Ფორმირების, Საშუალო განათლება და სკოლები
Ეფექტურობის გათბობის სისტემებში. ეფექტურობის გათბობის სისტემა - ფორმულა
თანამედროვე რეალიების მოითხოვს გათბობის სისტემებში ფართო ოპერაცია. არაერთი მცდელობის ჩაგვენაცვლებინა ელექტროძრავების, ხოლო გადის უკმარისობა. დაკავშირებული პრობლემების დაგროვების ძალა ავტონომიური სისტემები, წყდება დიდი სირთულე.
კვლავ აქტუალურია პრობლემა წარმოების ელექტრო ბატარეის ტექნოლოგია ეფუძნება მათი გრძელვადიანი გამოყენება. Speed მახასიათებლები ელექტრო ტექნიკა შორს ვართ იმ მანქანები, შიგაწვის ძრავები.
პირველი ნაბიჯები შექმნის ჰიბრიდული ძრავა შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამცირებს მავნე გამონაბოლქვების რაიონებში, გადაჭრის გარემოს.
პატარა ისტორია
შესაძლებლობა ტრანსფორმაციის ენერგია ორთქლით კინეტიკური ენერგია უკვე ცნობილია უძველესი დროიდან. 130 BC: ფილოსოფოსი Geron Aleksandriysky დამსწრე საზოგადოებას ორთქლის სათამაშო - eolipil. სფეროში ივსება steam, შევიდა როტაცია გავლენის ქვეშ გამოდის მისი თვითმფრინავები. ეს პროტოტიპი თანამედროვე ორთქლის ტურბინა დროს განცხადება არ არის ნაპოვნი.
მრავალი წლის განმავლობაში და საუკუნის ფილოსოფოსის განვითარების ითვლებოდა მხოლოდ გართობა სათამაშო. 1629 წელს იტალიის D. Branca ის აქტიური ტურბინა. Couples ქვეყენაში დისკი უზრუნველყოფილი პირები.
იმ მომენტში დაიწყო სწრაფი განვითარება ორთქლის ძრავების.
სითბოს ძრავა
ტრანსფორმაციის შიდა ენერგია საწვავის ენერგეტიკის შუამდგომლობა მანქანა ნაწილები და მექანიზმები გამოიყენება გათბობის სისტემებში.
ძირითადი ნაწილების მანქანები: გამაცხელებელი (სისტემა მიმღები ენერგია გარედან), სამუშაო ორგანოს (ასრულებს ბენეფიციარი ეფექტი), მაცივარი.
გამაცხელებელი განკუთვნილია სამუშაო სითხის დაგროვება საკმარისი მარაგი შიდა ენერგია სასარგებლო შრომა. მაცივარი მიაქვს ჭარბი ენერგია.
მთავარი დამახასიათებელი ეფექტურობის ეწოდება ეფექტურობის გათბობის სისტემებში. ეს რაოდენობა გვიჩვენებს, თუ რა ნაწილი ენერგია დახარჯული გათბობის გაატარა შეასრულოს სასარგებლო შრომა. უმაღლესი ეფექტურობის, ხელსაყრელი ოპერაცია მანქანა, მაგრამ ეს ღირებულება არ უნდა აღემატებოდეს 100%.
გაანგარიშება ეფექტურობის
მოდით გამაცხელებელი გარედან შეძენილი ენერგიის ტოლია Q 1. ინსტრუმენტები სხეულის ჩადენილი ნაშრომში, ხოლო ენერგია მაცივარი იყო Q 2.
დაყრდნობით განსაზღვრა, დავითვლით ეფექტურობის ღირებულება:
η = A / Q 1. უნდა ვივარაუდოთ, რომ A = Q 1 - Q 2.
აქედან გამომდინარე, ეფექტურობის გათბობის სისტემა, ფორმულა რომელიც მოცემულია η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1, საშუალებას შემდეგი დასკვნები:
- ეფექტურობა არ უნდა აღემატებოდეს 1 (100%);
- მაქსიმალურად ამ რაოდენობა უნდა გაიზარდოს ან ენერგიის მიღებული გამაცხელებელი, ან შემცირება ენერგია მაცივარი;
- იზრდება დენის გამათბობელი მისაღწევად ცვლილება საწვავის ხარისხი;
- შეამცირონ ენერგიის, აძლევს მაცივარი, საშუალებას იძლევა მივაღწიოთ დიზაინის თვისებები სისტემებში.
იდეალური სითბოს ძრავა
შექმნა ასეთი ძრავა შესაძლებელია, ეფექტურობის, რომელიც იქნება მაქსიმალური (იდეალური - უდრის 100%)? ძებნა ამ კითხვაზე პასუხი ცდილობდა ფრანგმა ფიზიკოსმა და ნიჭიერი ინჟინერი Sadi Carnot. 1824 წელს მისი თეორიული გათვლები პროცესების აირები გაათავისუფლეს.
ძირითადი იდეა, რომლებიც იდეალური მანქანა შეიძლება ჩაითვალოს ქცევის შექცევადი პროცესების იდეალური გაზის. დაწყებული გაფართოება, გაზის isothermally ტემპერატურა T 1. თანხის სითბოს საჭირო ამ მიზნით, - Q 1. გაზის გარეშე გაფართოების სითბოს (an adiabatic პროცესი). მიღწევის შემდეგ ტემპერატურა T 2, გაზი შეკუმშული isothermally გავლით მაცივარი ენერგია Q 2. გაზის დაბრუნების ორიგინალი ხორციელდება გადახვდებით.
ეფექტურობის იდეალური Carnot სითბო ძრავით ზუსტი გაანგარიშება არის თანაფარდობა ტემპერატურის სხვაობა გათბობის და გაგრილების მოწყობილობა ტემპერატურა, რომელსაც აქვს გამაცხელებელი. როგორც ჩანს, ეს: η = (T 1 - T 2) / T 1.
შესაძლებელია თერმული ეფექტურობის მანქანა, რომელიც ფორმულა ფორმა აქვს: η = 1 - T 2 / T 1, დამოკიდებულია მხოლოდ ღირებულება გამაცხელებელი და ცივი ტემპერატურა და არ შეიძლება იყოს უფრო მეტი, ვიდრე 100%.
უფრო მეტიც, ეს ურთიერთობა საშუალებას ერთი იმის დასამტკიცებლად, რომ ეფექტურობის გათბობის სისტემებში შეიძლება იყოს ტოლი ერთობა მხოლოდ მაშინ, როდესაც მაცივარი აბსოლუტური ნულოვანი ტემპერატურა. როგორც ცნობილია, ეს მნიშვნელობა არის მიუწვდომელი.
თეორიული გათვლებით Carnot საშუალებას, რათა დადგინდეს მაქსიმალური ეფექტურობის სითბოს ძრავის ნებისმიერი დიზაინი.
დადასტურებული Carnot თეორემა ასეთია. უკანონო სითბოს ძრავა არავითარ შემთხვევაში არ შეუძლია ჰქონდეს ეფექტურობა უფრო მაღალია, ვიდრე იმავე ღირებულებებს იდეალური გათბობის ძრავის ეფექტურობა.
მაგალითად, პრობლემის გადაჭრის
მაგალითი 1. რა ეფექტურობის იდეალური გათბობის სისტემა, როდესაც გამაცხელებელი ტემპერატურა 800 C და ტემპერატურა მაცივარი 500 C ქვემოთ?
T 1 = 800 ° C = 1073 K, ΔT = 500 ° C = 500 K, η -?
გამოსავალი:
განსაზღვრების მიხედვით: η = (T 1 - T 2) / T 1.
ჩვენ არ მიეცათ ტემპერატურა მაცივარი, მაგრამ ΔT = (T 1 - T 2), აქედან გამომდინარე:
η = ΔT / T 1 = 500 K / 1073K = 0.46.
პასუხი: ეფექტურობის = 46%.
მაგალითი 2. განსაზღვრეთ ეფექტურობის იდეალური გათბობის სისტემა, თუ იმის გამო, რომ ენერგია შეიძინა ერთი kilojoules გამაცხელებელი შესრულებული სასარგებლო შრომა 650 J. რა არის ტემპერატურა გამაცხელებელი სითბოს ძრავა თუ სითხისა ტემპერატურა -. 400 K?
Q 1 = 1 კჯ = 1000 J A = 650 J, T 2 = 400 K, η - ?, T 1 =?
გამოსავალი:
ამ ამოცანის, ეს არის თერმული მონტაჟი, ეფექტურობის, რომელიც შეიძლება გამოითვლება ფორმულით:
η = A / Q 1.
რათა დადგინდეს ტემპერატურა გამაცხელებელი გამოყენებით ფორმულა ეფექტურობის იდეალური გათბობის სისტემა:
η = (T 1 - T 2) / T 1 = 1 - T 2 / T 1.
საშემსრულებლო მათემატიკური გარდაქმნების, ვიღებთ:
T 1 = T 2 / (1 η).
T 1 = T 2 / (1 A / Q 1).
ჩვენ გამოთვლაც:
η = 650 J / 1000 J = 0,65.
T = 400 K 1 / (1 650 J / 1000 J) = 1142.8 K.
პასუხი: η = 65%, T 1 = 1142.8 K.
ფაქტობრივი მდგომარეობა
იდეალური სითბოს ძრავა განკუთვნილია იდეალური პროცესებში. მუშაობა ხორციელდება მხოლოდ იზოთერმული პროცესების, იგი განისაზღვრება, როგორც ტერიტორია ესაზღვრება გრაფაში Carnot ციკლი.
ფაქტია, რომ შეიქმნას პირობები ნაკადი გაზის სტატუსის ცვლილებები პროცესში გარეშე თანმხლები ცვლილებების ტემპერატურა არ შეიძლება იყოს. არსებობს ასეთი მასალა, რომელიც გამორიცხავდა გათბობის გაცვლა მიმდებარე ობიექტები. Adiabatic პროცესი შეუძლებელია. იმ შემთხვევაში, თუ სითბოს გაცვლა აირის ტემპერატურის აუცილებლად უნდა შეიცვალოს.
ეფექტურობის თერმული მანქანები შეიქმნა რეალური პირობები განსხვავდება იმისგან, იდეალური ეფექტურობის სისტემებში. გაითვალისწინეთ, რომ ნაკადის პროცესების რეალური სისტემებში ხდება ისე სწრაფად, რომ ცვლილება შიდა თერმული ენერგია მუშაობის ნივთიერების პროცესში იცვლება მისი მოცულობა არ შეიძლება კომპენსირებული შემოდინება სითბოს რაოდენობას გამაცხელებელი და ქულერი დაბრუნებას.
სხვა გათბობის სისტემებში
უძრავი ძრავები ფუნქციონირებს სხვადასხვა ციკლის:
- Otto ციკლი მუდმივი მოცულობის პროცესი adiabatic ცვლილება, ქმნის დახურულ loop;
- Diesel ციკლი isobar, adiabatic, isochore, adiabatic;
- აირტურბინული: პროცესი ხდება მუდმივი ზეწოლის, adiabatic შეცვალა იხურება loop.
შექმნა წონასწორული პროცესების რეალური ძრავები (რათა მათ უფრო ახლოს იდეალური) თანამედროვე ტექნოლოგიების არ არის შესაძლებელი. ეფექტურობა გათბობის სისტემებში მნიშვნელოვნად დაბალია, თუნდაც იგივე ტემპერატურის პირობებში, როგორც იდეალური სითბოს გარემოში.
მაგრამ ეს არ არის საჭირო, რათა შეამციროს როლი გამოთვლის ფორმულა ეფექტურობის ერთი Carnot ციკლი, როგორც ეს არის, ეს ხდება ათვლის პროცესში გაუმჯობესების ეფექტურობის რეალური სისტემებში.
გზა შეცვალოს ეფექტურობის
შედარების გზით იდეალური და ფაქტობრივი გათბობის სისტემებში, უნდა აღინიშნოს, რომ ბოლო ტემპერატურა მაცივარი არ შეიძლება იყოს თვითნებური. როგორც წესი, მაცივარი აზრით ატმოსფერო. იმისათვის, რომ ტემპერატურა ატმოსფეროს მხოლოდ სავარაუდო გათვლები. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ გამაგრილებლის ტემპერატურა გამონაბოლქვი გაზის ძრავები, როგორც ეს ხდება შიგაწვის ძრავები (შემოკლებით როგორც DVS).
DIC - ყველაზე გავრცელებული ჩვენს სამყაროში გათბობის სისტემა. ეფექტურობის სითბოს ძრავა ამ შემთხვევაში დამოკიდებულია ტემპერატურის მიერ იწვის საწვავი. არსებითი განსხვავება DIC ორთქლის ძრავები არის შერწყმა გამაცხელებელი ფუნქციები და ოპერაციული მოწყობილობა სხეულის საჰაერო საწვავის ნარევი. Burning ნარევი ქმნის ზეწოლა მოძრავი ნაწილები ძრავი.
ამაღლების სამუშაო აირის ტემპერატურის მიიღწევა, მნიშვნელოვნად შეცვლის თვისებების საწვავი. სამწუხაროდ, ეს შეუძლებელი არ არის შეუზღუდავად. ნებისმიერი მასალა, მშენებლობა ძრავის წვის აქვს დნობის წერტილი. თერმული წინააღმდეგობა ასეთი მასალები - ძირითადი მახასიათებელი სისტემა, ისევე, როგორც მნიშვნელოვნად იმოქმედებს ეფექტურობა.
Values ძრავის ეფექტურობა
თუ გავითვალისწინებთ, ორთქლის ტურბინა, ტემპერატურა სამუშაო steam შესასვლელი რომელიც უდრის 800 K, და გამონაბოლქვი აირის - 300 K, ეფექტურობის მანქანა უდრის 62%. თუმცა, რეალურად, ეს ღირებულება არ აღემატება 40%. ეს შემცირება ხდება გამო სითბოს დაკარგვის დროს გათბობის ტურბინის საცხოვრებელი.
უმაღლესი ღირებულება ეფექტურობის შიგაწვის ძრავები არ აღემატება 44%. ამ მაჩვენებლის გაზრდა ღირებულება - კითხვაზე, უახლოეს მომავალში. შეცვლის თვისებების მასალები, საწვავი - ეს არის პრობლემა, რომელიც დასაქმებულია საუკეთესო გონებაში კაცობრიობის.
Similar articles
Trending Now