Heat mühərrik bir dövrü, iş səmərəliliyinin. istilik maşın ekoloji problemlər. Bu nədir - bir ideal istilik mühərrik?

istifadə üçün ehtiyac mexaniki enerji istehsalında istilik maşın yaranmasına gətirib çıxardı.

istilik mühərrikləri vahidi

Heat mühərrik (istilik mühərriki) - mexaniki enerji daxili enerji konvertasiya üçün bir cihaz.

Hər hansı bir istilik mühərriki qızdırıcısı, iş maye (qaz və ya buxar), istilik ilə iş görən (turbin mil fırlanma nəticəsində, piston hərəkət, və s) və soyuducu var. Aşağıdakı rəqəm istilik mühərriki bir diaqram göstərir.

istilik mühərrikləri əsasları addımlar

mühərrik səbəbiylə hər istilik mühərriki fəaliyyət. o mühərrik piston və ya turbin bıçaq hər tərəfdən üçün lazım olan iş üçün təzyiq fərqi idi. iş maye temperatur havanın temperaturu ilə müqayisədə dərəcə yüzlərlə və ya minlərlə artır aşağıdakılardır: Bu fərq bütün istilik mühərrikləri əldə edilir. In qaz turbinləri və daxili yanma mühərrikləri (ICE) görə yanacaq mühərriki ərzində yandırılmış ki, temperatur bir artımdır. Soyuducu soyutma və sərf buxar kondensasiya üçün atmosfer və ya xüsusi təyinatlı cihaz çıxış edə bilər.

Carnot dövrü

Cycle (tsiklik proses) - qaz vəziyyəti dəyişikliklər bir sıra, o, nəticədə (iş edə bilərsiniz) ilkin dövlət qaytarılır. 1824-ci ildə Fransız fizik Sadi Karno Bu iki proses ibarətdir istilik mühərrik dövrü (Carnot dövrü), üstünlüklü olduğunu göstərir - izotermik və adiabatik. izoterm, 2-3 və 4-1 - - adiabatik 1-2 və 3-4: Aşağıdakı rəqəm Carnot dövrü bir grafik göstərir.

istilik mühərrikləri enerji iş qorunması qanununa uyğun olaraq motorudur həyata olan:

A = Q ₁ - Q ₂

₁ harada Q - qızdırıcısı alınan istilik miqdarı ₂ Q - soyuducu Emanet ki, istilik məbləği.
Efficiency qızdırıcısı əldə istilik miqdarı mühərrik icra istilik mühərrik əməliyyat A nisbəti:

η = A / Q = (Q ₁ - Q ₂₎ / Q ₁ = 1 - Q ₂ / Q _1.

(1824) "yanğın motiv güc və bu güc inkişaf edə bilərlər maşın düşüncələr" adlı bir Carnot istilik mühərriki təsvir "bir iş bədən bir ideal qaz ilə ideal istilik mühərriki". Due temperatur T ₁ var istilik mühərrik soba ilə səmərəliliyinin (maksimum) _və temperatur T ₂ olan soyuducu hesablamaq olar termodinamika _{qanunlarına.} Carnot istilik mühərrik səmərəliliyi:

η _max = (T ₁ - T ₂₎ / T ₁ = 1 - T ₂ / T _1.

Sadi Karno temperatur T ₁ ilə qızdırıcısı və temperatur T ₂ kondensator ilə fəaliyyət istədiyiniz istilik real maşın, istilik mühərriki (ideal) səmərəliliyini artıq olardı səmərəliliyinin malik deyil ki, sübut etdi.

Daxili yanma mühərriki (ICE)

Dörd stroke daxili yanma mühərriki bir və ya daha silindrlər, bir piston, bir crank mexanizmi suqəbuledici və işlənmiş klapan, spark ibarətdir.

əməliyyat dövrü dörd vuruş ibarətdir:

1) əmzikli - yanacaq qarışıq silindrli daxil valve keçir;
2) Kompressor - həm klapan qapalı;
3) stroke - yanacaq qarışığı partlayıcı yanma;
4) Exhaust - atmosferə işlənmiş qazların buraxın.

buxar turbin

buxar turbin enerji dönüşüm görə giriş və çıxış su buxar təzyiqlər fərqi baş verir.
müasir buxar turbinləri Güc 1300 MW çatır.

1200 MVt buxar turbin bəzi texniki parametrləri

• Buxar təzyiqi (təzə) - 23,5 MPa.
• Steam temperatur - 540 ° C.
• Steam axını turbin - 3600 m / h.
• Rotor sürəti - 3000 rev / dəq.
• 3.6 kPa - kondensator olan buxar təzyiqi.
• turbin Length - 47.9 m.
• Mass turbin - 1900 m.

Thermal maşın hava kompressor, combustor və qaz turbin ibarətdir. FƏALİYYƏTİ: onun temperaturu 200 ° C və ya daha çox qaldırılmış belə adiabatically hava, kompressor daxil sucked olunur. Next, sıxılmış hava kerosin photogen yanacaq neft - yüksək təzyiq eyni zamanda maye yanacaq tədarük yanma kamera olur. 1500-2000 ° C temperaturda qızdırılıb hava yanacaq yanma zamanı genişləndirir və onun sürət artırır. hava yüksək sürətlə hərəkət və yanma məhsulları turbin yönəldilmişdir. mərhələ yanma turbin bıçaq səhnəyə keçid sonra kinetik enerji verir. turbin tərəfindən qəbul enerji Part kompressor fırlanma deyil; qalan hissəsi generator rotor, rotor təyyarə və ya dəniz gəmi, bir vasitə təkər üzərində istehlak edilir.

qaz turbin bir reaktiv mühərrik kimi, fırlanma təyyarə və gəmi vasitə təkərlər və ya vintləri yanaşı, istifadə edilə bilər. Hava və yanma qazlarının qaz turbini yüksək sürətlə ejected olunur, belə ki, bu müddətdə yaranır jet thrust təyyarə (təyyarə) və su (gəmi) gəmiləri, dəmir yolu nəqliyyat hərəkət etmək üçün istifadə edilə bilər. Məsələn, turboprop mühərrikləri təyyarələri AN-24, AN-124 ( "Ruslan"), Ru-225 ( "Dream") var. Belə ki, 700-850 km / saat uçuş sürəti "Dream" demək olar ki 15,000 kilometr məsafədə üzərində yük 250 ton daşıma qabiliyyətinə malikdir. Bu, dünyada ən böyük nəqliyyat təyyarəsi var.

istilik maşın ekoloji problemləri

iqlim Böyük təsir atmosfer şəraiti, karbon dioksid və su buxar xüsusilə olmasıdır. Belə ki, karbon dioksid məzmun dəyişikliyi karbon yer kosmosa daşıyır istilik bəzi udur olan istixana effekti artmasına və ya azalmasına gətirib çıxarır, atmosfer artır və beləliklə yerüstü temperatur və aşağı atmosfer gecikmələr. istixana effekti fenomen iqlim azaldılması mühüm rol oynayır. Onun olmadıqda, planetin orta temperatur ° C +15 və aşağı ilə 30-40 ° C. deyil

dünyanın bütün hava çirkliliyinin yarıdan çoxu yaratmaq vasitələrinin 300-dən çox milyon müxtəlif növ artıq var.

yanacaq yanma istilik enerjisi atmosferə 1 Over il kükürd oksidləri 150 milyon ton, 50 milyon ton ayrılıb azot oksidi, kül 50 milyon ton karbon qazı 200 milyon ton, 3 milyon ton Feona.

atmosferin tərkibi ultrabənövşəyi şüalarının zərərli təsirlərindən yer üzündə bütün həyat qoruyur ozon daxildir. . 1982-ci ildə John Fərman Britaniya explorer, Antarktida ozon deşik üzərində aşkar edilmişdir - atmosfer ozon məzmun müvəqqəti azaldılması. ozon deşik 7 oktyabr 1987-ci zirvəsində bu ozon miqdarı 2 dəfə azalmışdır. Ozon dəliyi yəqin ki, ozon qatının məhv xlor tərkibli Soyuducu agentlər (CFC) sənayesində istifadə, o cümlədən antropogen amillər nəticəsində. Lakin 1990-cı il təhsil alır. bu fikri təsdiq deyil. Çox güman ki, ozon dəliyi çıxması insan fəaliyyəti ilə bağlı deyil, təbii prosesdir. 1992-ci ildə ozon dəliyi Arktika üzərində aşkar edilmişdir.

Yer səthinin bütün atmosfer ozon qatı toplanması və atmosfer təzyiqi və 0 ° C temperaturda hava sıxlığı üçün qatılaşdırmaq, onda ozon qalxan qalınlığı 2-3 mm edir! Ki, bütün qalxan var.

tarixi bir bit ...

• Iyul 1769. Paris Meudon park hərbi metr bir neçə onlarla sürüb iki silindrli buxar mühərriki ilə təchiz edilib "od universal" üçün NZ Kyunyo mühəndis.
• 1885. Karl Benz, Alman mühəndis, 29 yanvar 1886 patent əldə 0,66 kW ilk dörd təkərli benzin avtomobil Motorwagen güc inşa. Machine sürəti 15-18 km / saat idi.
• 1891. Gottlieb Daimler, Alman ixtiraçı istehsal tramvay avtomobilin gücü 2,9 kW (4 at) sürücü. maksimal sürəti avtomobilin 10 km / saat çatır, müxtəlif modelləri gücü 2 5 ton edir.
• 1899. ilk dəfə onun avtomobil "Jamet Contant" ( "qane heç vaxt") Belçika K. Zhenattsi 100 kilometrlik xətt sürəti keçdi.

problemləri həll nümunələri

100 ° C. - qızdırıcı ideal istilik mühərriki temperatur 1. Problem K, və soyuducu temperatur 2000-ci bərabərdir səmərəliliyinin müəyyən etmək.

həll:
bir istilik mühərriki (maksimum) səmərəliliyini müəyyən formula:

N = T ₁ T ₂ / T _1.
n = (2000k - 373K) / 2000 K = 0,81.

A: mühərrik səmərəliliyi - 81%.

Problem 2. istilik istilik mühərrik 200 kJ yanacaq yanma ilə əldə, və 120 kJ istilik soyuq köçürüldü. mühərrik səmərəliliyi nədir?

həll:
səmərəliliyinin müəyyən edilməsi üçün formula forma var:

N = Q1 - Q2 / Q1.
n = (2 × 10 ⁵ J - 1.2 x 10 ⁵ J) / 2 x 10 ⁵ J = 0,4.

A: mühərrik istilik səmərəliliyi - 40%.

1.6 MJ istilik miqdarı aldıqdan sonra qızdırıcısı iş maye əməliyyat 400 kJ həyata zaman, istilik mühərrik səmərəliliyi nədir Məsələ 3.? Soyuducu transfer oldu istilik məbləği nə qədərdir?

həll:
Efficiency formula ilə müəyyən edilə bilər

N = A / Q _1.

N = 0,4 · 10 ⁶ J / 1.6 · 10 ⁶ J = 0,25.

Ötürülən soyuducu istilik miqdarı formula ilə müəyyən edilə bilər

Q ₁ - A = Q _2.
Q ₂ = 1.6 · 10 ⁶ J - 0,4 · 10 ⁶ J = 1.2 · 10 ⁶ J.
A: istilik mühərrik 25% səmərəliliyinin var; Soyuducu transfer istilik miqdarı - 1,2 · 10 ⁶ J.