Thermal gépi ciklus, a munka hatékonyságát
Annak szükségességét, hogy a mechanikus energia termelés vezetett a megjelenése termikus gépek.
Az egység hő motorok
Hőerőgép (hőerőgép), - olyan eszköz átalakítására belső energiát mechanikai energiává.
Bármilyen hőerőgép egy fűtőberendezés, a munkaközeg (gáz vagy gőz), amely végez munkát melegítéssel (elfordulását eredményezi a turbina tengely, a dugattyú mozog, és így tovább), és egy hűtőszekrényben. Az alábbi ábra egy diagram a hőerőgép.
Basics lépéseket hő motorok
Minden hőerőgép működése miatt a motort. Ahhoz, hogy ezt a munkát, amire szüksége volt, hogy mindkét oldalán a motor dugattyú vagy turbina lapátok nyomáskülönbség. Ez a különbség érhető el az összes hő motorok az alábbiak szerint: a munkaközeg hőmérséklete megnövekszik a több száz vagy több ezer fok, a környezeti hőmérséklet. A gázturbinák és belső égésű motorok (ICE) egy hőmérséklet-növekedés annak a ténynek köszönhető, hogy a tüzelőanyagot égetnek belül a motor. Hűtőszekrény működhet hangulat vagy különleges célú eszköz és -kondenzáló a kiégett gőzt.
Carnot-ciklus
Cycle (ciklikus folyamat) - egy sor gáz állapot változások, így azt vissza az eredeti állapot (végezhet munkát). 1824-ben, egy francia fizikus Sadi Karno kimutatták, hogy előnyös, hogy hőerőgép munkafolyamatában (a Carnot-ciklus), amely két folyamat - az izoterm és adiabatikus. Az alábbi ábra egy grafikon, a Carnot-ciklus: 1-2 és 3-4 - izoterma, 2-3 és 4-1 - adiabatikus.
Összhangban a törvény az energiamegmaradás munka hő motorok amely ellátja a motor:
ahol Q1 - hőmennyiség, amelyet kapott a fűtés, és Q2 - a hőmennyiség, amely szállított a hűtőszekrénybe.
Hatékonyság az arány a hő a motor működése A, amely végrehajtja a motort a hőmennyiség amely nyert a fűtőelem:
A „Gondolatok a hajtóerő a tűz és a gépeket, amelyek képesek fejleszteni ezt az erőt” (1824) írta le a Carnot hőerőgép néven „ideális hőerőgép egy ideális gáz, ami egy működő szervezetben.” Mivel a termodinamika lehet számítani a hatékonyság (a maximális lehetséges), a hőerőgép és a fűtőtest amelynek hőmérséklete T1. és hűtőszekrény hőmérséklete T2. Carnot hőerőgép hatásfoka:
Sadi Karno bebizonyította, hogy a kívánt termikus igazi gép, amely működik a fűtés hőmérséklet T1 és T2 hőmérsékletre hűtőszekrény nem alkalmas arra, hogy a hatékonyságot, ami meghaladná a hatásfoka a motor (ideális).
Belső égésű motorral (ICE)
Négyütemű belső égésű motor egy vagy több hengert, egy dugattyút, egy forgattyús mechanizmus, szívó és kipufogó szelepek, szikra.
A működési ciklus négy stroke:
1) a szívó - éghető keverék áthalad a szelep a hengerbe;
2) Kompressziós - mindkét szelep zárva;
3) a stroke - robbanásszerű elégetésével az éghető keverék;
4) kipufogó - engedje kipufogó gázok légkörbe.
gőzturbina
A gőzturbina energia átalakító miatt előfordul, hogy a különbség a vízgőz nyomások a bemeneti és kimeneti.
Power of modern gőzturbinák elérheti 1300 MW.
Néhány technikai paraméterei a gőzturbina 1200 MW
- Gőznyomás (friss) - 23,5 MPa.
- Gőz hőmérséklet - 540 ° C-on
- Gőz turbina - 3600 m / h.
- Rotor sebesség - 3000 fordulat / perc.
- A gőznyomás a kondenzátorban - 3.6 kPa.
- turbina hossza - 47,9 m.
- Mass turbina - 1900 m.
A gázturbina lehet használni mellett a forgási sík és a jármű kerekei és légcsavar a hajó, mint egy sugárhajtómű. Légi és égési gázokat lövell ki, nagy sebességgel a gázturbina, így a vízsugár iránya merül fel ez a folyamat lehet használni mozgatni repülőgépek (repülőgép) és víz (hajó) hajók, vasúti közlekedés. Például, turbólégcsavaros motorok síkok AN-24, AN-124 ( "Ruslan"), Ru-225 ( "álom"). Így a „Dream” egy repülési sebesség 700-850 km / h képes során 250 tonna rakományt távolságon keresztül szinte 15.000 kilométer. Ez a legnagyobb szállító repülőgép a világon.
A környezeti problémák termikus gépek
Nagy hatással van az éghajlat légköri feltételek, különösen a találmány szerinti szén-dioxidot és vízgőzt. Így a változás a szén-dioxid-tartalom vezet növekedését vagy csökkenését az üvegházhatás, amelyben a szén-dioxid egy részét elnyeli a hőt, hogy sugárzik a földbe térben, késések a légkörben növekszik, és így a felületi hőmérséklet és a légkör alsó. A jelenség az üvegházhatás játszik döntő szerepet az éghajlatváltozás mérséklése. Ennek hiányában, az átlagos hőmérséklet a bolygó nem +15 ° C és az alacsonyabb 30-40 ° C-on
A világ ma már több mint 300 millió különböző típusú járművek, melyek között több mint a fele az összes légszennyezés.
Ha összegyűjtése összes légköri ózonréteget a Föld felszínén, és sűrítjük, hogy a levegő sűrűsége a légköri nyomás és a hőmérséklet értéke 0 ° C-on, majd az ózon pajzs vastagsága mindössze 2-3 mm! Ez az egész pajzs.
Egy kis történelem.
Példák problémák megoldása
megoldás:
A képlet, hogy meghatározza a hatásfoka hőerőgép (maximum):
A: a motor hatékonyságát - 81%.
Probléma 2. A hőerőgép 200 kJ hő kaptuk a tüzelőanyag elégetése, és át a hidegebb 120 kJ hőt. Mi a motor hatásfoka?
megoldás:
A képlet meghatározására a hatásfok a forma:
N = Q1 - Q2 / Q1.
N = (2 × 10 5 J - 1,2 x 10 5 J) / 2 x 10 5 J = 0,4.
V: A termikus hatásfoka a motor - 40%.
Probléma 3. Mi a hatásfoka a motor, ha a munkaközeg a fűtés, miután megkapta a hőmennyiség 1,6 MJ elvégzett művelet 400 kJ? Mi az a hőmennyiség került át a hűtőben?
megoldás:
Hatékonyság meghatározható a következő képlettel
N = 0,4 · 10 6 J / 1,6 · 10 6 J = 0,25.
Transmitted hűtő hő mennyiség meghatározható a következő képlettel
Q1 - A = Q2.
Q2 = 1,6 · 10 6 J - 0,4 · 10 6 J = 1,2 · 10 6 J.
V: A hőerőgép hatásfoka 25%; hőmennyiséget át a hűtőben - 1,2 · 10 6 J.
