Ak chcete vytvoriť tepelný stroj, ktorý môže robiť prácu pomocou tepla, je potrebné vytvoriť určité podmienky.Po prvé, teplo motor pracovať v cyklickom režime, kedy je počet po sebe idúcich termodynamických procesov pre vytvorenie slučky.Výsledkom recyklovaného plynu uzavretý vo valci s pohyblivým piestom, funguje.Ale jeden cyklus pre periodické prevádzku stroja je malý, je potrebné vykonávať opakovane cykly v určitom čase.Celková práca vykonávaná počas stanovenej doby, v skutočnosti, delený časom dáva ďalší dôležitý koncept - výkon.
V polovici XIX storočia vytvoril prvý tepelné motory.Jedná sa o prácu, ale strávi viac množstvo tepla, produkovaného pri spaľovaní paliva.To bolo potom že teoretickí fyzici sa opýtal: "Ako plynárňach v tepelnom stroji?Ako sa dostať čo najviac práce s minimom paliva? »
vykonať analýzu zemného plynu potrebného pre vstup do celého systému definícií a konceptov.Zbierka všetkých definícií, a vytvoril celú oblasť výskumu, s názvom "Engineering termodynamika".V termodynamike, sa prijalo viacero predpokladov, to neuberá z hlavných záverov.Nástroje telo - prchavý plyn (neexistuje), ktorá môže byť stlačená na nulový objem, ktorého molekuly sa neovplyvňujú.V prirodzenom prostredí, existujú iba reálne plyny, ktoré majú presne stanovené vlastnosti, na nerozoznanie od ideálneho plynu.
Ak chcete zobraziť model dynamiky pracovnej tekutiny, boli ponúknuté zákony termodynamiky, ktoré popisujú základné termodynamickej procesy, ako napríklad:
- isochoric proces - proces, ktorý sa vykonáva bez zmeny objemu pracovnej tekutiny.Podmienky izochorický dej, v = const;
- Izobarický procesu - proces, ktorý sa vykonáva bez zmeny tlaku v pracovnej kvapaliny.Podmienky izobarický dej, P = const;
- izolované (izotermická) procesu - proces, ktorý sa vykonáva pri udržiavaní teploty pri danej úrovni.Izotermické proces, T = const;
- adiabatický dej (adiabatický, tzv moderná tepelná technika) - proces, vykonáva v priestore, bez výmeny tepla s okolím.Podmienky adiabatického deje, q = 0;
- polytropic procesu - to je syntéza proces, ktorý popisuje všetky termodynamických procesov vyššie uvedených, ako aj všetky ďalšie možnosti pre zapojenie do valca s pohyblivým piestom.
Pri tvorbe prvých tepelných motorov hľadali cyklu, v ktorom môžete získať najvyššie účinnosť (účinnosť).Sadi Carnot, skúmanie sadu termodynamických dejov, inštinktívne prišiel k rozvoju svojho cyklu, dostal svoje meno - Carnot cyklus.Ustálenej vykonáva izotermické, potom sa adiabatický proces kompresie.Pracovná tekutina po týchto procesov má rozpätie vnútornej energie, ale cyklus nebol dokončený, takže pracovné tekutina rozťahuje a vykonáva izotermické expanziu procesu.Ak chcete dokončiť cyklus a vrátiť sa na pôvodné nastavenia pracovnej tekutiny sa vykonáva adiabatické expanziu procesu.
Carnot preukázané, že účinnosť v celom cykle dosahuje maximum, a závisí len od teploty oboch izoterm.Čím vyššia je rozdiel medzi nimi je primerane vyššia tepelná účinnosť.Pokusy vytvoriť tepelný motor Carnotovho cyklu a neuspel.Je to ideálny cyklus, ktorý nie je možné vykonať.Ale on sa ukázal ako hlavný princíp druhého zákona nemožnosti získať prácu, ktorá sa rovná nákladom na tepelnej energie.To robil množstvo definícií do druhého (zákon) termodynamiky, podľa ktorého Rudolf Clausius predstavil koncept entropia.Hlavným záverom jeho výskumu - entropia rastie, čo vedie k tepelnému "smrť."
najvýznamnejším úspechom bolo porozumenie adiabatického procesu Clausiusovej, entropiu pri vykonávaní zmien pracovnej tekutiny.Preto je adiabatický proces Clausius - je s = const.Tu s - je entropia, ktorá dáva iný názov pre sa spôsob vykonáva bez prívodu alebo odvodu tepla - isentropic procesu.Vedec hľadal takú tepelného motora cyklu, ktorý sa však k nárastu entropie.Ale, bohužiaľ, to sa nepodarilo preukázať to.Preto som sa usudzovať, že tepelný stroj nemôže byť vytvorený vôbec.
Ale nie všetci výskumníci boli nakonfigurované ako pesimistický.Hľadali skutočných cykly tepelných motorov.V dôsledku ich vyhľadávanie Nikolaus augusta Otto vytvoril svoj cyklus tepelný motor, ktorý je v súčasnej dobe realizovaný vo motorom poháňaným benzín.Tu sa proces uskutočňuje adiabatické kompresie pracovného tela a isochoric tepelným príkonom (spaľovanie pri konštantnom objeme), potom sú adiabatická expanzia (práce vykonané v pracovného média so zvyšujúcou sa jeho objem), a isochoric odvod tepla.Prvý spaľovací motor Otto používa ako palivo plyny.Mnohí boli neskôr vynájdené karburátorov, ktorý začal vytvárať benzovozdushnoy zmes vzduchu a benzínových výparov a kŕmenie je do valca motora.
V Otto cyklus palivovej zmesi je komprimovaný, takže množstvo kompresie je relatívne malý - palivovej zmesi inklinuje odpáliť (explodovať pri dosiahnutí kritickej tlaku a teploty).Preto je práca v adiabatickej procese kompresie je pomerne nízka.Tu sme zaviedli iné poňatie: kompresný pomer - pomer celkového objemu k pomeru hlasitosti.
Hľadanie spôsobov, ako zvýšiť energetickú účinnosť paliva pokračoval.Zvýšená účinnosť je vidieť na zvyšovanie kompresného pomeru.Rudolf Diesel vyvinul jeho cyklus, v ktorom sa dodávka tepla sa vykonáva pri konštantnom tlaku (v Izobarický procesu).To tvorilo základ pre motocykle as použitím motorovú naftu (tiež známy ako motorovú naftu).Diesel cyklus nie je skomprimovaný zmesi paliva so vzduchom a vzduch.Tak oni hovoria, že práca je vykonávaná v adiabatického procese.Teplota a tlak na konci vysokou kompresiou, takže tryska sa vykonáva prostredníctvom vstrekovania paliva.To sa zmieša s horúcim vzduchom, vytvára horľavú zmes.To horí, zvyšuje vnútorná energia pracovnej tekutiny.Ďalšia expanzia plynu je na adiabatické, spáchal mŕtvice.
pokus o vykonávaní Diesel cyklus tepelné motory zlyhali, takže Gustav Trinkler vytvorené kombinovanom cykle Trinklera.A jeho využitie v súčasných vznetových motorov.V cykle tepla dodaného Trinklera isochor, a potom na isobars.Až potom, čo sa tak deje, adiabatický proces expanzie pracovnej tekutiny.
obdobne ako u tepelného motora pracovný piest a turbína.Ale ich proces odstránenia tepla na konci užitočného adiabatické expanzii plynu sa vykonáva pomocou isobars.U lietadiel s procesom turbíny a turbovrtuľových adiabatické sa vykonáva dvakrát počas kompresie a expanzie.
zdôvodní všetky základné pojmy adiabatického procesu boli navrhnutých vzorcov.Zdá sa, významné množstvo, volal adiabatický index.Jeho hodnota pre diatomic plyn (kyslík a dusík - to sú hlavné diatomic plyny prítomné vo vzduchu) sa rovná 1,4.Pre výpočet adiabatický index použité dve zaujímavé vlastnosti, a to Izobarický a isochoric tepelnú kapacitu pracovnej tekutiny.Pomer k = CP / Cv - je adiabatický index.
Prečo tepelné motory teoretický cyklus sa používa adiabatické procesu?V skutočnosti polytropic proces sa vykonáva, ale preto, že sa vyskytujú vo vysokej rýchlosti, sa na prevziať neprítomnosť výmeny tepla s okolím.
90% elektrickej energie je generovaná tepelných elektrární.V nich sa používa ako pracovná pary kvapaliny.Získava sa pri teplote varu vody.Pre zvýšenie pracovnej schopnosti páry, to je prehriata.Potom sa vysokotlaková prehriata para je privádzaná do parnej turbíny.To tiež dopustil adiabatické expanzie parou.Turbína dostane valcovanie, je prenášaný na elektrický generátor.To zase, vyrába elektrickú energiu pre spotrebiteľov.Parné turbíny fungujú na Rankinova cyklu.V ideálnom prípade sa účinnosť je tiež spojená so zvýšením teploty a tlaku vodnej pary.
Ako je vidieť z vyššie uvedeného, adiabatický proces je veľmi bežné pri výrobe mechanickej a elektrickej energie.
