ചൂട് എഞ്ചിനുകൾ കാര്യക്ഷമതയും. ഒരു ചൂട് എഞ്ചിന്റെ കാര്യക്ഷമത - ഫോർമുല

ആധുനിക യാഥാർത്ഥ്യങ്ങൾ ചൂട് എഞ്ചിനുകൾ വിശാലമായ പ്രവർത്തനം ആവശ്യമാണ്. പരാജയം വിധേയമായ അവരെ വൈദ്യുത മോട്ടോറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനുള്ള നിരവധി ശ്രമങ്ങൾ. സ്വയംഭരണ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ അധികാരം ശേഖരിക്കപ്പെടുകയും ബന്ധപ്പെട്ട പ്രശ്നങ്ങൾ, വലിയ ബുദ്ധിമുട്ടായിരുന്നു പരിഹരിക്കാന്.

നിർമാണ അവരുടെ ദീർഘകാല ഉപയോഗം അടിസ്ഥാനമാക്കി വൈദ്യുതി ബാറ്ററി സാങ്കേതിക ഇപ്പോഴും പ്രസക്തമായ പ്രശ്നങ്ങൾ. വൈദ്യുത വാഹനങ്ങളുടെ സ്പീഡ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഇതുവരെ കാറുകൾ, ആന്തരിക തലങ്ങളിലേക്ക് എഞ്ചിനുകൾ ആ നിന്നുള്ളവരാണ്.

ഹൈബ്രിഡ് എഞ്ചിനുകൾ സൃഷ്ടി ആദ്യ നടപടികൾ കാര്യമായി പരിസ്ഥിതി പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് പരിഹാരം, മെട്രോപൊളിറ്റൻ പ്രദേശങ്ങളിൽ ദ്രോഹം മലിനീകരണം കുറക്കാൻ കഴിയും.

ഒരു ചെറിയ ചരിത്രം

പുരാതന കാലം മുതലേ ഗതികോർജ്ജമായി കയറി നീരാവി ഊർജ്ജം പരിവർത്തനം സാധ്യത അറിഞ്ഞു. 130 ബിസി: - എഒലിപില് തത്വജ്ഞാനിയും ഗെരൊന് അലെക്സംദ്രിയ്സ്ക്യ് പ്രേക്ഷക നീരാവി കളിപ്പാട്ടം ഹാജരാക്കിയ. നീരാവി നിറഞ്ഞു പനോരമ, അവളുടെ ജെറ്റുകൾ സവുന്ദര്യവും സ്വാധീനത്തിൽ ഭ്രമണം വന്നു. അപേക്ഷ സമയത്ത് ആധുനിക നീരാവി ടർബൈനുകൾ ഈ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് കണ്ടെത്തിയില്ല.

വർഷങ്ങളായി നൂറ്റാണ്ടിൽ തത്ത്വചിന്തകൻ വികസനത്തിന് അത് ഒരു രസകരമായ കളിപ്പാട്ടം കരുതപ്പെട്ടിരുന്നത്. 1629-ൽ ഇറ്റാലിയൻ ഡി Branca ഉണർന്നു ടർബൈൻ സൃഷ്ടിച്ചു. ദമ്പതികൾക്ക് മോഷൻ ബ്ലേഡുകൾ നൽകിയ ഡിസ്ക് ൽ വെച്ചു.

ആ നിമിഷം മുതൽ ആവി എഞ്ചിനുകൾ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനം തുടങ്ങി.

ചൂട് എഞ്ചിൻ

പരിവർത്തനം ആഭ്യന്തര ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്ന മെഷീൻ ഭാഗങ്ങളും സംവിധാനങ്ങളെ ചലനത്തിന്റെ ഊർജ്ജം ഇന്ധന ചൂട് എഞ്ചിനുകൾ.

മെഷീനുകൾ പ്രധാന ഭാഗങ്ങൾ: ഒരു ഹീറ്റർ (പുറത്തുനിന്ന് ഊർജ്ജം ലഭിക്കുന്നത് സിസ്റ്റം), ജോലി ശരീരം (ഒരു ഗുണം പ്രഭാവം നിർവഹിക്കുന്ന), ഫ്രിഡ്ജ്.

ഹീറ്റർ ഉപയോഗപ്രദമായ ഔദ്യോഗിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ആന്തരിക ഊർജ്ജം മതി സ്റ്റോക്ക് ശേഖരണം ജോലി ദ്രാവകം രൂപകല്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. ഫ്രിഡ്ജിൽ അധിക ഊർജ്ജം എടുത്തുകളയുന്നു.

കാര്യക്ഷമത പ്രധാന സ്വഭാവം ചൂട് എഞ്ചിനുകൾ കാര്യക്ഷമതയും വിളിക്കുന്നു. ഈ അളവ് എന്തു ഉപയോഗപ്രദമായ ജോലി നിർവഹിക്കാൻ ചെലവഴിച്ചു ചൂടാക്കി കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു ഊർജ്ജം ഭാഗമായി കാണിക്കുന്നു. കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമത, യന്ത്രത്തിന്റെ പ്രയോജനപ്പെടുക പ്രവർത്തനം, എന്നാൽ ഈ മൂല്യം 100% കൂടരുത്.

കാര്യക്ഷമത കണക്കുകൂട്ടല്

ഹീറ്റർ ബാഹ്യമായി ക്യു ₁ തുല്യമായ ഊർജ്ജം ഏറ്റെടുത്ത _{അനുവദിക്കുക.} ഉപകരണങ്ങൾ ശരീരം പ്രതിബദ്ധതയുള്ള പണി, ഊർജ്ജ ഫ്രിഡ്ജ് നൽകിയ സമയത്ത് ചോദ്യോത്തരങ്ങൾ _{2 ആയിരുന്നു.}

ദൃഢനിശ്ചയം അടിസ്ഥാനമാക്കി കാര്യക്ഷമത മൂല്യം കണക്കാക്കാൻ:

η = എ / ചോദ്യോത്തരങ്ങൾ _1. നാം ഒരു = ക്യു ₁ ഏറ്റെടുക്കാനും - ക്യു _2.

അതുകൊണ്ട് ചൂട് എഞ്ചിൻ കാര്യക്ഷമതയും, ഇതിൽ പ്രകാരം η = (ക്യു ₁ - ക്യു ₂₎ കൊടുത്തിരിക്കുന്നു ഫോർമുല / ക്യു ₁ = 1 - ക്യു ₂ / ചോദ്യോത്തരങ്ങൾ _1, അനുവദിക്കുന്നു താഴെ നിഗമനങ്ങളിലേക്ക്:

• കാര്യക്ഷമത കവിയാൻ 1 (അല്ലെങ്കിൽ 100%) കഴിയില്ല;
• ഈ അളവ് വിപുലീകരിക്കുന്ന ഒരു ഹീറ്റർ നിന്നും ലഭിച്ച ഒന്നുകിൽ ഊർജ്ജം, അല്ലെങ്കിൽ ഊർജ്ജം നൽകിയ ഫ്രിഡ്ജ് കുറവ് കൂടിക്കൂടി വേണം;
• ഹീറ്റർ വൈദ്യുതി വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഇന്ധന ഗുണമേന്മയുള്ള ഒരു മാറ്റം നേടാൻ;
• , ഊർജ്ജം കുറയ്ക്കാൻ ഫ്രിഡ്ജ് നൽകുന്നു യന്ത്ര ഡിസൈൻ സവിശേഷതകൾ നേടാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ഒരു അനുയോജ്യമായ ചൂട് എഞ്ചിൻ

ഇത്തരം ഒരു എൻജിൻ സൃഷ്ടി സാധ്യത, ഇതിൽ കാര്യക്ഷമത പരമാവധി (- 100% തുല്യമായ ഒരു അനുയോജ്യമായ ൽ) തന്നെ? ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഒരു പ്രതിഭാശാലിയായ എൻജിനീയർ ചേര്ത്ത Carnot ശ്രമിച്ചു ഈ ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം കണ്ടെത്തുക. 1824 വാതകങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്ന പ്രോസസ്സുകളെക്കുറിച്ച് തന്റെ സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകൾ വിട്ടയച്ചു.

അനുയോജ്യമായ മെഷീനിൽ ഉൾക്കൊണ്ട അടിസ്ഥാന ആശയം വാതകത്തിന്റെ കൂടെ പെരുമാറ്റം വിപരീതഫലം പ്രക്രിയകൾ പരിഗണിക്കാം. താപനില ടി ₁ ഗ്യാസ് ഇസൊഥെര്മല്ല്യ് വികാസം കൊണ്ട് _{ആരംഭിക്കുന്നു.} ചൂട് തുക ഈ ആവശ്യത്തിനായി ആവശ്യമാണ്, - ക്യു _1. ശേഷം വികസിക്കുന്ന ചൂട് കൂടാതെ ഗ്യാസ് (ഒരു താപം). താപനില ടി ₂ എത്തുന്ന _{ശേഷം,} ഗ്യാസ് ഫ്രിഡ്ജ് ഊർജ്ജ ചോദ്യോത്തരങ്ങൾ ₂ കടന്നുപോകുന്ന ഇസൊഥെര്മല്ല്യ് _{ഉൾക്കൊള്ളിക്കുന്നു.} അതിന്റെ യഥാർത്ഥ നിലയിലേക്ക് ഗ്യാസ് മടക്കം ചൂടാവുകയും നടപ്പാകും.

കൃത്യമായ കണക്കുകൂട്ടൽ ഒരു അനുയോജ്യമായ Carnot ചൂട് എഞ്ചിൻ കാര്യക്ഷമതയും ഒരു ഹീറ്റർ ഉണ്ട് ഒരു താപനില, വരെ താപനം ആൻഡ് കൂളിംഗ് ഉപകരണവും തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം അനുപാതം ആണ്. ഈ പോലെ കാണപ്പെടുന്നു: η = (ടി ₁ - ടി ₂₎ / ടി _1.

ഫോർമുല ഫോം ഉണ്ട് മെഷീൻ, സാധ്യമായ താപ കാര്യക്ഷമതയും: η = 1 - ടി ₂ / ടി _1, മാത്രം ഹീറ്റർ മൂല്യം, സുഖമായ താപനില ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു 100% അധികമാകരുത് കഴിയില്ല.

മാത്രമല്ല, ഈ ബന്ധം ചൂട് എഞ്ചിനുകൾ കാര്യക്ഷമതയും വരുമ്പോൾ മാത്രമേ ഫ്രിഡ്ജ് ഐക്യം താഴെയോ ആകാം എന്ന് തെളിയിക്കാൻ ഒരു പ്രാപ്തമാക്കുന്നു കേവല പൂജ്യം താപനില. എന്നറിയപ്പെടുന്നു ഈ മൂല്യം സൈദിന്റെ ആണ്.

സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ഏതെങ്കിലും ഡിസൈൻ ഒരു ചൂട് എഞ്ചിന്റെ പരമാവധി കാര്യക്ഷമത നിർണ്ണയിക്കാൻ അനുവദിക്കുക Carnot.

താഴെ പോലെ തെളിയിക്കപ്പെട്ട Carnot ന്റെ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് ആണ്. ഒരു അനുയോജ്യമായ ചൂട് എഞ്ചിൻ കാര്യക്ഷമത അതേ മൂല്യങ്ങൾ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമത സാധിക്കില്ല കാരണവശാലും ഏകപക്ഷീയമായ ചൂട് എഞ്ചിൻ.

പ്രശ്നം അക്രമരാഹിത്യ ഉദാഹരണം

ഉദാഹരണത്തിന് 1. ഒരു അനുയോജ്യമായ ചൂട് എൻജിൻ ഏതു കാര്യക്ഷമതയും, ഹീറ്റർ താപനില 800 സി, താഴെ ഫ്രിഡ്ജ് 500 ^സി താപനില വരുമ്പോൾ?

- ^{ഡിഗ്രി} = 1073 കെ, Δത് = 500 ^{ഡിഗ്രി} = 500 കെ, η ടി ₁ = 800?

പരിഹാരം:

(- ടി ₂ ടി ₁₎ / ടി ₁ = η: _{നിർവചനപ്രകാരം.}

: _{അതിനാൽ,} - നാം ഫ്രിഡ്ജ് താപനില നൽകിയിട്ടില്ല, എന്നാൽ Δത് = (ടി ₂ ടി ₁₎

η = Δത് / ടി ₁ = 500 കെ / ൧൦൭൩ക് = 0.46.

ഉത്തരം: കാര്യക്ഷമത = 46%.

ഉദാഹരണം 2., ഒരു അനുയോജ്യമായ ചൂട് എൻജിൻ കാര്യക്ഷമതയും നിർണ്ണയിക്കുക കാരണം ഊർജ്ജം ഏറ്റെടുക്കുന്ന ഒരു കിലോജൗൽസ് ഹീറ്റർ ഉപകാരപ്രദമാണ് സൃഷ്ടി 650 ജെ പ്രകടനം എങ്കിൽ .അണുവില് താപനില എങ്കിൽ ചൂട് എഞ്ചിൻ ഹീറ്റർ താപനില എന്താണ് -. 400 കെ?

ക്യു ₁ = 1 കി.ജൂ. = 1000 ജെ എ = 650 ജെ, ടി ₂ = 400 കെ, η - ?, ടി ₁ =?

പരിഹാരം:

ഈ ദൗത്യം, ഒരു താപ ഇൻസ്റ്റാളേഷനായതിനാൽ ഇതിൽ കാര്യക്ഷമത ഫോർമുല കണക്കാക്കുന്ന കഴിയും:

η = എ / ചോദ്യോത്തരങ്ങൾ _1.

ഒരു അനുയോജ്യമായ ചൂട് എഞ്ചിൻ ഫോർമുല കാര്യക്ഷമത ഉപയോഗിച്ച് ഹീറ്റർ താപനില നിർണ്ണയിക്കാൻ:

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

ഗണിത പരിവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുന്നു, ഞങ്ങൾ ലഭ്യമാകാൻ:

ടി ₁ = ടി ₂ / (1- η).

ടി ₁ = ടി ₂ / (1- എ / ചോദ്യോത്തരങ്ങൾ _1).

നാം കണക്കുകൂട്ടാൻ:

η = 650 ജെ / 1000 ജെ = 0,65.

ടി = 400 കെ ₁ / (1- 650 ജെ / 1000 ജെ) = ൧൧൪൨.൮ കെ

ഉത്തരം: η = 65%, ടി ₁ = ൧൧൪൨.൮ കെ

യഥാർത്ഥ അവസ്ഥ

അനുയോജ്യമായ പ്രോസസ്സുകൾക്ക് രൂപകൽപ്പന ഒരു അനുയോജ്യമായ ചൂട് എഞ്ചിൻ. മാത്രമേ ഇസൊഥെര്മല് പ്രക്രിയകൾ സഹകരിച്ചു, അത് Carnot സൈക്കിൾ ഗ്രാഫ് അതിരുകള് പ്രദേശം നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്.

വാസ്തവത്തിൽ, പ്രക്രിയയിൽ ഗ്യാസ് സ്റ്റാറ്റസ് മാറ്റങ്ങൾ ഒഴുക്ക് സൃഷ്ടിക്കാനാണ്, താപനില മാറ്റങ്ങൾ അനുഗമിക്കുന്ന ഇല്ലാതെ കഴിയില്ല. ചുറ്റുമുള്ള വസ്തുക്കൾ ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ച് ഒഴിവാക്കാൻ ഏത് അത്തരം വസ്തുക്കൾ,. താപം നടപ്പിലാക്കുന്നതിനായി സാധ്യമല്ല. ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ച് ഗ്യാസ് താപനില കാര്യത്തിൽ അനിവാര്യമായും മാറ്റം വേണം.

യഥാർത്ഥ സാഹചര്യങ്ങളിൽ സൃഷ്ടിച്ച താപ യന്ത്രങ്ങളുടെ കാര്യക്ഷമത എഞ്ചിനുകൾ അനുയോജ്യമായ കാര്യക്ഷമതയും നിന്ന് കാര്യമായ വ്യത്യാസം. യഥാർത്ഥ എഞ്ചിനുകൾ പ്രക്രിയകൾ ഒഴുക്ക് അതിന്റെ വോള്യം മാറ്റത്തിന്റെ പ്രക്രിയയിൽ ജോലി വസ്തുവായി ആന്തരിക താപ ഊർജ്ജം മാറ്റങ്ങൾ ഒരു ഹീറ്റർ ചൂടിൽ അളവ് ഒരു തണുപ്പ് മടക്കം ഒഴുക്ക് നഷ്ടപരിഹാരം കഴിയില്ല ഫാസ്റ്റ് സംഭവിക്കുന്നു ശ്രദ്ധിക്കുക.

മറ്റ് ചൂട് എഞ്ചിനുകൾ

റിയൽ എഞ്ചിനുകൾ വ്യത്യസ്ത ചക്രങ്ങൾ ന് ഓപ്പറേറ്റ്:

• താപം മാറ്റം കൊണ്ട് ഓട്ടോ ചക്രം നിരന്തരമായ വോള്യം പ്രക്രിയ ഒരു അടച്ച ലൂപ്പ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു;
• ഡീസൽ സൈക്കിൾ ഐസോബാര്, താപം, ഇസൊഛൊരെ, താപം;
• ഒരു ഗ്യാസ് ടർബൈൻ: പ്രക്രിയ നിരന്തരമായ സമ്മർദ്ദം ന് സംഭവിക്കുന്ന, താപം ലൂപ്പ് അടയുന്നു പകരം.

(അടുത്ത് അനുയോജ്യമായ അവരെ കൊണ്ടുവരാൻ) ആധുനിക സാങ്കേതിക യഥാർത്ഥ യന്ത്രങ്ങൾ ഭൂമോപരിതലത്തിലെ പ്രക്രിയകൾ സൃഷ്ടിക്കുക സാധ്യമല്ല. ചൂട് എഞ്ചിനുകൾ കാര്യക്ഷമമായ പോലും അനുയോജ്യമായ ചൂട് ക്രമീകരണം അതേ താപനില വ്യവസ്ഥകൾ, ഗണ്യമായി കുറവാണ്.

എന്നാൽ അത് പങ്ക് കണക്കുകൂട്ടൽ ഫോർമുല കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കാൻ അത്യാവശ്യമാണ് , Carnot സൈക്കിൾ അത് പോലെ, അത് യഥാർത്ഥ എഞ്ചിനുകൾ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് പ്രക്രിയയിൽ ഒരു റഫറൻസ് പോയിന്റ് മാറുന്നു.

കാര്യക്ഷമത മാറ്റാൻ വഴികൾ

അനുയോജ്യമായ യഥാർത്ഥ ചൂട് എഞ്ചിനുകൾ താരതമ്യത്തിന്റെ വഴി, അത് ഫ്രിഡ്ജ് അവസാന താപനില ഏകപക്ഷീയമായ കഴിയില്ല എന്ന് കുറിക്കുകയും ചെയ്യണം. സാധാരണയായി ഫ്രിഡ്ജ് അന്തരീക്ഷം വിശ്വസിക്കുന്നു. അന്തരീക്ഷം മാത്രം ഏകദേശ കണക്കുകൾ കഴിയും താപനില എടുത്തു ചെയ്യുക. അനുഭവം .അണുവില് താപനില ആന്തരിക തലങ്ങളിലേക്ക് എഞ്ചിനുകൾ (ദ്വ്സ് ചുരുക്കരൂപമാണ്) ൽ അപ്പപ്പോൾത്തന്നെ, യന്ത്രങ്ങൾ ബഹിർഗമിപ്പിക്കുന്ന എന്ന് കാണിക്കുന്നു.

ഡി.ഐ.സി. - ചൂട് എഞ്ചിൻ ഞങ്ങളുടെ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ. ഈ കേസിൽ കാര്യക്ഷമത ചൂട് എഞ്ചിൻ കത്തുന്ന ഇന്ധനം സൃഷ്ടിച്ച താപനില ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഡി.ഐ.സി. ആവി എഞ്ചിനുകൾ നിന്ന് അവശ്യ വ്യത്യാസം ഒരു എയർ-ഇന്ധന മിശ്രിതം അണുസംയോജനം ഹീറ്റർ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഓപ്പറേറ്റിങ് ഡിവൈസ് ശരീരം. മിശ്രിതം ബേൺ എഞ്ചിൻ താഴേയ്ക്ക് ഭാഗങ്ങൾ സമ്മർദ്ദം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ജോലി ഗ്യാസ് താപനില സ്വരൂപിക്കുന്നത് ഗണ്യമായി ഇന്ധനം പ്രോപ്പർട്ടികൾ മാറ്റുന്നതിൽ, കൈവരിക്കുന്നു. നിർഭാഗ്യവശാൽ, അത് പരിധി ഇല്ലാതെ കഴിയുന്നതല്ല. എഞ്ചിൻ ജ്വലനം ചേമ്പർ നിർമ്മാണം എന്തെങ്കിലും കാര്യങ്ങൾ അതിന്റെ ദ്രവണാങ്കം ഉണ്ട്. ഇത്തരം വസ്തുക്കൾ താപ പ്രതിരോധം - എൻജിൻ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവം, അതുപോലെ ഗണ്യമായി കാര്യക്ഷമത സ്വാധീനിക്കുന്നതായി.

മൂല്യങ്ങൾ എഞ്ചിൻ കാര്യക്ഷമത

ഞങ്ങൾ പരിഗണിക്കുകയാണെങ്കിൽ നീരാവി ടർബൈൻ, 800 കെൽവിൻ തുല്യമാണ് ജോലി നീരാവി Inlet, ഒപ്പം എക്സോസ്റ്റ് വാതകത്തിന്റെ ഊഷ്മാവ് - 300 കെ, മെഷീൻ കാര്യക്ഷമത 62% വരെ തുല്യമാണ്. വാസ്തവത്തിൽ, എന്നാൽ, ഈ മൂല്യം 40% കവിയാത്ത. ഈ ഒഴിവാക്കുന്ന ടർബൈൻ ഭവന ചൂടാക്കി സമയത്ത് നഷ്ടം ചൂടാക്കി കാരണം സംഭവിക്കുന്നത്.

ആന്തരിക തലങ്ങളിലേക്ക് എഞ്ചിനുകൾ കാര്യക്ഷമതയും ഏറ്റവും മൂല്യം 44% കവിയാത്ത. സമീപഭാവിയിൽ എന്ന ചോദ്യം - ഈ മൂല്യവർദ്ധിത. പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ മാറ്റുന്നത്, ഇന്ധനം - ഈ ജനങ്ങൾക്ക് ഏറ്റവും മികച്ച മനസ്സ് ജോലിക്കാർ ചെയ്ത ഒരു പ്രശ്നം ആണ്.