Eficiència del motor tèrmic. Motor eficiència tèrmica - la fórmula per determinar

El treball de molts tipus de màquines caracteritza una figura tan important com l'eficiència del motor tèrmic. Enginyers cada any busquen crear una tècnica més avançada que amb menys combustible donaria millors resultats del seu ús.

aparell motor tèrmic

Abans d'entendre el que és l'eficiència (eficiència), cal entendre com funciona aquest mecanisme. Sense el coneixement dels principis del seu funcionament no pot entendre la naturalesa d'aquest indicador. motor tèrmic és un dispositiu que fa la feina a través de l'ús de l'energia interna. Qualsevol motor tèrmic que converteix l'energia tèrmica a l'expansió mecànica, tèrmica dels materials utilitzats a temperatures més altes. Els sistemes d'estat sòlid no només pot canviar el volum de la substància, sinó també la forma del cos. L'acció d'un motor d'aquest tipus està subjecte a les lleis de la termodinàmica.

principi de funcionament

Per entendre com funciona un motor de calor, cal tenir en compte la base del seu disseny. Per al funcionament del dispositiu requereix dos cossos: un calent (escalfador) i fred (nevera, refredadors). El principi de funcionament dels motors tèrmics (eficiència dels motors tèrmics) depèn del seu tipus. Sovint, una nevera serveix condensador de vapor i un escalfador - qualsevol tipus de crema de combustible al forn. L'eficiència d'un motor tèrmic ideal és de la següent fórmula:

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

En aquest cas, el veritable rendiment del motor mai pot excedir el valor obtingut d'acord amb aquesta fórmula. A més, aquesta xifra mai excedirà els valors anteriors. Per millorar l'eficiència, més sovint augmentar i disminuir la temperatura de la temperatura de l'escalfador de la nevera. Tots dos processos es limitarà a les condicions reals de l'equip.

motor tèrmic Eficiència (fórmula)

En funcionament, el funcionament del motor de calor es produeix, com la que el gas comença a perdre energia i es refreda a una temperatura determinada. Aquest últim és en general uns pocs graus per sobre de l'atmosfera circumdant. Aquesta temperatura més freda. un dispositiu especial, destinada per a la refrigeració i la posterior condensació del vapor d'escapament. On hi ha condensadors, de vegades la temperatura de la nevera sota de la temperatura ambient.

El cos del motor tèrmic mitjançant l'escalfament i l'expansió no és capaç d'enviar tota la seva energia interna per fer la feina. Part de la calor es transferirà a la nevera juntament amb els gasos d'escapament o de vapor. Aquesta part de la calor de l'interior de l'energia es perd inevitablement. El fluid de treball durant la combustió del combustible per l'escalfador aconsegueix una certa quantitat de calor _Q1. Per tant, realitza un altre treball A, durant el qual transmet part de la nevera de calor: _Q2

l'eficiència del motor caracteritza l'eficiència en la conversió d'energia i la transmissió. Aquest indicador es mesura sovint com un percentatge. fórmula Eficiència:

η * A% / QX100, on Q - energia gastada, i - un treball útil.

Sobre la base de la llei de conservació de l'energia, es pot concloure que l'eficiència és sempre menor que la unitat. En altres paraules, la bona feina mai serà més del que va prendre el poder.

l'eficiència del motor - la relació entre l'energia útil per al treball presentat per l'escalfador. Es pot representar com una fórmula:

η = _{(Q1 Q2)} / Q ₁ a la que Q ₁ - calor rebuda des del escalfador, i _Q2 - per donar la nevera.

motor tèrmic treball

El treball realitzat pel motor tèrmic, es calcula per la fórmula:

A = | Q _H | - | Q _X |, on A - treball, Q _H - quantitat de calor rebuda des del escalfador, Q _X - quantitat de calor despresa més fresc.

motor tèrmic Eficiència (fórmula):

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

Ell és la relació entre el treball que fa que el motor de la quantitat de calor produïda. Part de l'energia tèrmica es perd durant aquesta transferència.

màquina de Carnot

La màxima eficiència del motor tèrmic s'observa en el dispositiu de Carnot. Això és a causa del fet que aquest sistema és depenent només de la temperatura absoluta de l'escalfador (TH) i el refredador (Tx). motor tèrmic eficiència operativa d'acord amb el cicle de Carnot es determina per la següent fórmula:

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

Les lleis de la termodinàmica per calcular l'eficiència màxima permesa, que és possible. Per primera vegada, aquesta xifra s'ha calculat un científic i enginyer francès Sadi Carnot. Ell va inventar una màquina tèrmica, que és operat per un gas ideal. Ella treballa en un cicle de 2 isotermes i 2 sèries. El funcionament és molt simple: al vas amb un escalfador de gas es subministra un contacte, de manera que el fluid de treball s'expandeix isotèrmicament. En aquest cas s'opera i obté una certa quantitat de calor. Després d'aïllar recipient. Tot i això, el gas continua la seva expansió, però adiabáticamente (sense intercanvi de calor amb el medi ambient). En aquest moment, la seva temperatura disminueix amb el rendiment de la nevera. En aquest punt es posa en contacte el gas amb un condensador, de manera que dóna una certa quantitat de calor durant la contracció isomètrica. Llavors aïllar el recipient de nou. Quan el gas es comprimeix adiabàticament al seu estat original i el volum.

espècies

Avui dia hi ha molts tipus de motors tèrmics que operen en diferents principis i diferents combustibles. Tots ells tenen la seva eficiència. Aquests inclouen els següents:

• un motor de combustió interna (de pistó), que és un mecanisme en el qual la porció de la crema de l'energia química del combustible es converteix en energia mecànica. Aquests dispositius poden ser gas i líquid. Distingir de 2 i de 4 temps motors. Ells poden tenir un cicle de treball de funcionament continu. En analogia a la preparació d'aquestes mescles de combustible són motors amb carburador (amb formació de la barreja externa) i dièsel (intern). Per tipus de convertidor d'energia estan dividits en pistó, jet, turbina i combinat. L'eficiència d'aquests màquines no superi l'objectiu de 0,5.

• motor Stirling - un dispositiu en el qual el fluid de treball es troba en un espai confinat. És un tipus de motor de combustió externa. El principi del seu funcionament es basa en un cos periòdica de refrigeració / calefacció per al rendiment energètic a causa de canvis en el seu volum. Aquest és un dels motors més eficients.

• turbina del motor (rotatori) amb combustió externa de combustible. Tals plantes són les centrals tèrmiques més comuns.

• La turbina (rotor), el motor de combustió interna s'utilitza en les plantes d'energia tèrmica en la manera de bec. No tant comú com els altres.

• Motor de Turbinovintovoy causa d'alguns dels cargols crea empenta. La resta rep causa dels gasos d'escapament. La seva estructura és un motor rotatiu (turbina de gas), l'eix de la qual és empesa l'hèlix.

Altres tipus de motors tèrmics

• míssil, turboreactor i motors a reacció, que s'obtenen d'empenta causa de l'impacte dels gasos d'escapament.

• Les unitats d'estat sòlid són utilitzats com a combustible sòlid. En l'operació, que no canvia el seu volum i forma. Quan s'opera l'equip utilitzat és extremadament petita diferència de temperatura.

Com es pot augmentar l'eficiència

Si l'augment de l'eficiència d'un motor tèrmic possible? La resposta cal buscar-la en la termodinàmica. S'estudia la transformació mútua dels diferents tipus d'energia. S'ha establert que és impossible convertir tota l'energia tèrmica disponible en elèctrica, mecànica i m. N. Per aquesta conversió en calor es porta a terme sense cap tipus de restriccions. Això és possible a causa del fet que la naturalesa de l'energia tèrmica basa en el moviment desordenat (caòtic) de partícules.

Com més fort sigui el cos s'escalfa, de manera que es mourà les seves molècules components més ràpid. El moviment de les partícules serà encara més erràtic. Juntament amb això, tothom sap que l'ordre pot ser fàcilment convertit en un caos, que és molt difícil d'organitzar.