidului de lucru.Raportul dintre k = Cp / Cv - este indicele adiabatic.
ce motoare termice ciclului teoretic utilizat proces adiabatic?De fapt, procesul de politropic sunt efectuate, ci pentru că ele apar la viteză mare, a făcut să-și asume lipsa de schimb de căldură cu mediul.
90% din energia electrică este generată de centralele termice.În ele se utilizează ca aburul fluid de lucru.Se obține în apă clocotită.Pentru a crește capacitatea de lucru de abur, este supraîncălzit.Apoi, aburul supraîncălzit inalta presiune este furnizat la turbina cu abur.A comis, de asemenea, un proces de expansiune adiabatică abur.Turbine devine rulare, acesta este transmis la generatorul electric.Care, la rândul său, generează energie electrică a consumatorilor.Turbine cu abur funcționează pe ciclul Rankine.Ideal eficiență este, de asemenea, asociată cu o creștere a temperaturii și presiunii aburului.
După cum se vede din cele de mai sus, procesul adiabatic este foarte comună în producerea de energie mecanică și electrică.
