Eficiența motorului termic. Motor eficiență termică - formula de determinare

Lucrarea de mai multe tipuri de mașini caracterizează o astfel de figură importantă ca și eficiența motorului termic. Ingineri în fiecare an încearcă să creeze o tehnică mai avansată, care, cu mai puțin combustibil ar da cele mai bune rezultate din utilizarea acestuia.

Aparate de motor termic

Înainte de a înțelege ce este eficiența (eficiență), trebuie să înțelegeți cum funcționează acest mecanism. Fără cunoașterea principiilor de funcționare nu poate da seama de natura acestui indicator. motorul termic este un dispozitiv care funcționează prin utilizarea energiei interne. Orice motor termic care convertește energia termică pentru dilatare mecanică, termică a materialelor utilizate la temperaturi mai ridicate. Sistemele de solid-state nu se poate schimba numai volumul substanței, dar, de asemenea, forma corpului. Acțiunea unui astfel de motor este supus legilor termodinamicii.

Principiul de funcționare

Pentru a înțelege modul în care face un motor termic, este necesar să se ia în considerare baza designului. Pentru funcționarea dispozitivului necesită două corpuri: un hot (încălzitor) și rece (frigider, răcitoare de lichid). Principiul de funcționare a motoarelor termice (eficiența motoarelor termice) depinde de felul lor. De multe ori, un frigider servește condensator de vapori și un încălzitor - orice fel de combustibil care arde în cuptor. Eficiența unui motor termic ideal este următoarea formulă:

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

În acest caz, eficiența motorului reală nu poate depăși valoarea obținută în conformitate cu această formulă. De asemenea, această cifră nu va depăși valorile de mai sus. Pentru a îmbunătăți eficiența, mai frecvent crește și descrește temperatura temperaturii încălzitorului frigiderului. Ambele procese vor fi limitate la condițiile reale ale echipamentului.

motor termic Eficiență (formula)

În timpul funcționării, funcționarea motorului termic are loc, ca gaz care începe să-și piardă energia și se răcește la o anumită temperatură. Acesta din urmă este, de obicei, cu câteva grade mai mare decât atmosfera înconjurătoare. Această temperatură mai rece. Un astfel de dispozitiv special conceput pentru răcirea și condensarea ulterioară a aburului de evacuare. În cazul în care există condensatori, uneori temperatura frigiderului sub temperatura ambiantă.

Corpul motorului termic prin încălzirea și extinderea nu este în măsură să trimită toată energia internă pentru a face munca. O parte din căldura va fi transferat la frigider , împreună cu gazele de eșapament sau a aburului. Această parte a căldurii energiei interne se pierde în mod inevitabil. Fluidul de lucru în timpul arderii combustibilului de încălzire devine o anumită cantitate de căldură Q _1. Astfel, efectuează o altă lucrare A, în timpul care transmite o parte a frigiderului de căldură: Q ₂ 1.

Eficiența motorului caracterizează eficiența în procesul de conversie a energiei și de transport. Acest indicator este adesea măsurată ca procent. Formula Eficiență:

η * A% / Qx100, în cazul în care Q - consumat de energie, și - o muncă utilă.

În baza legii de conservare a energiei, putem concluziona că eficiența este întotdeauna mai mică decât unitatea. Cu alte cuvinte, lucru bun nu va fi niciodată mai mult decât a luat puterea.

Eficiența motorului - raportul de energie utilă la activitatea raportată de încălzire. Acesta poate fi reprezentat ca o formulă:

η = (Q ₁ -Q ₂₎ / _Q1 in care _Q1 - căldura primită din încălzitor și Q ₂ - pentru a da frigiderului.

motor termic de lucru

Lucrările efectuate de motorul termic, se calculează cu formula:

A = | Q _H | - | Q _X |, unde A - lucrare, Q _H - cantitatea de căldură primită de la încălzitor, Q _X - cantitatea de căldură degajată mai rece.

motor termic Eficiență (formula):

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

El este raportul dintre activitatea care face ca motorul cu cantitatea de căldură produsă. O parte din energia termică se pierde în timpul acestui transfer.

motor Carnot

Eficiența maximă a motorului termic se observă în dispozitivul Carnot. Acest lucru se datorează faptului că acest sistem depinde numai de temperatura absolută a încălzitorului (TH) și dispozitivul de răcire (Tx). motor termic Eficiența funcționează în conformitate cu ciclul Carnot este determinată prin următoarea formulă:

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

Legile termodinamicii pentru a calcula eficiența maximă permisă, care este posibil. Pentru prima dată, această cifră a calculat un om de știință francez și inginer Sadi Carnot. El a inventat un motor termic, care este operat de un gaz ideal. Ea lucrează într-un ciclu de 2 izoterme și 2 serii. Cum funcționează este destul de simplu: la vasul cu un încălzitor de gaz este furnizat o persoană de contact, astfel încât fluidul de lucru se extinde izoterm. În acest caz, funcționează și obține o anumită cantitate de căldură. După navă izola. În ciuda acestui fapt, gazul continuă să se extindă, dar adiabatic (fără schimb de căldură cu mediul înconjurător). În acest moment, temperatura sa scade la performanța frigiderului. În acest moment, gazul este adus în contact cu un condensator, prin care îi conferă o anumită cantitate de căldură în timpul contracției izometrice. Apoi, izolați din nou vasul. În cazul în care gazul este comprimat adiabatic la starea inițială și volumul.

specie

În zilele noastre există mai multe tipuri de motoare termice care funcționează pe diferite principii și combustibili diferiți. Toate au eficiența lor. Printre acestea se numără următoarele:

• un motor cu ardere internă (piston), care este un mecanism în care porțiunea de ardere a energiei chimice a combustibilului este transformată în energie mecanică. Astfel de dispozitive pot fi gaz și lichid. Distinge 2 și 4 timpi motoare. Acestea pot avea un ciclu de funcționare continuă. Prin analogie cu prepararea unor astfel de amestecuri de combustibil sunt motoarele cu carburator (cu formare de amestec extern) și motorină (intern). După tipul de convertor de energie sunt împărțite în piston, cu jet, turbină și combinate. Eficiența acestor mașini să nu depășească ținta de 0,5.

• motor Stirling - un dispozitiv în care fluidul de lucru este într-un spațiu închis. Este un fel de motor cu ardere externă. Principiul de funcționare se bazează pe un corp de răcire / încălzire periodică a randamentului energetic, datorită modificărilor în volumul său. Aceasta este una dintre cele mai eficiente motoare.

• turbină (rotative) motor cu combustie externă a combustibilului. Astfel de plante sunt cele mai comune centrale termice.

• Turbina (rotor), motorul cu ardere internă este utilizat în centralele termice în modul de vârf. Nu atât de mult ca și altele comune.

• motor Turbinovintovoy datorită unora dintre șuruburile creează forța de tracțiune. Restul primește din cauza gazelor de eșapament. Structura sa este un motor rotativ (turbina cu gaz), din care arborele este împins cu elice.

Alte tipuri de motoare termice

• pentru rachete, turboreactoare și jet motoare, care se obțin forța de tracțiune datorită impactului gazelor de eșapament.

• Unități tranzistorizate sunt folosite ca un combustibil solid. În timpul funcționării, aceasta nu se schimba volumul său, și forma. La operarea echipamentului utilizat este diferența de temperatură extrem de mică.

După cum se poate crește eficiența

Fie că creșterea eficienței unui motor termic posibil? Răspunsul trebuie căutat în termodinamică. Ea studiază transformarea reciprocă a diferitelor tipuri de energie. S-a stabilit că este imposibil de a converti toată energia termică disponibilă în electrice, mecanice și m. N. Pentru aceasta le converti în căldură are loc fără nici o restricție. Acest lucru este posibil datorită faptului că natura energiei termice bazate pe mișcarea dezordonată (haotică) a particulelor.

Cu cât mai puternică corpul este încălzit, astfel încât se va muta moleculele sale componente mai repede. Mișcarea de particule va deveni și mai haotic. Odata cu aceasta, toată lumea știe că ordinea poate fi ușor transformat în haos, ceea ce este foarte dificil de a organiza.