गर्मी इन्जिन: एक चक्र, काम दक्षता। थर्मल मिसिन को पर्यावरण समस्या। एक आदर्श गर्मी इन्जिन - यो के हो?

प्रयोग आवश्यकता यांत्रिक ऊर्जा को उत्पादन मा थर्मल मिसिन को उद्भव गर्न नेतृत्व गरेको छ।

गर्मी इन्जिन को एकाइ

गर्मी इन्जिन (गर्मी इन्जिन), - यांत्रिक ऊर्जा मा आन्तरिक ऊर्जा रूपान्तरण लागि उपकरण।

कुनै पनि गर्मी इन्जिन ताप द्वारा काम कार्य जो एक हीटर, काम तरल पदार्थ (ग्याँस वा वाष्प), (टरबाइन चुच्चो को परिक्रमा परिणामस्वरूप, पिस्टन चाल, त्यसैले र) र एक फ्रिज छ। तल आंकडा गर्मी इन्जिन को रेखाचित्र देखाउँछ।

गर्मी इन्जिन को मूल कुराहरु कदम

प्रत्येक गर्मी इन्जिन कामकाज इन्जिन कारण। उहाँले इन्जिन पिस्टन वा कल ब्लेड को या त पक्षमा गर्न आवश्यक कार्य गर्न दबाव फरक थियो। को काम तरल पदार्थ तापमान डिग्री सयौं वा हजारौं परिवेश तापमान संग तुलना गर्न वृद्धि गरिएको छ: निम्नानुसार यो फरक सबै गर्मी इन्जिन मा हासिल भएको छ। यो ग्याँस टर्बाइन र आन्तरिक दहन इन्जिन (Ice) कारण इन्धन इन्जिन भित्र जलेको छ भन्ने तथ्यलाई गर्न तापमान मा वृद्धि छ। फ्रिज ठंडा र खर्च बाफ संघनक लागि वातावरण वा विशेष उद्देश्य उपकरण कार्य गर्न सक्छ।

Carnot चक्र

चक्र (चक्रीय प्रक्रिया) - ग्याँस अवस्था परिवर्तन एक सेट, यो परिणामस्वरूप प्रारम्भिक अवस्थामा फिर्ता गरिएको छ (काम गर्न सक्छन्)। 1824 मा, एक फ्रान्सेली भौतिक Sadi Karno यो दुई प्रक्रियाहरू हुन्छन् जो गर्मी इन्जिन चक्र (को Carnot चक्र), गर्न लाभप्रद छ भनेर देखाइएको - को इजोटेर्माल र adiabatic। isotherm, 2-3 र 4-1 - - adiabatic 1-2 र 3-4: तलको आंकडा को Carnot चक्रको एक ग्राफ देखाउँछ।

अनुसार गर्मी इन्जिन को ऊर्जा काम संरक्षण को व्यवस्था संग जो कार्य इन्जिन छ:

एक = क्यू ₁ - क्यू _2,

₁ जहाँ क्यू - गर्मी को राशि हीटर प्राप्त छ जो, र ₂ क्यू - गर्मी को राशि फ्रिज गर्न consigned छ।
दक्षता हीटर प्राप्त छ जो गर्मी को मात्रा गर्न इन्जिन executes जो गर्मी इन्जिन अपरेसन को अनुपात छ:

η = एक / क्यू = (क्यू ₁ - क्यू ₂₎ / क्यू ₁ = 1 - क्यू ₂ / क्यू _1।

(1824) "आगोको मनसाय शक्ति र यो शक्ति विकास गर्न सक्षम छन् कि मिसिन मा विचार" मा नाम अन्तर्गत Carnot गर्मी इन्जिन वर्णन "एक काम शरीर छ जो एक आदर्श ग्याँस, संग आदर्श गर्मी इन्जिन।" कारण थर्मोडायनामिक्स को दक्षता (अधिकतम सम्भव) एक तापमान टी ₁ छ जो गर्मी इन्जिन हीटर _संग, र एक फ्रिज एक तापमान टी ₂ भइरहेको गणना गर्न सक्छन् को व्यवस्था _{गर्न।} Carnot गर्मी इन्जिन दक्षता छ:

η _{अधिकतम} = (टी ₁ - टी ₂₎ / टी ₁ = 1 - टी ₂ / टी _1।

Sadi Karno साबित एक इच्छित थर्मल वास्तविक मिसिन, जो संचालित एक हीटर संग तापमान टी ₁ र कंडेनसर मा एक तापमान टी ₂ छैन सक्षम गर्न दक्षता जो के भन्दा बढी भएको दक्षता को गर्मी इन्जिन (आदर्श)।

आन्तरिक दहन इन्जिन (Ice)

चार-स्ट्रोक आन्तरिक दहन इन्जिन एक वा बढी सिलेंडर, एक पिस्टन, एक सनकी संयन्त्र, सेवन र निकास वाल्व, स्पार्क comprises।

सञ्चालन चक्र चार स्ट्रोक हुन्छन्:

1) चूषण - इन्धन मिश्रण सिलेंडर मा वाल्व मार्फत बित्दै;
2) सङ्कुचन - दुवै वाल्व बन्द;
3) स्ट्रोक - को दहनशील मिश्रण को विस्फोटक दहन;
4) निकास - माहौल मा निकास ग्याँसहरु जारी।

बाफ कल

को भाप टरबाइन ऊर्जा रूपान्तरण कारण उपखाडी र आउटलेट मा जल वाष्प दबाबको को फरक गर्न हुन्छ।
आधुनिक बाफ टर्बाइन को शक्ति 1,300 मेगावाट पुग्न।

को भाप टरबाइन 1,200 मेगावाट को केही प्राविधिक मापदण्डहरू

• वाष्प दबाव (ताजा) - 23.5 MPA।
• को भाप तापमान - 540 ° सी
• स्टीम प्रवाह कल - 3600 m / घन्टा।
• रोटर गति - 3000 Rev / मि।
• 3.6 kPa - को संघनित्र मा वाष्प दबाव।
• कल लंबाई - 47,9 m।
• आम कल - 1900 मी।

थर्मल मिसिन एक हावा खुम्च्याउने, combustor र ग्याँस टरबाइन हुन्छन्। संचालन: adiabatically यसको तापमान 200 ° वा बढी सी गर्न खडा छ त, खुम्च्याउने मा हावा चूसा छ। अर्को, यो संकुचित हावा स्ट्रोक photogen इन्धन तेल - जहाँ उच्च दबाव साथ तरल इन्धन आपूर्ति दहन कोठामा प्रवेश गर्छ। 1500-2000 ° C को एक तापमान गर्न गरम हावा इन्धन को दहन समयमा, यो विस्तार र यसको वेग बढ्ने। हावा उच्च गति मा उत्प्रेरित गर्छ, र दहन उत्पादनहरु कल मा निर्देशित छन्। चरण स्टेज दहन कल ब्लेड गर्न संक्रमण पछि यसको गतिज ऊर्जा दिन्छ। टरबाइन प्राप्त ऊर्जा को भाग खुम्च्याउने परिक्रमा छ; बाँकी भाग बिजुली रोटर, रोटर विमान वा समुद्री पोत, एक वाहन पाङ्ग्रा मा खपत भएको छ।

ग्याँस टरबाइन, को rotational विमान र वाहन पाङ्ग्रा वा जहाज को propellers बाहेक, प्रयोग गर्न सकिन्छ एक जेट इन्जिनको रूपमा। हावा र दहन ग्याँसहरु ग्याँस टरबाइन देखि उच्च गति मा निकालेको हो, त्यसैले यो प्रक्रियामा खडा जो जेट thrust विमान (हवाइजहाज) र पानी (जहाज) जहाज, रेल परिवहन सार्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, turboprop इन्जिन विमान AN-24, एक-124 ( "रुस्लान"), आरयू-225 ( "सपना") छ। तसर्थ, 700-850 मी / घन्टा को एक उडान गति मा "सपना" लगभग 15,000 किलोमिटर दूरी भन्दा कार्गो को 250 टन पूरा सक्षम छ। यो संसारमा सबै भन्दा ठूलो परिवहन विमान छ।

थर्मल मिसिन को पर्यावरण समस्या

को जलवायु मा ठूलो प्रभाव वायुमण्डलीय अवस्था, कार्बन डाइअक्साइड र पानी वाष्प को विशेष उपस्थिति छ। यसरी, कार्बन डाइअक्साइड सामग्री परिवर्तन कार्बन डाइअक्साइड पृथ्वी ठाउँ मा radiates कि गर्मी केही अवशोषित जसमा ग्रीनहाउस प्रभाव मा वृद्धि वा कमी छ, तिर जान्छ, वातावरण बढ्छ र यसरी सतह तापमान र तल्लो वातावरणमा ढिलाइ। को ग्रीनहाउस प्रभाव को घटना जलवायु निवारण मा एक महत्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। यसको अभाव मा, ग्रह औसत तापमान ° C छैन +15 हुनेछ र द्वारा कम 30-40 ° सी

संसारमा त्यहाँ वाहन को जो सबै वायु प्रदूषण को आधा भन्दा बढी सिर्जना 300 लाख भन्दा बढी विभिन्न प्रकारका, अब छन्।

इन्धन को दहन देखि थर्मल पावर देखि माहौल वर्ष 1 भन्दा सल्फर आक्साइड को 150 लाख टन, 50 लाख टन विनियोजन गरिएको छ नाइट्रोजन आक्साइड, खरानी को 50 लाख टन कार्बन मोनोअक्साइड को 200 लाख टन, 3 लाख टन Feona।

वातावरण को संरचना पराबैंगनी रेज को हानिकारक असरहरू पृथ्वीमा सबै जीवन जोगाउँछ ओजोन सामेल छन्। । 1982 मा, जन Farman, ब्रिटिश अन्वेषक, अन्टार्कटिका ओजोन प्वाल भन्दा पत्ता थियो - वातावरण मा ओजोन सामग्रीको अस्थायी कमी। को ओजोन प्वाल 7 अक्टोबर 1987 को शिखर मा यो मा ओजोन को राशि 2 समयमा घट्यो छ। ओजोन प्वाल शायद क्लोरीन-समावेश freons (CFC), जो ओजोन तह नष्ट को उद्योग मा प्रयोग सहित anthropogenic कारक देखि परिणाम। तर, 1990 अध्ययन। यो दृश्य पुष्टि छैन। सायद, यो ओजोन प्वाल को उद्भव छैन मानव गतिविधिहरु गर्न सम्बन्धित छ, र प्राकृतिक प्रक्रिया हो। 1992 मा, ओजोन प्वाल आर्कटिक भन्दा पत्ता थियो।

पृथ्वीको सतह मा सबै वायुमण्डलीय ओजोन तह भेला र वायुमण्डलीय दबाव र 0 ° C को एक तापमान मा हावा को घनत्व यसलाई thicken भने ओजोन ढाल मोटाइ मात्र 2-3 मिमी छ! त्यो सारा ढाल हो।

इतिहास को एक बिट ...

• जुलाई 1769। पेरिस Meudon पार्क सैन्य मा NZ Kyunyo ईन्जिनियर मीटर को केही दसौं चलाए दुई-सिलेंडर बाफ इन्जिन संग सुसज्जित थियो "आगो गाडी", गर्न।
• 1885। कार्ल बेंज, एक जर्मन इन्जिनियर, पहिलो चार wheeled पेट्रोल कार Motorwagen 0.66 किलोवाट को 29 जनवरी 1886 एक प्याटेन्ट प्राप्त जो शक्ति, बनाए। मिसिन गति 15-18 मी / घन्टा थियो।
• 1891। Gottlieb डेम्लर, एक जर्मन आविष्कारक, निर्मित ट्रली ड्राइव शक्ति 2.9 किलोवाट (4 horsepowers) कार को। अधिकतम गति वाहन पुग्छ 10 मी / घन्टा, विभिन्न मोडेल मा क्षमता 2 5 टन हो।
• 1899। पहिलो पटक आफ्नो कार, "Jamet Contant" ( "सन्तुष्ट कहिल्यै") मा बेल्जियम K. Zhenattsi 100-किलोमिटर लाइन गति पार।

सुलझाने समस्या को उदाहरण

हीटर आदर्श गर्मी इन्जिन को तापमान 1 समस्या 2000 बराबर छ कश्मीर, र रेफ्रिजरेटर तापमान - 100 ° सी दक्षता निर्धारण।

समाधान:
एक गर्मी इन्जिन (अधिकतम) को दक्षता निर्धारण गर्छ सूत्र:

N = टी ₁ टी ₂ / टी _1।
N = (2000K - 373K) / 2000 K = 0.81।

एक: इन्जिन दक्षता - 81%।

समस्या 2। गर्मी को गर्मी इन्जिन 200 केजी इन्धन को दहन गरेर प्राप्त, र 120 केजी गर्मी कूलर हस्तान्तरण गरिएको थियो। इन्जिन को दक्षता के हो?

समाधान:
को दक्षता निर्धारण लागि सूत्र फारम को छ:

N = Q1 - Q2 / Q1।
N = (2 · 10 ⁵ जे - 1.2 x 10 ⁵ जे) / 2 · 10 ⁵ जे = 0.4।

एक: इन्जिन को थर्मल दक्षता - 40%।

समस्या 3. 1.6 MJ को गर्मी को राशि प्राप्त गरेपछि हीटर देखि काम तरल पदार्थ सञ्चालन 400 केजी प्रदर्शन गर्दा गर्मी इन्जिन को दक्षता छ के? फ्रिज हस्तान्तरण गरिएको थियो गर्मी को राशि के हो?

समाधान:
दक्षता सूत्र द्वारा निर्धारण गर्न सकिँदैन

N = एक / क्यू _1।

N = 0,4 · 10 ⁶ जे / 1.6 · 10 ⁶ जे = 0.25।

प्रसारित फ्रिज गर्मी मात्रा सूत्र द्वारा निर्धारण गर्न सकिँदैन

Q ₁ - एक = क्यू _2।
Q ₂ = 1.6 · 10 ⁶ जे - 0.4 · 10 ⁶ जे = 1.2 · 10 ⁶ जे
एक: गर्मी इन्जिन 25% को एक दक्षता छ; फ्रिज हस्तान्तरण गर्मी को मात्रा - 1.2 · 10 ⁶ जे