Effeithlonrwydd y peiriant gwres. Engine thermol effeithlonrwydd - y fformiwla ar gyfer pennu

Mae gwaith sawl math o beiriannau nodweddu ffigwr mor bwysig â effeithlonrwydd y peiriant gwres. Peirianwyr bob blwyddyn yn ceisio creu techneg mwy datblygedig y byddai gyda llai o danwydd yn rhoi'r canlyniadau gorau rhag ei ddefnyddio.

cyfarpar injan thermol

Cyn i chi ddeall beth yw effeithlonrwydd (effeithlonrwydd), mae angen i chi ddeall sut y mecanwaith hwn yn gweithio. Heb gwybodaeth am egwyddorion ei weithredoedd ni all chyfrif i maes natur y dangosydd hwn. peiriant Gwres yn ddyfais sy'n gwneud y gwaith drwy ddefnyddio egni mewnol. Unrhyw injan wres sy'n trosi egni thermol i mecanyddol ehangu, thermol o'r deunyddiau a ddefnyddir ar dymheredd uwch. Gall y systemau solet-wladwriaeth, nid yn unig yn newid y cyfaint y sylwedd, ond hefyd y siâp y corff. Mae'r camau gweithredu y peiriant o'r fath yn ddarostyngedig i gyfreithiau thermodynameg.

egwyddor o weithredu

Er mwyn deall sut mae'r peiriant gwres mae angen ystyried sail ei ddyluniad. Ar gyfer y gweithrediad y ddyfais yn gofyn am ddau gorff: a poeth (wresogydd) ac oer (oergell, oeri). Mae'r egwyddor o weithredu o beiriannau gwres (effeithlonrwydd peiriannau gwres) yn dibynnu ar eu math. Yn aml, oergell yn perfformio cyddwysydd stêm, ac gwresogydd - unrhyw fath o losgi tanwydd yn y ffwrnais. Mae effeithlonrwydd injan wres delfrydol yw y fformiwla ganlynol:

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

Yn yr achos hwn, gall y effeithlonrwydd modur gwir byth yn fwy na gwerth a gafwyd yn unol â'r fformiwla hon. Hefyd, bydd y ffigur hwn byth yn uwch na'r gwerthoedd uchod. Er mwyn gwella effeithlonrwydd, yn fwy aml yn cynyddu ac yn lleihau tymheredd y tymheredd gwresogydd yr oergell. Bydd y ddau o'r prosesau hyn yn cael ei gyfyngu i'r amodau gwirioneddol y cyfarpar.

peiriant gwres Effeithlonrwydd (fformiwla)

Yn weithredol, y llawdriniaeth peiriant gwres yn digwydd, fel y mae nwy dechrau colli egni ac yn cael ei oeri i dymheredd penodol. Mae'r olaf fel arfer ychydig o raddau uwch na'r atmosffer o amgylch. Mae'r tymheredd oerach. O'r fath yn ddyfais arbennig a gynlluniwyd ar gyfer oeri a chyddwyso dilynol y stêm gwacáu. Lle mae cynwysorau, weithiau y tymheredd oergell islaw tymheredd amgylchynol.

Nid yw'r corff peiriant gwres drwy gynhesu ac ehangu yn gallu anfon ei holl egni mewnol i wneud gwaith. Bydd rhai o'r gwres yn cael ei drosglwyddo i'r oergell ynghyd â'r nwyon llosg neu stêm. Mae'r rhan hon o'r gwres yr egni mewnol yn cael ei golli yn anochel. Mae'r hylif yn gweithio yn ystod hylosgi tanwydd gan y gwresogydd yn cael swm penodol o Q gwres _1. Felly mae'n perfformio gwaith arall yn A, yn ystod y trosglwyddo rhan o'r oergell gwres: Q ₂ 1.

effeithlonrwydd Beiriant nodweddu'r effeithlonrwydd trosi ynni a throsglwyddo. Mae'r dangosydd hwn yn aml yn fesur fel canran. Fformiwla Effeithlonrwydd:

η * A /% Qx100, lle mae Q - wariwyd ynni, ac - yn waith defnyddiol.

Yn seiliedig ar y gyfraith cadwraeth egni, gallwn ddod i'r casgliad bod y effeithlonrwydd bob amser yn llai na undod. Mewn geiriau eraill, bydd y gwaith da byth yn fwy nag y mae'n ei gymryd pŵer.

effeithlonrwydd injan - y gymhareb o egni defnyddiol i'r gwaith y cyflwynir adroddiad gan y gwresogydd. Gellir ei gynrychioli fel fformiwla:

η = (C ₁ -Q ₂₎ / C ₁ wherein C ₁ - gwres a dderbyniwyd oddi wrth y gwresogydd, a Q ₂ - i roi'r oergell.

peiriant gwres Gwaith

Mae'r gwaith a wneir gan y peiriant gwres, yn cael ei gyfrifo gan y fformiwla:

A = | Q _H | - | Q _X |, lle mae A - gwaith, Q _H - faint o wres a dderbyniwyd gan y gwresogydd, Q _X - faint o wres sy'n cael ei ryddhau oerach.

peiriant gwres Effeithlonrwydd (fformiwla):

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

Ef yw cymhareb y gwaith a gwneud y peiriant i faint o wres a gynhyrchir. Mae rhan o'r ynni thermol yn cael ei golli yn ystod y trosglwyddiad hwn.

peiriant Carnot

Mae effeithlonrwydd mwyaf posibl o'r peiriant thermol yn arsylwi yn y ddyfais Carnot. Mae hyn oherwydd y ffaith bod y system hon yn dibynnu yn unig ar y tymheredd absoliwt y gwresogydd (TH) a'r oerach (Tx). peiriant gwres Effeithlonrwydd gweithredu yn ôl y cylch Carnot cael ei bennu gan y fformiwla ganlynol:

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

Mae'r cyfreithiau thermodynameg i gyfrifo effeithlonrwydd mwyaf a ganiateir, sy'n bosibl. Am y tro cyntaf mae'r ffigur hwn wedi cyfrifo yn wyddonydd a pheiriannydd Ffrengig Sadi Carnot. Dyfeisiodd peiriant gwres, a weithredir gan nwy delfrydol. Mae hi'n gweithio mewn cylch o 2 isotherms a 2 rowndiau. Sut mae'n gweithio yn eithaf syml: i'r llong gyda gwresogydd nwy yn cael ei gyflenwi cyswllt, fel bod yr hylif sy'n gweithio yn ehangu isothermally. Yn yr achos hwn mae'n gweithredu ac yn cael rhywfaint o wres. Ar ôl Inswleiddio llong. Er gwaethaf hyn, mae'r nwy yn parhau i ehangu, ond adiabatically (heb cyfnewid gwres â'r amgylchedd). Ar hyn o bryd, ei dymheredd yn gostwng i berfformiad oergell. Ar y pwynt hwn y nwy yn cysylltu gyda cyddwysydd, lle mae'n rhoi rhywfaint o wres yn ystod y crebachu isomedrig. Yna inswleiddio'r llong eto. Pan fydd y nwy yn cael ei gywasgu adiabatically i'r wladwriaeth a chyfaint gwreiddiol.

rhywogaethau

Yn ein hamser mae llawer o beiriannau mathau gwres sy'n gweithredu ar egwyddorion gwahanol, ac ar danwydd gwahanol. Maent i gyd yn cael eu heffeithlonrwydd. Mae'r rhain yn cynnwys y canlynol:

• injan tanio mewnol (piston), sef mecanwaith lle y rhan llosgi o'r egni cemegol tanwydd yn cael ei drawsnewid i mewn i egni mecanyddol. Gall dyfeisiau o'r fath fod yn nwy a hylif. Gwahaniaethu 2- a 4-strôc peiriannau. Efallai y byddant yn gweithredu proses dyletswydd o weithredu parhaus. Yn gyfatebiaeth i baratoi cymysgeddau tanwydd o'r fath yn peiriannau carbureted (gyda ffurfiant chymysgedd allanol) a disel (mewnol). Yn ôl y math o trawsnewidydd ynni yn cael eu rhannu'n piston, jet, tyrbin ac yn cyfuno. Nid yw effeithlonrwydd peiriannau o'r fath yn rhagori ar y targed o 0.5.

• Stirling injan - dyfais y mae'r hylif yn gweithio mewn lle cyfyng. Mae'n fath o injan tanio allanol. Mae'r egwyddor o ei weithrediad yn seiliedig ar gorff oeri / gwresogi cyfnodol i'r cynnyrch ynni o ganlyniad i newidiadau yn ei gyfrol. Mae hwn yn un o'r peiriannau mwyaf effeithlon.

• tyrbin (cylchdro) peiriant gyda tanio allanol o danwydd. planhigion o'r fath yn y gorsafoedd pŵer thermol mwyaf cyffredin.

• Mae'r tyrbin (rotor), y peiriant tanio mewnol yn cael ei ddefnyddio yn y gweithfeydd pŵer thermol yn y modd brig. Nid yn gymaint yn gyffredin ag eraill.

• injan Turbinovintovoy ganlyniad i rai o'r sgriwiau yn creu byrdwn. Mae'r gweddill mae'n derbyn oherwydd y nwyon llosg. Mae ei strwythur yn beiriant cylchdro (tyrbin nwy), y siafft sy'n cael ei gwthio llafn gwthio.

Mathau eraill o beiriannau gwres

• Taflegrau, turbojet a jet peiriannau, sydd yn cael eu sicrhau byrdwn oherwydd effaith y nwyon llosg.

• gyrru Solid-wladwriaeth yn cael eu defnyddio fel tanwydd solet. Yn gweithredu, nid yw'n newid ei gyfaint, a siâp. Wrth weithredu'r offer a ddefnyddir yn wahaniaeth tymheredd eithriadol o fach.

Fel y cynyddu effeithlonrwydd

P'un cynyddu effeithlonrwydd peiriant gwres posibl? Rhaid ceisio ateb mewn thermodynameg. Mae'n astudio trawsnewid cilyddol o wahanol fathau o ynni. Mae wedi cael ei sefydlu ei bod yn amhosibl i drawsnewid holl egni thermol gael yn drydanol, mecanyddol a Pr. N. Ar gyfer hyn eu trosi i wres yn digwydd heb unrhyw gyfyngiadau. Mae hyn yn bosibl oherwydd y ffaith bod natur ynni thermol yn seiliedig ar yr anhwylder gynnig (anhrefnus) o ronynnau.

Mae'r cryfach y corff yn cael ei gynhesu i fyny, felly bydd yn symud ei moleciwlau cydran yn gyflymach. Bydd y cynnig o ronynnau yn oed yn fwy anghyson. Ynghyd â hyn, mae pawb yn gwybod y gall y gorchymyn yn cael ei droi yn hawdd i mewn i anhrefn, sy'n anodd iawn i'w drefnu.