ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพความร้อน - สูตรสำหรับการกำหนด

การทำงานของหลายชนิดของเครื่องลักษณะดังกล่าวเป็นตัวเลขที่สำคัญประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน วิศวกรทุกปีพยายามที่จะสร้างเทคนิคขั้นสูงอื่น ๆ ที่มีน้ำมันน้อยลงจะให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดจากการใช้มัน

อุปกรณ์เครื่องยนต์ระบายความร้อน

ก่อนที่คุณจะเข้าใจสิ่งที่เป็น ประสิทธิภาพ (Efficiency), คุณต้องเข้าใจว่าวิธีนี้กลไกการทำงาน ไม่มีความรู้ในหลักการของการดำเนินงานของตนไม่สามารถคิดออกธรรมชาติของตัวบ่งชี้นี้ เครื่องยนต์ความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ทำงานผ่านการใช้พลังงานภายในที่ เครื่องยนต์ความร้อนใด ๆ ซึ่งจะแปลง พลังงานความร้อน ที่จะกลการขยายตัวทางความร้อนของวัสดุที่ใช้ในอุณหภูมิที่สูงขึ้น ระบบของรัฐที่มั่นคงไม่เพียง แต่สามารถเปลี่ยนระดับเสียงของสาร แต่ยังรูปร่างของร่างกาย การกระทำดังกล่าวเครื่องยนต์อยู่ภายใต้กฎหมายของอุณหพลศาสตร์

หลักการของการดำเนินงาน

เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการที่ไม่เครื่องยนต์ความร้อนก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องพิจารณาพื้นฐานของการออกแบบของตน สำหรับการดำเนินงานของอุปกรณ์ที่ต้องใช้สองร่าง: ร้อน (ฮีตเตอร์) และเย็น (ตู้เย็น, เครื่องทำความเย็น) หลักการของการดำเนินงานของเครื่องยนต์ความร้อน (ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน) ขึ้นอยู่กับชนิดของพวกเขา บ่อยครั้งที่ตู้เย็นให้บริการคอนเดนเซอร์ไอน้ำและเครื่องทำความร้อน - ชนิดของการเผาไหม้เชื้อเพลิงใด ๆ ในเตาเผา ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนที่เหมาะคือสูตรต่อไปนี้:

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

ในกรณีนี้ที่มีประสิทธิภาพมอเตอร์จริงไม่เกินค่าที่ได้รับในตามสูตรนี้ นอกจากนี้ตัวเลขนี้จะไม่เกินค่าดังกล่าวข้างต้น เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพมากขึ้นมักจะเพิ่มและลดอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนอุณหภูมิของตู้เย็น ทั้งสองของกระบวนการเหล่านี้จะถูก จำกัด ให้เข้ากับสภาพที่เกิดขึ้นจริงของอุปกรณ์

เครื่องยนต์ความร้อนที่มีประสิทธิภาพ (สูตร)

ในการดำเนินงานของเครื่องยนต์ความร้อนการดำเนินงานที่เกิดขึ้นในขณะที่ก๊าซซึ่งจะเริ่มต้นที่จะสูญเสียพลังงานและการระบายความร้อนที่อุณหภูมิบาง หลังมักจะมีไม่กี่องศาสูงกว่าบรรยากาศโดยรอบ นี้อุณหภูมิเย็น เช่นอุปกรณ์พิเศษที่ออกแบบมาเพื่อระบายความร้อนและการควบแน่นของไอน้ำที่ตามมาไอเสีย ในกรณีที่มีประจุบางครั้งตู้เย็นอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบ

ร่างกายเครื่องยนต์ความร้อนด้วยความร้อนและการขยายตัวจะไม่สามารถที่จะส่งพลังงานภายในทั้งหมดจะทำผลงาน บางส่วนของความร้อนจะถูกโอนไปยังตู้เย็นพร้อมกับ ก๊าซไอเสีย หรือไอน้ำ ส่วนหนึ่งของความร้อนนี้ ของพลังงานภายใน จะหายไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ สารทำงานในระหว่างการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงโดยเครื่องทำน้ำอุ่นที่ได้รับเป็นจำนวนหนึ่งของความร้อน Q ₁ ดังนั้นมันจึงมีประสิทธิภาพการทำงานอีกในระหว่างที่ส่งส่วนหนึ่งของตู้เย็นของความร้อน: Q ₂ 1

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลักษณะที่มีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานและการส่งผ่าน ตัวบ่งชี้นี้มักจะวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ สูตรประสิทธิภาพ:

η * A / Qx100% ที่ Q - ใช้จ่ายพลังงานและ - เป็นงานที่มีประโยชน์

ขึ้นอยู่กับกฎหมายของการอนุรักษ์พลังงานที่เราสามารถสรุปได้ว่ามีประสิทธิภาพอยู่เสมอน้อยกว่าความสามัคคี ในคำอื่น ๆ การทำงานที่ดีจะไม่มากกว่าที่จะเข้ามากุมอำนาจ

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ - อัตราส่วนของพลังงานที่มีประโยชน์ในการทำงานที่รายงานโดยเครื่องทำความร้อน มันสามารถแสดงเป็นสูตร:

η = (Q ₁ -Q ₂₎ / Q ₁ นั้น Q ₁ - ความร้อนที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อนและ Q ₂ - เพื่อให้ตู้เย็น

ความร้อนเครื่องยนต์ทำงาน

งานที่ทำโดยเครื่องยนต์ความร้อนที่คำนวณได้จากสูตรนี้:

A = | Q _H | - | Q _X | โดยที่ A - ทำงาน Q _H - ปริมาณความร้อนที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อน, Q _X - ปริมาณความร้อนให้ออกเย็น

เครื่องยนต์ความร้อนที่มีประสิทธิภาพ (สูตร):

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

เขาเป็นอัตราส่วนของงานที่ทำให้เครื่องยนต์กับปริมาณของความร้อนที่ผลิต เป็นส่วนหนึ่งของพลังงานความร้อนจะสูญเสียไประหว่างการถ่ายโอนนี้

เครื่องยนต์การ์โนต์

ประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องยนต์ระบายความร้อนที่เป็นที่สังเกตใน Carnot อุปกรณ์ เพราะนี่คือความจริงที่ว่าระบบนี้จะขึ้นอยู่เฉพาะในอุณหภูมิสัมบูรณ์ของเครื่องทำความร้อน (TH) และเย็น (TX) เครื่องยนต์ความร้อนประสิทธิภาพการดำเนินงานตาม วงจรการ์โนต์ จะถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:

(TN - Tx) / Tn = - Tx - Tn

กฎหมายของอุณหพลศาสตร์ในการคำนวณประสิทธิภาพสูงสุดที่ได้รับอนุญาตซึ่งเป็นไปได้ เป็นครั้งแรกที่ตัวเลขนี้ได้คำนวณเป็นนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรชาวฝรั่งเศสซาดีคาร์น็อต เขาคิดค้นเครื่องยนต์ความร้อนซึ่งจะดำเนินการโดยแก๊สอุดมคติ เธอทำงานอยู่ในวงจรของ 2 ไอโซเทอม 2 และอบ วิธีการทำงานคือค่อนข้างง่าย: เรือที่มีเครื่องทำความร้อนก๊าซจะมาติดต่อเพื่อให้ของไหลทำงานขยาย isothermally ในกรณีนี้จะดำเนินการและได้รับจำนวนหนึ่งของความร้อน หลังจากที่เรือฉนวน อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ก๊าซยังคงขยายตัว แต่ adiabatically (ไม่รวมการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อม) ในเวลานี้อุณหภูมิลดประสิทธิภาพการทำงานของตู้เย็น ณ จุดนี้ก๊าซจะติดต่อกับคอนเดนเซอร์โดยมันจะช่วยให้จำนวนหนึ่งของความร้อนในช่วงหดตัวมีมิติเท่ากัน แล้วป้องกันเรืออีกครั้ง เมื่อก๊าซถูกบีบอัด adiabatically สู่สถานะเดิมและปริมาณ

สายพันธุ์

ปัจจุบันมีหลายประเภทของเครื่องยนต์ความร้อนที่ทำงานบนหลักการที่แตกต่างและเชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน พวกเขาทั้งหมดมีประสิทธิภาพของพวกเขา เหล่านี้รวมถึงต่อไปนี้:

•เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ลูกสูบ) ซึ่งเป็นกลไกที่เป็นส่วนหนึ่งของการเผาไหม้พลังงานเคมีน้ำมันเชื้อเพลิงที่ถูกแปลงเป็นพลังงานกล อุปกรณ์ดังกล่าวอาจจะเป็นก๊าซและของเหลว แยกแยะความแตกต่าง 2 และ 4 จังหวะเครื่องยนต์ พวกเขาอาจจะมีรอบการทำงานของการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง ในการเปรียบเทียบกับการเตรียมของผสมน้ำมันเชื้อเพลิงดังกล่าวเป็นเครื่องมือ carbureted (กับการก่อตัวผสมภายนอก) และดีเซล (ภายใน) โดยประเภทของแปลงพลังงานจะแบ่งออกเป็นลูกสูบเจ็ทกังหันและรวม ประสิทธิภาพของเครื่องดังกล่าวไม่เกินเป้าหมาย 0.5

เครื่องยนต์•สเตอร์ลิง - อุปกรณ์ในการที่สารทำงานอยู่ในสถานที่คับแคบ มันเป็นชนิดของเครื่องยนต์สันดาปภายนอก หลักการของการดำเนินงานจะขึ้นอยู่กับร่างกายระบายความร้อน / ความร้อนเป็นระยะเพื่อผลผลิตพลังงานเนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงในปริมาณของมัน นี้เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

•กังหัน (หมุน) เครื่องยนต์ที่มีการเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิงภายนอก โรงงานดังกล่าวเป็นที่พบมากที่สุดสถานีไฟฟ้าพลังความร้อน

•กังหัน (ใบพัด) เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ในโรงไฟฟ้าความร้อนในโหมดสูงสุด ไม่มากร่วมกันกับคนอื่น ๆ

•เครื่องยนต์ Turbinovintovoy เนื่องจากบางส่วนของสกรูสร้างแรงผลักดัน ส่วนที่เหลือเขาได้รับเนื่องจากก๊าซไอเสีย โครงสร้างของมันคือเครื่องยนต์โรตารี (กังหันก๊าซ), เพลาของการที่จะผลักใบพัด

ประเภทอื่น ๆ ของเครื่องยนต์ความร้อน

•ขีปนาวุธ turbojet และ เจ็ทเครื่องยนต์ ซึ่งจะได้รับแรงผลักดันอันเนื่องมาจากผลกระทบของก๊าซไอเสีย

•ไดรฟ์ solid-state จะถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงแข็ง ในการดำเนินงานก็ไม่ได้เปลี่ยนระดับเสียงของตนและรูปร่าง เมื่อใช้งานอุปกรณ์ที่ใช้คือความแตกต่างของอุณหภูมิขนาดเล็กมาก

ในฐานะที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพ

ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนเป็นไปได้หรือไม่? คำตอบจะต้องขอในอุณหพลศาสตร์ มันศึกษาการเปลี่ยนแปลงร่วมกันของชนิดที่แตกต่างของพลังงาน มันได้รับการยอมรับว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะแปลงพลังงานความร้อนที่มีอยู่ในเครื่องใช้ไฟฟ้า, เครื่องจักรกลและม. เอ็นสำหรับเรื่องนี้แปลงให้เป็นความร้อนที่เกิดขึ้นโดยไม่มีข้อ จำกัด ใด ๆ นี้เป็นไปได้เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าธรรมชาติของพลังงานความร้อนตามระเบียบ (วุ่นวาย) การเคลื่อนไหวของอนุภาค

แข็งแรงร่างกายจะอุ่นขึ้นดังนั้นจะย้ายส่วนประกอบโมเลกุลของมันได้เร็วขึ้น การเคลื่อนที่ของอนุภาคจะเป็นยังเอาแน่เอานอนมากขึ้น พร้อมกับนี้ทุกคนรู้ว่าคำสั่งที่สามารถเปิดได้อย่างง่ายดายในความสับสนวุ่นวายซึ่งเป็นเรื่องยากมากที่จะจัดระเบียบ