வெப்ப இயந்திரங்களை திறன். ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தின் திறன் - ஃபார்முலா

நவீன யதார்த்தங்கள் வெப்ப இயந்திரங்களை பரந்த செயல்படும் தேவைப்படுகிறது. பல முயற்சிகள் தோல்வி உட்படுகின்றபோது மின்சார மோட்டார்கள் அவர்களுக்கு பதிலாக. தன்னியக்க முறைமைகளின் சக்தி குவியும் தொடர்புடைய பிரச்சினைகள், மிகவும் கஷ்டப்பட்டு கொண்டு தீர்க்கப்படுகின்றன.

அவர்களின் நீண்ட கால பயன்பாட்டில் அடிப்படையில் உற்பத்தி ஆற்றல் மின்கலம் தொழில்நுட்பத்தின் இன்னும் தொடர்புடைய பிரச்சினைகள். மின்சார வாகனங்களுக்கான வேகம் பண்புகள் கார்கள் அந்த, உட்புற எரி என்ஜின்கள் இருந்து இதுவரை இல்லை.

கலப்பு இயந்திரங்கள் உருவாக்கம் முதல் நடவடிக்கைகளாக கணிசமாக நச்சு மாசு சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினைகளை தீர்க்கும், நகரப்புறங்களில் குறைக்க முடியும்.

ஒரு சிறிய வரலாறு

பண்டைய காலத்தில் இருந்தே இயக்க ஆற்றல் நீராவியின் ஆற்றல் மாற்றம் சாத்தியம் அறியப்பட்டு வருகிறது. 130 கிமு: தத்துவஞானி Geron Aleksandriysky பார்வையாளர்களை நீராவி பொம்மை வழங்கப்பட்ட - eolipil. நீராவி நிரப்பப்பட்ட கோளம், அவரது ஜெட் விமானங்கள் இருந்து வெளிப்படும் செல்வாக்கின் கீழ் சுழற்சி வந்தது. விண்ணப்ப நேரத்தில் நவீன நீராவி விசையாழி இந்த முன்மாதிரி காணப்படவில்லை.

பல ஆண்டுகள் மற்றும் நூற்றாண்டின் தத்துவவாதி வளர்ச்சிக்கு அது ஒரு வேடிக்கையான பொம்மை கருதப்பட்டது. 1629 ம் இத்தாலிய டி Branca ஒரு உயிர்ப்பான விசையாழி உருவாக்கப்பட்டது. தம்பதி இயக்கத்தில் கத்திகள் வழங்கப்படும் வட்டு அமைக்க.

அந்த கணத்தில் இருந்து நீராவி என்ஜின்கள் விரைவான வளர்ச்சி தொடங்கியது.

வெப்ப இயந்திரத்துடன்

மாற்றுவது உள் ஆற்றல் பயன்படுத்தப்படும் இயந்திரம் பாகங்கள் மற்றும் வழிமுறைகள் இயக்கம் ஆற்றலாக எரிபொருள் வெப்ப இயந்திரங்களை.

இயந்திரங்கள் முக்கிய பாகங்கள்: ஒரு ஹீட்டர் (கணினி வெளியில் இருந்து ஆற்றல் பெறுதல்), உழைக்கும் உடல் (ஒரு சாதகமான விளைவை நடித்தது), குளிர்சாதன பெட்டியில்.

பயனுள்ள வேலை உள் ஆற்றல் போதுமான கையிருப்பு குவிக்க வேலை செய்யும் பாய்மத்தின் ஹீட்டர் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. குளிர்சாதன பெட்டியில் அதிகப்படியான ஆற்றலை விட்டு எடுக்கும்.

திறன் முக்கிய பண்பு வெப்ப இயந்திரங்களை திறன் அழைக்கப்படுகிறது. இந்த அளவு ஆற்றல் பகுதியாக வெப்பத்தை பயனுள்ள வேலையை செய்ய கழித்த செலவிடப்படுகிறது என்ன காட்டுகிறது. அதிக திறன், இயந்திரத்தின் சாதகமான நடவடிக்கை, ஆனால் இந்த மதிப்பு மீறக்கூடாது 100%.

திறன் கணக்கீடு

கே ₁ சமமாக ஹீட்டர் வெளிப்புறமாக வாங்கியது _{புத்துணர்ச்சியை.} ஆற்றல் வழங்கப்படுகிறது குளிர்சாதன பெட்டியில் கே ₂ இருந்த போது கருவிகள் உடல், வேலை ஒரு _{செய்துகொண்டார்.}

உறுதியை அடிப்படையில், நாங்கள் திறன் மதிப்பு கணக்கிட:

η = ஒரு / கே _1. நாம் கருதுவது ஒரு = கே ₁ - கே _2.

எனவே வெப்ப இயந்திரத்தின் திறன், இது சூத்திரம் η மூலம் வழங்கப்படுகிறது = (கே ₁ - கே ₂₎ / கே ₁ = 1 - கே ₂ / கே _1, அனுமதிக்கிறது பின்வரும் முடிவுகளை:

• திறன் தாண்ட 1 (அல்லது 100%) முடியாது;
• இந்த அளவு அதிகரிக்க ஒரு ஹீட்டர் பெறப்பட்ட ஒன்று ஆற்றல் அல்லது ஆற்றல் வழங்கப்படுகிறது குளிர்சாதன பெட்டியில் ஒரு குறைத்துவிடும் அதிகரிக்க வேண்டும்;
• அதிகரித்து ஹீட்டர் சக்தி எரிபொருள் தரம் ஒரு மாற்றம் அடைய;
• , ஆற்றல் குறைக்க குளிர்சாதன பெட்டியில் கொடுக்கிறது, இயந்திரங்கள் வடிவமைப்பு அம்சங்கள் அடைய அனுமதிக்க.

ஒரு சிறந்த வெப்ப இயந்திரத்துடன்

அத்தகைய இயந்திரத்தின் உருவாக்கம் முடியுமா, அதிகபட்ச (ஒரு சிறந்த இல் - 100% சமமாக) விடும் படியும் திறன்? பிரஞ்சு இயற்பியலாளர் மற்றும் ஒரு திறமையான பொறியாளர் சாடி கார்னட் முயற்சி இந்த கேள்விக்கு பதிலைக் கண்டறியவும். 1824 ஆம் ஆண்டு வாயுக்கள் நிகழும் செயல்முறைகள் பற்றி அவரது கோட்பாட்டு ரீதியான கணக்கீடுகளையே விடுவிக்கப்பட்டனர்.

சிறந்த இயந்திரத்தில் தன்னகத்தே அடிப்படை யோசனை இலட்சிய வாயு கொண்டு நடத்தை மீளக்கூடிய செயல்முறைகள் கருதலாம். வெப்பநிலை T ₁ மணிக்கு எரிவாயு isothermally விரிவாக்கம் உடன் _{தொடங்கினார்.} இந்த நோக்கத்திற்காக தேவையான வெப்பத்தின் அளவு, - கே _1. பிறகு விரிவடைந்து வெப்பம் இல்லாமல் எரிவாயு (ஒரு வெப்பஞ்செல்லாநிலைச்செயன்முறை). வெப்பநிலை T ₂ அடைந்த _{பிறகு,} எரிவாயு குளிர்சாதன பெட்டியில் ஆற்றல் கே ₂ தேர்ச்சி isothermally _{சுருக்கப்பட்டுள்ளது.} அதன் அசல் நிலைக்கு எரிவாயு திரும்ப adiabatically செய்யப்படுகிறது.

துல்லியமான கணக்கு ஒரு சிறந்த கார்னட் வெப்ப இயந்திரத்தின் திறன் ஒரு ஹீட்டர் கொண்ட ஒரு வெப்பநிலை, சூடேற்றும்போது மற்றும் குளிர்விப்பு சாதனம் இடையேயான வெப்பநிலை வேறுபாடு விகிதம் ஆகும். / டி ₁ - η = (டி ₂ டி _1): இந்த _{தெரிகிறது.}

இயந்திரம் என்பது சூத்திரம், சாத்தியமான வெப்பவினைத்திறன் வடிவம் உள்ளது: η = 1 - டி ₂ / டி _1, மட்டுமே ஹீட்டர் மற்றும் குளிர்ந்திருக்கும் வெப்பநிலை மதிப்பு பொறுத்தது மற்றும் 100 க்கும் அதிகமாக% இருக்க முடியாது.

மேலும், இந்த உறவு வெப்ப இயந்திரங்களை திறன் ஒற்றுமை போது மட்டுமே குளிர்சாதனப் பெட்டிக்கு சமமாக இருக்க முடியும் என்று நிரூபிக்க ஒரு செயல்படுத்துகிறது பூஜ்ஜியக் வெப்பநிலை. அறியப்படும், இந்த மதிப்பு அடைய முடியாத.

கற்பிதமான கணக்கியல்கள் கார்னட் எந்த வடிவமைப்பு ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தின் அதிகபட்ச திறன் தீர்மானிக்க அனுமதிக்க.

பின்வருமாறு நிரூபிக்கப்பட்ட கார்னட் தேற்றம் உள்ளது. எந்த சூழ்நிலையிலும் ஒரு சிறந்த வெப்பம் இயந்திரத்தின் செயல்திறனை அதே மதிப்பீட்டை விட அதிக செயல்திறன் கொண்டுள்ளன முடியும் கீழ் தன்னிச்சையான வெப்ப இயந்திரத்துடன்.

சிக்கலுக்கு சரியான எடுத்துக்காட்டாக தீர்க்கும்

எடுத்துக்காட்டு 1. ஒரு சிறந்த வெப்ப இயந்திரத்தின் என்ன திறன், ஹீட்டர் வெப்பநிலை 800 சி மற்றும் குளிர்சாதன பெட்டியில் 500 ^{C க்கு} குறைவாக வெப்பநிலை ஆகும் போது?

டி ₁ = 800 ^{° சி} = 1073 கே, ΔT = 500 ^{° சி} = 500 கே, η -?

தீர்வு:

வரையறைப்படி: η = (டி ₁ - டி ₂₎ / டி _1.

நாம் குளிர்சாதன பெட்டியில் வெப்பநிலை கொடுக்கப்படவில்லை, ஆனால் ΔT = (டி ₁ - டி _2), இதனாலே:

η = ΔT / டி ₁ = 500 கே / 1073K = 0.46.

பதில்: திறன் = 46%.

. 400 கே - காரணமாக ஆற்றல் வாங்கியது ஒன்று கிலோஜூல்கள் ஹீட்டர் பயனுள்ள வேலையை 650 ஜே செய்யப்படுகிறது என்றால் வெப்பம் இயந்திரக் குளிர்விப்பானை வெப்பநிலை கூட அதைப் பொருட்படுத்தாமல் ஹீட்டர் வெப்பநிலை ஆகும் என்ன எடுத்துக்காட்டாக 2. ஒரு சிறந்த வெப்ப இயந்திரத்தின் திறன் தீர்மானிக்க?

கே ₁ = 1 கி.ஜூ = 1000 ஜே ஒரு = 650 ஜே, டி ₂ = 400 கே, η - ?, டி ₁ =?

தீர்வு:

இந்த பணியை, இது சூத்திரம் மூலம் கணக்கிட முடியும் இதனுடைய செயல்திறன் ஒரு வெப்ப நிறுவல் பின்வருமாறு:

η = ஒரு / கே _1.

ஒரு சிறந்த வெப்ப இயந்திரத்தின் சூத்திரம் திறன் பயன்படுத்தி ஹீட்டர் வெப்பநிலை தீர்மானிக்க:

η = (டி ₁ - டி ₂₎ / டி ₁ = 1 - டி ₂ / டி _1.

கணித உருமாற்றமளிப்பதன், நாம் பெற:

டி ₁ = டி ₂ / (1- η).

டி ₁ = டி ₂ / (1- ஒரு / கே _1).

நாம் கணக்கிட:

η = 650 ஜே / 1000 ஜே = 0,65.

டி = 400 கே ₁ / (1- 650 ஜே / 1000 ஜே) = 1142.8 கே

பதில்: η = 65%, டி ₁ = 1142.8 கே

உண்மையான சூழ்நிலைகளுக்கும்

சிறந்த செயல்முறைகள் கொண்டு வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு சிறந்த வெப்ப இயந்திரத்துடன். வேலை மட்டும் சமவெப்ப செயல்முறைகள் செய்யப்படுகிறது அது கார்னட் சுழற்சியிலுள்ள வரைபடம் சூழப்பட்டிருக்கிறது பகுதியில் வரையறுக்கப்படுகிறது.

உண்மையில், வெப்பநிலை மாற்றங்கள் இருக்கமாட்டார்.தயவு செய்து இல்லாமல், செயல்முறை வாயு நிலையை மாற்றங்கள் ஓட்டச் நிலைமைகள் உருவாக்க. சுற்றியுள்ள பொருட்களை பயன்படுத்தி வெப்பத்தின் பரிமாற்றம் இடமில்லை என்பதால் எந்த இதுபோன்ற பொருள்கள். வெப்பமாறா செயல்முறை முன்னெடுக்க முடியாததாகி விடும். வெப்பப்பரிமாற்ற எரிவாயு வெப்பநிலை வழக்கில் அவசியம் மாற்ற வேண்டும்.

உண்மையான நிலைமைகளில் உருவாக்கப்பட்ட வெப்ப இயந்திரங்கள் திறன் என்ஜின் சிறந்த திறன் கணிசமாக வேறுபடுகின்றன. உண்மையான இயந்திரங்களில் செயல்முறைகள் பாய்வானதன் தொகுதி மாற்றும் செயல்பாட்டில் பொருள் உழைக்கும் உள் வெப்ப ஆற்றலின் மாறுபாடு ஒரு ஹீட்டர் வெப்பம் அளவு வருகை மற்றும் ஒரு குளிர்ந்த திரும்ப மூலம் ஈடு முடியாது என்று மிக வேகமாக நடக்கும் என்பதை நினைவில் கொள்க.

மற்ற வெப்பப் பொறிகள்

ரியல் இயந்திரங்கள் வெவ்வேறு சுழற்சிகள் இயங்குகின்றன:

• வெப்பமாற்றமில்லா மாற்றம், ஒரு மூடிய லூப் உருவாகிறது கொண்டு ஓட்டோ சுழற்சி மாறா கன செய்முறை கொண்டதாகும்;
• டீசல் சுழற்சி சம அழுத்தக் கோடு, வெப்பமாற்றமில்லா, சமகனவளவுக்கோடு, வெப்பமாற்றமில்லா;
• ஒரு வாயு விசையாழி: செயல்முறை மாறா அழுத்தத்தில் ஏற்படும், வெப்பமாற்றமில்லா பதிலாக ஓட்டையை மூடும்போது.

நவீன தொழில்நுட்பத்தில் (ஏற்புடையதாக அமைகின்றன நெருக்கமாக கொண்டு) உண்மையான இயந்திரங்களில் ஒரு சமநிலை செயல்முறைகள் உருவாக்கவும் முடியாது. வெப்பம் இயந்திரங்களின் திறன் கூட சிறந்த வெப்பம் அமைப்பில் அதே வெப்பநிலை நிபந்தனைகளை, கணிசமாக குறைவாக உள்ளது.

ஆனால் அது தேவையில்லை பங்கு கணக்கீடு சூத்திரம் திறன் குறைக்க வேண்டும் கார்னட் சுழற்சியிலுள்ள, அது போலவே, இங்கும் உண்மையான பொறிகள் திறமையை மேம்படுத்துவதில் செயல்பாட்டில் ஒரு புள்ளியை ஆகிறது.

திறன் மாற்ற வழிகள்

சிறந்த மற்றும் உண்மையான வெப்பம் இயந்திரங்களின் ஒப்பீட்டின் மூலம், அது குளிர்சாதன பெட்டியில் கடைசி வெப்பநிலை தன்னிச்சையான இருக்க முடியாது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. பொதுவாக குளிர்சாதன பெட்டியில் சூழ்நிலையை நம்புகிறேன். வளிமண்டலத்தில் முடியும் மட்டுமே தோராயமான கணக்கீடுகள் வெப்பநிலை எடுக்க. அனுபவம் அது உள் எரி என்ஜின்கள் (DVS சுருக்கமாகக் கூறப்படுகிறது) நடக்கும் என குளிர் வெப்பநிலை, இயந்திரங்களில் வாயு என்று காட்டுகிறது.

டி.ஐ. - வெப்ப இயந்திரத்தின் நமது உலகில் மிகவும் பொதுவான. இந்த வழக்கில் திறன் வெப்ப இயந்திரத்துடன் எரியும் எரிபொருள் கொண்டு உருவாக்கப்பட்ட வெப்பநிலை சார்ந்து இருக்கிறது. டி.ஐ. நீராவி என்ஜின்கள் ஆகியவை அவசியமாகும் வேறுபாடாக காற்று எரிபொருள் கலவையில் இணைவு ஹீட்டர் செயல்பாடுகள் மற்றும் இயக்க சாதனம் அமைப்பு ஆகும். கலவை எரியும் இயந்திரத்தின் நகரும் பாகங்கள் மீது அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது.

வேலை எரிவாயு வெப்பத்தை உயர்த்துவதை கணிசமாக எரிபொருள் பண்புகளை மாற்றும், பெறப்படுகின்றது. துரதிருஷ்டவசமாக, அது எல்லை இல்லாமல் செய்ய இயலாது. இயந்திரம் எரிப்பிடத்தின் கட்டுமான எந்த பொருள் அதன் உருகுதன்மைகள் கிடையாது. இதுபோன்ற பொருள்கள் வெப்ப எதிர்த்திறனாகும் - இயந்திரத்தின் அடிப்படை பண்பு, அத்துடன் கணிசமாக திறன் பாதிக்கும்.

மதிப்புகள் இயந்திரத்தின் செயல்திறனை

மட்டும் எடுத்துக் கொண்டால் நீராவி விசையாழி 800 கே சமமாக இது உழைக்கும் நீராவி நுழைவாயில் வெப்பநிலை, மற்றும் வாயு - 300 கே, இயந்திரம் திறன் 62% ஆகும். உண்மையில், எனினும், இந்த மதிப்பு 40% அதிகரிக்கவில்லை. இந்தக் குறைவு வெப்பமூட்டும் விசையாழி வீடுகள் போது வெப்ப இழப்பு காரணமாக ஏற்படுகிறது.

உள் எரி என்ஜின்கள் திறன் மிக உயர்ந்த மதிப்பு 44% அதிகரிக்கவில்லை. எதிர்காலத்தில் கேள்வி - இந்த மதிப்பை அதிகரிப்பது. பொருட்கள் பண்புகளை மாற்றும், எரிபொருள் - இந்த மனித குலத்தின் சிறந்த அறிவுடையோர் அமர்த்தியுள்ளது இது ஒரு பிரச்சினையாக உள்ளது.