Ефективност на топлина двигателя. Двигател топлинна ефективност - формулата за определяне

Работата на много видове машини характеризира толкова важна фигура, тъй като ефективността на топлинната двигателя. Инженерите всяка година се стремят да се създаде по-напреднала техника, която с по-малко гориво ще даде най-добри резултати от използването му.

апарат термичен двигател

Преди да се разбере какво е ефективността (ефективност), което трябва да се разбере как работи този механизъм. Без познаване на принципите на експлоатация не мога да разбера същността на този показател. Топлинен двигател е устройство, което върши работата чрез използване на вътрешна енергия. Топлината двигател, който преобразува топлинната енергия в механична, топлинно разширение на материалите, използвани при по-високи температури. Системите за твърди не само могат да се променят обема на веществото, но и формата на тялото. Действието на такъв двигател е предмет на законите на термодинамиката.

принцип на работа

За да се разбере как работи двигател с вътрешно горене, е необходимо да се разгледа на базата на своя дизайн. За работата на устройството изисква две тела: гореща (нагревател) и студена (хладилник, чилър). Принципът на работа на топлинните машини (ефективност на топлинните машини) зависи от вида им. Често, хладилник служи пара кондензатор и нагревател - каквато и да е изгаряне на гориво в пещта. Ефективността на идеална топлинен двигател е на следната формула:

Ефикасността = (Tnagrev -.. Tholod) / Tnagrev. х 100%.

В този случай, на ефективността на недвижими мотор никога не може да надвишава стойността, получена в съответствие с тази формула. Също така, тази цифра никога няма да надвишава посочените по-горе стойности. За да се подобри ефективността, по-често увеличава и намалява температурата на температурата на нагревателя на хладилника. И двете от тези процеси ще бъде ограничено до действителните условия на оборудването.

топлинна ефективност на двигателя (формула)

При работа операция на топлинен двигател настъпва, както който газ започва да губи енергия и се охлажда до определена температура. Последното обикновено е с няколко градуса по-висока от околната атмосфера. Този охладител температура. Такава специално устройство, предназначено за охлаждане и последващо кондензиране на изпускателната пара. Когато има кондензатори, понякога температурата на хладилник под температурата на околната среда.

Корпусът на мотора топлина чрез нагряване и разширяване не е в състояние да изпрати цялата си вътрешна енергия, за да си върши работата. Някои от топлината ще бъдат прехвърлени към хладилника заедно с отработените газове или пара. Тази част от топлината на вътрешната енергия е неизбежно губи. Работният флуид по време на горенето на гориво от нагревателя получава определено количество топлина Q _1. По този начин тя изпълнява друга работа А, през който предава част на хладилника на топлина: Q ₂ 1.

ефективност на двигателя характеризира ефективността на преобразуване на енергия и пренос. Този показател често се измерва в проценти. формула ефективност:

η * A / Qx100%, където Q - изразходват енергия, и - полезна работа.

Въз основа на закона за запазване на енергията, можем да заключим, че ефективността е винаги по-малко от единство. С други думи, добрата работа никога няма да бъде повече от това да дойде на власт.

ефективност на двигателя - съотношението на полезна енергия за работата докладвано от нагревателя. Тя може да бъде представена като формула:

η = (Q ₁ -Q ₂₎ / Q _1, където Q ₁ - топлина, получена от нагревателя, и Q ₂ - до получаване на хладилника.

Работа топлинен двигател

Извършената от топлина двигателят работи, се изчислява по формулата:

А = | Q _Н | - | Q _X |, където А - работа, Q _H - количество топлина, получена от нагревателя, Q _X - количество топлина, отделяна по-хладно.

топлинна ефективност на двигателя (формула):

| Q _Н | _{- | Q X |) / |} Q Н | = 1 _{- | Q X | / | Q} Н |

Той е отношението на работата, която прави двигателя на количеството топлинна енергия, произведена. Част от топлинната енергия се губи по време на прехвърлянето.

Карно двигател

Максималната ефективност на топлинна двигателя се наблюдава в устройството Карно. Това се дължи на факта, че тази система зависи само от абсолютната температура на нагревателя (ТН) и охладителя (Тх). Ефективност топлинен двигател, работещи в съответствие с цикъла на Карно , се определя по следната формула:

(Tn - Тх) / Tn = - Tx - Tn.

Законите на термодинамиката за изчисляване на допустимата максимална ефективност, което е възможно. За първи път тази цифра е изчислена френски учен и инженер Сади Карно. Той е изобретил двигател с вътрешно горене, който се управлява от идеален газ. Тя работи в цикъл от 2 изотерми и 2 гонки. Как работи е съвсем проста: на кораба с бойлер на газ се доставя за контакт, така че работният флуид се разширява изотермично. В този случай той работи и получава определено количество топлина. След съд изолира. Въпреки това, газът продължава да се разширява, но адиабатно (без топлообмен с околната среда). По това време, температурата се понижава до изпълнението на хладилника. В този момент на газа се свързва с обратен, с което той дава определено количество топлина по време на свиването изометрични. Тогава изолират корабът отново. Когато газът се компресира адиабатно в оригиналното си състояние и силата на звука.

вид

В днешно време има много видове топлинни двигатели, които работят на различни принципи и различни горива. Всички те разполагат със ефективност. Те включват следното:

• двигател с вътрешно горене (буталата), което е механизъм, където изгаряне част от химически гориво енергия се преобразува в механична енергия. Такива устройства могат да бъдат газ и течност. Разграничаване 2- и 4-тактови двигатели. Те могат да имат коефициент на запълване на непрекъсната работа. По аналогия с получаването на такива горивни смеси са карбораторен двигатели (с външен образуване на смес) и дизелово гориво (вътрешна). По вид на преобразувател на енергия са разделени на буталото, струя, турбина и комбинирани. Ефективността на тези машини не надвишава целта от 0,5.

• Стърлинг двигател - устройство, в което работният флуид е в затворено пространство. Това е един вид двигател с външно горене. Принципът на неговото действие се основава на периодично охлаждане / отопление тяло за получаване на енергия поради промени в обема си. Това е един от най-ефективните двигатели.

• турбина (ротационен) двигател с външно горене на гориво. Такива растения са най-честите топлоелектрически централи.

• Турбината (ротор), двигателят с вътрешно горене се използва в топлоелектрическите централи в връх режим. Не толкова често, колкото другите.

• Turbinovintovoy на двигателя поради някои от винтовете създава тяга. Останалото той получава в резултат на отработените газове. Неговата структура е ротационен двигател (газова турбина), чийто вал е натиснат перка.

Други видове топлинни двигатели

• ракета турбореактивни и реактивни двигатели, които се получават натиск поради въздействието на изгорелите газове.

• Твърдотелните дискове се използват като твърдо гориво. По време на работа, това не променя своя обем и форма. При работа на оборудването, използвано е изключително малка температурна разлика.

Както може да се увеличи ефективността на

Дали повишаване на ефективността на възможно двигател с вътрешно горене? Отговорът трябва да се търси в термодинамиката. Тя изучава взаимната трансформацията на различни видове енергия. Установено е, че е невъзможно да конвертирате цялата налична топлинна енергия в електрически, механични и т. Н. За това ги превръща в топлина се извършва без никакви ограничения. Това е възможно благодарение на факта, че естеството на топлинна енергия на базата на нарушено (хаотично) движението на частици.

Колкото по-силно тялото се затопля, така че ще се движат неговите съставни молекули по-бързо. Движението на частици ще стане още по-хаотично. Заедно с това, всеки знае, че поръчката може да бъде лесно се превръща в хаос, което е много трудно да се организира.