Kahusayan ng init engine. Engine thermal kahusayan - ang formula para sa pagpapasiya

Ang gawain ng maraming mga uri ng mga machine characterizes tulad ng isang mahalagang figure bilang ang kahusayan ng init engine. Engineers bawat taon humingi upang lumikha ng isang mas advanced na diskarte na may mas mababa gasolina ay magbibigay ng pinakamahusay na resulta mula sa paggamit nito.

thermal engine apparatus

Bago mo maintindihan kung ano ang ang kahusayan (kahusayan), kailangan mong maunawaan kung paano mekanismong ito gumagana. Nang walang kaalaman ng mga prinsipyo ng operasyon nito ay hindi maaaring malaman ang likas na katangian ng mga ito tagapagpahiwatig. Heat engine ay isang aparato na ang trabaho sa pamamagitan ng paggamit ng mga panloob na enerhiya. Anumang init engine na nag-convert thermal enerhiya sa mekanikal, thermal expansion ng materyales na ginamit sa mas mataas na temperatura. Ang mga sistema ng solid-estado ay hindi maaaring lamang baguhin ang lakas ng tunog ng mga sangkap, ngunit din ang hugis ng katawan. Ang aksyon ng ganitong engine ay napapailalim sa mga batas ng termodinamika.

prinsipyo ng operasyon

Upang maunawaan kung paano ang isang init engine, ito ay kinakailangan upang isaalang-alang ang batayan ng disenyo nito. Para sa mga operasyon ng ang aparato ay nangangailangan ng dalawang mga katawan: isang mainit (heater) at malamig (refrigerator, chiller). Ang prinsipyo ng operasyon ng init engine (na kahusayan ng init engine) ay depende sa kanilang mga uri. Kadalasan, refrigerator naglilingkod singaw pampalapot at heater - anumang uri ng fuel burning sa pugon. Ang kahusayan ng isang mainam na init engine ay sa mga sumusunod na formula:

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

Sa kasong ito, ang tunay na kahusayan motor ay hindi kailanman maaaring lumampas ang halaga na nakuha ayon sa ganitong formula. Gayundin, ito tayahin ay hindi kailanman lalagpas ang mga halaga sa itaas. Upang mapabuti ang kahusayan, mas madalas taasan at bawasan ang temperatura ng heater temperatura ng refrigerator. Pareho sa mga prosesong ito ay limitado sa mga aktwal na mga kondisyon ng kagamitan.

Kahusayan ng init engine (formula)

Sa operasyon, ang init engine operasyon ay nangyayari, pati na gas ay nagsisimula sa mawalan ng enerhiya at ay cooled sa isang tiyak na temperatura. Ang huli ay karaniwang ng ilang degrees mas mataas kaysa sa nakapalibot na kapaligiran. Ito mas malalamig na temperatura. Tulad ng isang espesyal na aparato na dinisenyo para sa paglamig at kasunod na paghalay ng exhaust steam. Kung saan may mga capacitors, paminsan-minsan ang temperatura refrigerator ibaba ambient temperatura.

Ang init engine katawan sa pamamagitan ng pag-init at pagpapalawak ay hindi magagawang magpadala ng lahat ng mga panloob na enerhiya upang gawin ang trabaho. Ang ilan sa ang init ay ililipat sa refrigerator kasama ang mga tambutso gases o singaw. Ito bahagi ng ang init ng panloob na enerhiya ay hindi maaaring hindi mawawala. Ang nagtatrabaho fluid sa panahon ng pagkasunog ng gasolina sa pamamagitan ng heater ay makakakuha ng isang tiyak na dami ng init Q _1. Kaya ito ay gumaganap ng isa pang trabaho A, sa panahon na kung saan nagpapadala bahagi ng refrigerator ng init: Q ₂ 1.

Engine kahusayan characterizes ang kahusayan sa enerhiya ng conversion at transmission. Tagapagpahiwatig na ito ay madalas na sinusukat bilang isang porsyento. Kahusayan formula:

η * A / Qx100%, kung saan Q - ginasta enerhiya, at - isang kapaki-pakinabang trabaho.

Batay sa mga batas ng konserbasyon ng enerhiya, maaari naming tapusin na ang kahusayan ay laging kulang sa pagkakaisa. Sa ibang salita, ang mabuting gawa ay hindi kailanman magiging mas kaysa ito kinuha kapangyarihan.

Engine kahusayan - ang ratio ng kapaki-pakinabang na enerhiya sa gawa ng iniulat ng heater. Maaari itong i-kinakatawan bilang isang formula:

η = (Q ₁ -Q ₂₎ / Q ₁ kung saan Q ₁ - init na natanggap mula sa heater, at Q ₂ - magbigay ng refrigerator.

Work init engine

Ang gawain na ginawa sa pamamagitan ng ang init engine, ay kinakalkula sa pamamagitan ng formula:

A = | Q _H | - | Q _X |, kung saan A - trabaho, Q _H - dami ng init na natanggap mula sa heater, Q _X - dami ng init na ibinigay off mas malamig-lamig.

Kahusayan ng init engine (formula):

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

Siya ang ratio ng trabaho na gumagawa ng mga engine sa dami ng init na ginawa. Bahagi ng thermal enerhiya ay nawala sa panahon ng transfer na ito.

engine Carnot

Ang maximum na kahusayan ng thermal engine ay na-obserbahan sa ang aparato Carnot. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang sistema na ito ay nakasalalay lamang sa mga absolute temperatura ng heater (TH) at ang mas malalamig na (TX). Kahusayan ng init engine operating ayon sa ang Carnot cycle ay tinutukoy ng mga sumusunod na formula:

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

Ang mga batas ng termodinamika upang makalkula ang pinapayagang maximum na kahusayan, na kung saan ay posible. Para sa unang pagkakataon figure na ito ay kinakalkula sa isang Pranses siyentipiko at inhinyero Sadi Carnot. Siya imbento ng isang init engine, na kung saan ay pinapatakbo ng isang ideal na gas. Siya ay gumagana sa isang cycle ng 2 isotherms at 2 Heats. Paano ito gumagana ay lubos na simple: sa sasakyang-dagat na may isang gas heater ay ibinibigay sa isang contact, kaya na nagpapalawak ang nagtatrabaho fluid isothermally. Sa kasong ito ito ay nagpapatakbo at obtains isang tiyak na halaga ng init. Pagkatapos ng sasakyang-dagat insula. Sa kabila nito, ang gas ay patuloy na palawakin, ngunit adiabatically (walang init exchange sa kapaligiran). Sa oras na ito, ang temperatura ay nababawasan sa pagganap refrigerator. Sa sandaling ito ang gas ay makipag-ugnayan sa ang pampalapot, sa gayon ay nagbibigay ito ng isang tiyak na dami ng init sa isometric pagkaliit. Pagkatapos gamitan ng insulasyon ang sasakyang-dagat muli. Kapag ang gas ay adiabatically compress sa orihinal na katayuan at dami.

uri ng hayop

Sa kasalukuyan may mga maraming uri ng init engine na gumana sa iba't ibang mga prinsipyo at iba't ibang mga nagbibigay lakas. Ang lahat ay may kanilang kahusayan. Kasama sa mga ito ang sumusunod:

• isang panloob na combustion engine (piston), na kung saan ay isang mekanismo kung saan ang mga nasusunog na bahagi ng gasolina kemikal enerhiya ay convert sa makina enerhiya. Ang nasabing mga aparato ay maaaring gas at likido. Makilala ang 2- at 4-stroke engine. Sila ay maaaring magkaroon ng isang duty cycle ng patuloy na operasyon. Sa pagkakatulad sa paghahanda ng naturang fuel mixtures ay carbureted engine (na may panlabas na pinaghalong formation) at diesel (panloob). Sa pamamagitan ng uri ng enerhiya converter ay nahahati sa piston, jet, turbine at pinagsama. Ang kahusayan ng naturang machine ay hindi lalampas sa target na 0.5.

• Stirling engine - isang aparato na kung saan ang nagtatrabaho fluid ay nasa isang saradong espasyo. Ito ay isang uri ng panlabas na combustion engine. Ang prinsipyo ng operasyon nito ay batay sa isang pana-panahong mga katawan paglamig / heating na ang enerhiya na ani dahil sa mga pagbabago sa dami nito. Ito ay isa sa mga pinaka-mahusay na engine.

• turbine (umiinog) engine na may panlabas na pagkasunog ng gasolina. Ang nasabing halaman ay ang pinaka-karaniwang thermal istasyon ng kapangyarihan.

• turbine Ang (rotor), ang panloob na combustion engine ay ginagamit sa thermal halaman kapangyarihan sa abot ng makakaya mode. Hindi masyado karaniwang bilang iba.

• Turbinovintovoy engine dahil sa ilan sa mga turnilyo ay lumilikha ng thrust. Ang natitira na natatanggap niya dahil sa ang tambutso gases. Kaayusan nito ay isang umiinog engine (gas turbines) sa katawan ng poste ng kung saan ay hunhon papunta sa propeller.

Iba pang mga uri ng init engine

• Missile, turbojet at jet engine, na kung saan ay nakukuha thrust dahil sa ang epekto ng tambutso gases.

• Solid-estado drive ay ginagamit bilang isang solid fuel. Sa operasyon, ito ay hindi baguhin ang lakas ng tunog, at hugis. Kapag operating ang mga kagamitan na ginagamit ay lubhang maliit na temperatura pagkakaiba.

Tulad ng maaaring taasan ang kahusayan

Kahit na ang pagtaas ang kahusayan ng heat engine maaari? Ang sagot ay dapat na hinahangad sa thermodynamics. Ito ay pag-aaral ang mutual pagbabago ng iba't ibang uri ng enerhiya. Ito ay itinatag na ito ay imposible upang i-convert ang lahat ng mga magagamit na thermal enerhiya sa electrical, mechanical at m. N. Para sa pag-convert ng mga ito sa init maganap nang walang anumang mga paghihigpit. Ito ay posible dahil sa ang katunayan na ang likas na katangian ng thermal enerhiya batay sa disordered (magulong) galaw ng particle.

Ang mas malakas ang katawan ay warmed up, kaya ito ay malilipat ang mga bahagi na mga molecule ng mas mabilis. Ang galaw ng mga particle ay magiging mas mali-mali. Kasama ng mga ito, lahat ng tao alam na ang mga order ay maaaring madaling naka sa kaguluhan, na kung saan ay napakahirap upang ayusin.