Verkningsgraden hos värmemotorn. Motorns termiska verkningsgrad - formeln för bestämning

Arbetet i många typer av maskiner karakteriserar en så viktig figur som effektiviteten hos värmemotorn. Ingenjörer varje år strävar efter att skapa en mer avancerad teknik som med mindre bränsle skulle ge de bästa resultaten från att använda den.

termisk motor apparat

Innan du förstår vad som är effektiviteten (effektivitet), måste du förstå hur denna mekanism fungerar. Utan kännedom om principerna för sin verksamhet kan inte räkna ut vilken typ av denna indikator. Värmemotor är en anordning som gör arbetet med hjälp av inre energi. Varje värmemotor, som omvandlar värmeenergi till mekanisk, termisk expansion hos de material som används vid högre temperaturer. Solid-state-system kan inte bara ändra volymen av ämnet, men även formen på kroppen. Verkan av en sådan motor är föremål för termodynamikens lagar.

Principen för drift

För att förstå hur en värmemotor, är det nödvändigt att överväga grundval av sin design. För driften av enheten kräver två kroppar: en het (värmare) och kall (kylskåp, chiller). Principen för drift av värmemotorer (verkningsgrad värmemotorer) beror på deras slag. Ofta, ett kylskåp tjänar ångkondensor och en värmare - någon form av bränslen i ugnen. Effektiviteten av en ideal värmemaskin är av den följande formeln:

Effektivitet = (Tnagrev -.. Tholod) / Tnagrev. x 100%.

I detta fall, kan den verkliga motoreffektivitet aldrig överstiga det värde som erhålls i enlighet med denna formel. Dessutom kommer denna siffra aldrig överstiga ovanstående värden. Att förbättra effektiviteten, oftare öka och minska temperaturen hos uppvärmningstemperaturen av kylskåpet. Båda dessa processer kommer att begränsas till de faktiska förhållandena i utrustningen.

Effektivitet värmemotor (formel)

I drift, sker värme motorns drift, såsom vilken gas börjar förlora energi och kyles till en viss temperatur. Det senare är vanligtvis några grader högre än den omgivande atmosfären. Denna svalare temperatur. En sådan speciell anordning som är konstruerad för kylning och efterföljande kondensering av avloppsångan. Där det finns kondensatorer, ibland kylskåpstemperatur under omgivningstemperatur.

Värmen motorkroppen genom uppvärmning och expansion inte kan skicka all sin inre energi för att utföra arbete. En del av värmen kommer att överföras till kylskåpet tillsammans med avgaserna eller ånga. Denna del av värmen av den inre energin oundvikligen förlorad. Arbetsfluiden under förbränning av bränsle genom värmaren får en viss mängd värme Q _1. Sålunda den utför annat arbete A, under vilken överför en del av kylskåpet av värme: Q _{2 <1 Q.}

Motoreffektivitet karakteriserar effektivitet i omvandling och sändningsenergin. Denna indikator mäts ofta i procent. Effektivitet formeln:

η * A / Qx100%, där Q - förbrukat energi, och - ett nyttigt arbete.

Baserat på lagen om bevarande av energi, kan vi dra slutsatsen att effektiviteten är alltid mindre än enighet. Med andra ord kommer det goda arbetet aldrig vara mer än det tog makten.

Motorns effektivitet - förhållandet mellan användbar energi till det arbete som rapporterats av värmaren. Det kan representeras som en formel:

η = (Q ₁ -Q ₂₎ / Q ₁ vari Q ₁ - värme som mottagits från värmaren, och Q ₂ - för att ge kylskåpet.

Arbete värmemotor

Det arbete som utförts av värmemotorn, beräknas genom formeln:

A = | Q _H | - | Q _X |, där A - arbete, Q _H - mängd värme som tas emot från värmaren, Q _X - mängd värme avges svalare.

Effektivitet värmemotor (formeln):

| Q _H | _{- | Q X |) / |} Q H | = 1 _{- | Q X | / | Q} H |

Han är förhållandet mellan det arbete som gör motorn till mängden värme som produceras. En del av den värmeenergi går förlorad under denna överföring.

carnot motor

Den maximala effektiviteten av den termiska motorn observeras i anordningen Carnot. Detta beror på det faktum att detta system är beroende enbart den absoluta temperaturen hos värmaren (TH) och kylaren (Tx). Effektivitet värmemotor som arbetar enligt Carnot cykel bestäms av följande formel:

(Tn - Tx) / Tn = - Tx - Tn.

Termodynamikens lagar för att beräkna den tillåtna maximala effektivitet, som är möjlig. För första gången denna siffra har beräknat en fransk vetenskapsman och ingenjören Sadi Carnot. Han uppfann en värmemotor, som drivs av en ideal gas. Hon arbetar i en cykel av 2 isotermer och 2 heat. Hur det fungerar är ganska enkel: att fartyget med en gasvärmare levereras en kontakt så att arbetsvätskan expanderar isotermiskt. I det här fallet fungerar och får en viss mängd värme. Efter kärl isolera. Trots detta fortsätter gasen att expandera, men adiabatiskt (utan värmeväxling med omgivningen). Vid denna tid, minskar dess temperatur till kylskåpet prestanda. Vid denna punkt gasen bringas i kontakt med en kondensor, varigenom det ger en viss mängd värme under isometrisk kontraktion. Sedan isolera kärlet igen. När gasen adiabatiskt komprimerad till det ursprungliga tillståndet och volym.

arter

Numera finns det många typer av förbränningsmotorer som arbetar på olika principer och olika bränslen. De har alla sin effektivitet. Dessa inkluderar följande:

• en förbränningsmotor (kolv), som är en mekanism där det brinnande partiet av bränsle kemiska energi omvandlas till mekanisk energi. Sådana anordningar kan vara gas och vätska. Skilja 2- och 4-takts motorer. De kan ha en kapacitet på kontinuerlig drift. I analogi med framställningen av sådana bränsleblandningar är förgasarmotorer (med extern blandning bildning) och diesel (intern). Per typ av energiomvandlare är indelade i kolven, jet, turbin och kombineras. Effektiviteten hos sådana maskiner inte överstiger målet på 0,5.

• stirlingmotor - en anordning i vilken arbetsfluiden är i ett begränsat utrymme. Det är en typ av extern förbränningsmotor. Principen för dess funktion är baserad på en periodisk kylning / uppvärmning kropp till energiutbyte beror på förändringar i dess volym. Detta är en av de mest effektiva motorer.

• turbin (roterande) motor med yttre förbränning av bränsle. Sådana anläggningar är de vanligaste värmekraftverk.

• Turbinen (rötor), är förbränningsmotorn används i värmekraftverk i toppläge. Inte så mycket vanliga som andra.

• Turbinovintovoy motor på grund av någon av skruvarna skapar dragkraft. Resten han får på grund av avgaserna. Dess struktur är en rotationsmotor (gasturbin), vars axel trycks propeller.

Andra typer av förbränningsmotorer

• Robotsystem, turbojet och jetmotorer, vilka erhålls dragkraft på grund av effekterna av avgaser.

• Solid-state-enheter används som ett fast bränsle. I drift, inte ändrar sin volym och form. När du använder utrustning som används är extremt liten temperaturskillnad.

Som kan öka effektiviteten

Oavsett om att öka effektiviteten i en värmemotor möjligt? Svaret måste sökas i termodynamik. Det studerar den ömsesidiga omvandlingen av olika typer av energi. Det har fastställts att det är omöjligt att omvandla all tillgänglig värmeenergi i elektriska, mekaniska och m. N. För detta omvandla dem till värme sker utan några begränsningar. Detta är möjligt på grund av det faktum att den typ av termisk energi baserad på den oordnade (kaotisk) rörelse av partiklar.

Ju starkare kroppen värms upp, så flyttar dess komponentmolekyler snabbare. Rörelsen av partiklar kommer att bli ännu mer oberäkneligt. Tillsammans med detta, alla vet att ordern kan lätt förvandlas till kaos, vilket är mycket svårt att organisera.