ısıyı kullanarak iş yapabilirsiniz termal makine oluşturmak için, belli koşulları oluşturmanız gerekir.Her şeyden önce, ısı motoru ardışık termodinamik süreç sayısı bir döngü oluşturmak için bir döngüsel modda çalıştırmak için.Hareket edebilen bir piston ile, bir silindirin içine dönüşüm gazı, sonucu çalışır.Ama periyodik Makineyi çalıştırmak için bir döngü belli bir süre içinde art arda döngüleri yapmalıdır, küçük.Zaman bölünür gerçekte belirtilen süre içinde gerçekleştirilen toplam iş, bir başka önemli kavram verir - güç.XIX yüzyılın ortalarında
ilk ısı motorları yarattı.Bunlar çalışanıysanız, ancak yakıtın yanması ile üretilen ısının daha fazla miktarda harcama."Termal makinesinde bir gaz eserleri gibi: Bu teorik fizikçiler sordu o zaman oldu?Nasıl tanım ve kavramların tüm sisteme girmek için gerekli gazın analizini gerçekleştirmek için
»? Yakıtın en az çok iş almak için.Tüm tanımların toplanması ve "Mühendislik Termodinamik" adlı bir bütün araştırma alanı yarattı.Termodinamik olarak, varsayımlar sayısına göre kabul edildi, o ana sonuçlardan ortadan kaldırmaz.Kimin molekülleri etkileşim yok, sıfır hacme sıkıştırılmış olabilir geçici gazı (yok), - Araçlar gövde.Doğal ortamda, ideal bir gazın ayırt iyi tanımlanmış özelliklere sahip tek gerçek gazlar, vardır.Çalışma akışkanının hacmi değiştirmeden gerçekleştirilen bir süreç -
- izokorik süreç:
çalışma akışkanının dinamiklerinin bir model görüntülemek için, bu gibi temel termodinamik işlemleri tarif termodinamik yasaları, teklif edilmiştir.Koşullar izokorik işlem olup, v = sabit;
- izobarik proses - çalışma sıvısının basınç değiştirmeden gerçekleştirilen bir proses.Koşullar izobarik süreç, p = const;
- izolasyonlu (izotermal) işlemi - belirli bir seviyede sıcaklık muhafaza edilirken gerçekleştirilen bir proses.İzotermal süreç, T = const;
- adyabatik süreç (adyabatik, sözde çağdaş ısı mühendisliği) - Bir süreç, çevre ile ısı alışverişi olmadan uzayda seslendirdi.Adyabatik süreçlerin koşulları, q = 0;
- politropik süreci - hareketli bir piston ile, bir silindirin içinde birleştirmek için yukarıda belirtilen termodinamik süreçleri, hem de diğer imkanları tarif sentez işlemi vardır.Ilk ısı motorları oluşturma sırasında
en yüksek verimi (verimlilik) alabileceğiniz bir döngü aradılar.Sadi Carnot, termodinamik süreçlerin bir dizi inceleyerek, içgüdüsel olarak, döngünün gelişimine geldi adını aldı - Carnot çevrimini.O sürekli o adyabatik sıkıştırma işlemi, izotermal sahne aldı.Bu işlemlerden sonra çalışma sıvısı iç enerji bir marj var, ama döngüsü tamamlanmış değildir, bu yüzden çalışma sıvısı genişler ve izotermik genişleme sürecini gerçekleştirir.Döngüsünü tamamlamak ve adyabatik genişleme süreci gerçekleştirilir çalışma sıvısının orijinal ayarlarına geri dönmek için.
Carnot döngüsü olan verimlilik, bir maksimuma ulaşır ve sadece iki izotermlerinin sıcaklığa bağlıdır olduğunu kanıtlamıştır.Aralarındaki yüksek fark, buna daha ısıl verim.Girişimleri Carnot çevriminin bir ısı motoru oluşturmak ve başarısız oldu.Bu yapılamaz ideal bir döngüdür.Ama termal enerji maliyetlerine eşit iş, getting imkansızlığı ikinci hukukun temel ilkesini kanıtladı.Bu hangi Rudolf Clausius entropi kavramını göre, termodinamiğin ikinci (hukuk) için tanımların bir dizi yaptı.Onun Araştırmanın ana sonuç - entropi artıyor, termal yol açar "Ölüm."
en önemli başarısı Clausius adyabatik süreç, çalışma sıvısı değişiklikleri gerçekleştiren entropi anlayış.Bu nedenle, adyabatik süreç Clausius - s = const olduğunu.İşte s - izantropik süreç - süreç arz ya da ısı çıkarmadan yapılır için başka bir isim veren entropi vardır.Bilim adamı entropi artışına meydana gelmedi böyle bir döngü ısı motoru, arıyordu.Ama, ne yazık ki, bu onu kurmayı başaramadı.Bu nedenle ısı motoru, tüm oluşturulabilir olamaz çıkarılabilir.
Ancak tüm araştırmacılar karamsar olarak yapılandırılmış değil.Bunlar ısı motorlarının gerçek döngüsü için aradılar.Kendi arama sonucunda Nikolaus August Otto şimdi benzinde çalışan motorlarda uygulanmakta olan onun çevrimli ısı motoru oluşturdu.Burada çalışan beden ve izokorik ısı girdisi (sabit hacimde yanma) adyabatik sıkıştırma tarafından gerçekleştirilen işlem, daha sonra adyabatik genişleme (hacminin artan çalışma ortamına yapılan çalışmalar) ve izokorik ısı kaldırma vardır.İlk içten yanmalı motor Otto yanıcı yakıt gazlar olarak kullanılırlar.Birçok sonra hava ve benzin buharlarının benzovozdushnoy karışımını oluşturmak başladı ve motor silindir içine onları besleme karbüratör, icat edildi.Otto çevrimi yakıt karışımı içinde
sıkıştırılır, bu sıkıştırma miktarı, nispeten küçük - (kritik basıncının ve sıcaklığının ulaştıktan sonra patlama), yakıt karışımı patlatmak eğilimindedir.Bu nedenle, adyabatik sıkıştırma işlemi çalışma nispeten düşüktür.- Hacim oranı toplam hacmin oranı sıkıştırma oranı: Burada başka bir kavram girmiştik.
devam yakıtın enerji verimliliğini artırmak için yollar bulmak.Sıkıştırma oranı artan görülen artışı verimlilik.Rudolf Dizel ısı kaynağı (izobarik usul olarak) sabit bir basınçta gerçekleştirildiği onun döngüsü geliştirdi.O (aynı zamanda dizel yakıt olarak da bilinir) dizel yakıt kullanan zamanlı motorlar için temelini oluşturmuştur.Dizel çevrimi yakıt-hava karışımı ve sıkıştırılmış hava değil.Yani eser, bir adyabatik süreç içinde yapılır söylüyorlar.Sıcaklık ve yüksek sıkıştırma sonunda basınç nozıl yakıt enjeksiyon yoluyla gerçekleştirilir.Bu sıcak hava ile karıştırılmakta, bir yanabilir bir karışım oluşturur.O çalışma sıvısının iç enerji artar yakar.Gaz daha fazla genişleme Adyabatik, taahhüt inme üzerindedir.
ısı motorlarında dizel çevrimini uygulamak için girişimi başarısız, bu yüzden Gustav Trinkler döngüsü Trinklera kombine oluşturdu.Ve mevcut dizel motorlarda kullanımı.Trinklera isochor tarafından verilen ısı, döngüsünde ve izobarlar üzerine.Bu yapıldıktan sonra, çalışma sıvısının adyabatik genişleme süreci.Piston ve türbini çalışma ısı motoru ile
By benzetme.Ancak gaz yararlı adiyabatik genişleme sonunda ısıyı kendi işlem izobarlar ile gerçekleştirilir.Türbin ve turboprop adyabatik süreci ile uçaklar için sıkıştırma ve genişleme sırasında iki kez yapılır.
formüller önerilmiştir Adyabatik sürecinin tüm temel kavramları haklı göstermek için.Bu adyabatik indeksi denilen önemli miktarda görünür.Diatomik gaz Onun değeri - 1.4 eşit (oksijen ve nitrojen havada bulunan başlıca iki atomlu gazlardır).Adyabatik endeksi iki ilginç özelliği, çalışma sıvısı yani izobarik ve izokorik ısı kapasitesine kullanılan hesaplamak için.K = Cp / Cv oranı - Adyabatik endeksidir.
Neden teorik çevrim ısı motorları adyabatik süreç kullanılır?Aslında politropik işlemi gerçekleştirilir, ancak yüksek hızda gelmesi nedeniyle, çevre ile ısı değişimi yokluğunu üstlenmeye yapılır.
elektriğin% 90'ı termik santraller tarafından oluşturulur.Bunların çalışma akışkanı buhar olarak kullanılır.Bu kaynar su elde edilir.Buhar çalışma kapasitesini arttırmak için, kızgın olduğunu.Daha sonra, yüksek basınçlı süper ısıtılmış buhar, buhar türbinine tedarik edilir.Aynı zamanda bir adyabatik genişleme süreci buhar kararlıdır.Türbin elektrik jeneratörü iletilir, haddeleme alır.Yani, sırayla, tüketicilere elektrik üretir.Buhar türbinleri Rankine döngüsünde çalışır.İdeal olarak etkinliği de sıcaklık ve basınçlı buhar bir artış ile bağlantılıdır.Yukarda görüldüğü gibi
, adiyabatik süreç, mekanik ve elektrik enerjisi üretimi için çok yaygındır.
