Effektivitet af varmen motor. Motor termiske virkningsgrad - formlen til bestemmelse

Arbejdet med mange slags maskiner karakteriserer sådan en vigtig figur som effektiviteten af varme motor. Ingeniører hvert år søger at skabe en mere avanceret teknik, med mindre brændstof ville give de bedste resultater ved brug af det.

termisk motor apparat

Før du forstår, hvad der er den effektivitet (virkningsgrad), er du nødt til at forstå, hvordan denne mekanisme fungerer. Uden kendskab til principperne for deres drift kan ikke finde ud af karakteren af denne indikator. Heat motor er en anordning, der gør arbejdet ved brug af intern energi. Al varme motor, der omdanner termisk energi til mekanisk, termisk udvidelse af de anvendte ved højere temperaturer materialer. De faste systemer kan ikke kun ændre lydstyrken af stoffet, men også formen af legemet. Virkningen af en sådan motor er underlagt termodynamikkens love.

virkemåde

For at forstå, hvordan virker en varme motor, er det nødvendigt at overveje grundlaget for sit design. Til drift af indretningen kræver to organer: en varm (varmelegeme) og koldt (køleskab, chiller). Princippet om drift af varme motorer (effektiviteten af varme motorer) afhænger af deres slags. Ofte, køleskab serverer dampkondensator og en varmelegeme - enhver form for brændstof brænding i ovnen. Effektiviteten af en ideel varmemaskine har den følgende formel:

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

I dette tilfælde kan den virkelige motorvirkningsgrad aldrig overstige værdien opnået i overensstemmelse med denne formel. Desuden vil dette tal aldrig overstige ovennævnte værdier. For at forbedre effektiviteten, oftere hæve og sænke temperaturen i varmelegemet temperaturen i køleskabet. Begge disse processer vil blive begrænset til de faktiske forhold i udstyret.

Effektivitet varmemaskine (formel)

Under drift varmen motordrift sker, som hvilken gas begynder at miste energi og afkøles til en bestemt temperatur. Sidstnævnte er normalt et par grader højere end den omgivende atmosfære. Denne køligere temperatur. Sådan en særlig anordning til afkøling og efterfølgende kondensation af afdampningen. Hvor der er kondensatorer, undertiden køleskabstemperatur under omgivelsestemperaturen.

Varmen motor krop ved at opvarme og udvide er ikke i stand til at sende alle sine interne energi til at gøre arbejdet. Noget af varmen vil blive overført til køleskabet sammen med udstødningsgasserne eller damp. Denne del af varmen af det indre energimarked er uundgåeligt tabt. Arbejdsfluidet under forbrændingen af brændstof ved varmeapparatet får en vis mængde varme _Q1. den udfører således et andet arbejde A, i hvilken overfører en del af køleskabet af varme: _Q2

Motorens effektivitet kendetegner effektiviteten i energi konvertering og transmission. Denne indikator er ofte målt som en procentdel. Effektivitet formel:

η * A / mX100%, hvor Q - brugt energi, og - et nyttigt arbejde.

Baseret på loven om energiens bevarelse, kan vi konkludere, at effektiviteten er altid mindre end enhed. Med andre ord vil det gode arbejde aldrig være mere end det tog magten.

Motor effektivitet - forholdet mellem anvendelig energi til arbejdet rapporteret af varmeapparatet. Det kan repræsenteres som en formel:

η = _(Q1-Q2) / _Q1 hvor _Q1 - varme modtaget fra ovnen, og _Q2 - til opnåelse af køleskabet.

Arbejde varme motor

Det arbejde, som den varme motor, beregnes ved hjælp af formlen:

A = | Q _H | - | Q _X |, hvor A - arbejde, Q _H - varmemængde modtaget fra varmelegeme, Q _X - mængde varme afgives køligere.

Effektivitet varmemaskine (formel):

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

Han er forholdet mellem det arbejde, der gør motoren til mængden af varme, der produceres. En del af den termiske energi går tabt i løbet af denne overførsel.

Carnot motor

Maksimal effektivitet af den termiske motor observeres i indretningen Carnot. Dette skyldes det faktum, at dette system kun afhænger den absolutte temperatur af ovnen (TH) og køleren (Tx). Effektivitet varme motor arbejder i overensstemmelse med den Carnot cyklus bestemmes af følgende formel:

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

Termodynamikkens love at beregne den tilladte maksimal effektivitet, hvilket er muligt. For første gang dette tal har beregnet en fransk videnskabsmand og ingeniør Sadi Carnot. Han opfandt en varme motor, som drives af en idealgas. Hun arbejder i en cyklus af 2 isotermer og 2 heat. Sådan fungerer det er ganske enkel: til fartøjet med en gasvarmer leveres en kontakt, således at den arbejdsfluidet ekspanderer isotermt. I dette tilfælde er det fungerer og opnår en vis mængde varme. Efter skibets isolere. På trods af dette, at gassen fortsætter med at ekspandere, men adiabatisk (uden varmeveksling med omgivelserne). På dette tidspunkt, falder temperaturen til køleskabet ydeevne. På dette tidspunkt gassen bringes i kontakt med en kondensator, hvorved det giver en vis mængde varme under den isometriske kontraktion. Så isolere skibet igen. Når gassen adiabatisk komprimeres til den oprindelige tilstand og volumen.

arter

I dag er der mange typer af forbrændingsmotorer, der opererer på forskellige principper og forskellige brændstoffer. De har alle deres effektivitet. Disse omfatter følgende:

• en forbrændingsmotor (stempel), som er en mekanisme, hvor den brændende del af det kemiske brændstof energi omdannes til mekanisk energi. Sådanne indretninger kan være gas og væske. Skelne 2- og 4-taktsmotorer. De kan have et normeret forbrug på kontinuerlig drift. Analogt med fremstillingen af sådanne brændstofblandinger er carbureted motorer (med ekstern blanding dannelse) og diesel (intern). Ved type energi konverter er opdelt i stemplet, jet, turbine og kombineres. Effektiviteten af sådanne maskiner ikke overstiger målet på 0,5.

• Stirling motor - en anordning, hvor arbejdsfluidet er i et lukket rum. Det er en form for ekstern forbrændingsmotor. Princippet for dens funktion er baseret på en periodisk afkøling / opvarmning organ til energiudbyttet på grund af ændringer i dens volumen. Dette er en af de mest effektive motorer.

• turbine (roterende) motor med ekstern forbrænding af brændstof. Sådanne anlæg er de mest almindelige termiske kraftværker.

• er forbrændingsmotoren anvendes turbine (rotor) i de termiske kraftværker i peak tilstand. Ikke så meget fælles som andre.

• Turbinovintovoy motor på grund af nogle af skruerne skaber fremdrift. Resten han modtager grund udstødningsgasserne. Dens struktur er en roterende motor (gasturbine), aksel som skubbes propel.

Andre typer af forbrændingsmotorer

• missiler, turbojet og jetmotorer, som opnås tryk på grund af virkningen af udstødningsgasser.

• Solid-state drev bruges som et fast brændstof. I drift, betyder det ikke ændre sin volumen, og form. Ved drift af udstyr, der anvendes, er meget lille temperaturforskel.

Som det kan øge effektiviteten

Uanset om at øge effektiviteten af en varme motor muligt? skal søges Svaret i termodynamik. Det undersøgelser gensidig transformation af forskellige energityper. Det er blevet fastslået, at det er umuligt at omdanne al den tilgængelige termisk energi i elektriske, mekaniske og m. N. Til dette konvertere dem til varme sker uden nogen restriktioner. Dette er muligt på grund af, at karakteren af termisk energi baseret på den forstyrrede (kaotisk) bevægelse af partikler.

Jo stærkere kroppen er varmet op, så vil bevæge sine molekyler hurtigere. Bevægelsen af partikler vil blive endnu mere uregelmæssig. Sammen med dette, alle ved, at ordren kan nemt omdannes til kaos, hvilket er meget svært at organisere.