गठन, माध्यमिक शिक्षा र विद्यालय
गर्मी इन्जिन को दक्षता। एक गर्मी इन्जिन को दक्षता - सूत्र
आधुनिक वास्तविकताहरु गर्मी इन्जिन आवश्यक व्यापक सञ्चालन। बिजुली मोटर्स विफलता भइरहेको बेला तिनीहरूलाई विस्थापन गर्न धेरै प्रयासहरू। स्वायत्त प्रणाली पावर को संग्रह संग सम्बन्धित समस्या, ठूलो कठिनाई संग हल छन्।
आफ्नो दीर्घकालीन प्रयोगमा आधारित निर्माण शक्ति ब्याट्री प्रविधिको अझै पनि सान्दर्भिक समस्या। बिजुली वाहन को गति विशेषताहरु कार ती, आन्तरिक दहन इन्जिन टाढा छन्।
संकर इन्जिन सिर्जना पहिलो कदम एकदम पर्यावरण समस्या सुलझाने, महानगरीय क्षेत्रहरु मा noxious उत्सर्जन कम गर्न सक्छ।
एक सानो इतिहास
गतिज ऊर्जा मा बाफ को ऊर्जा परिवर्तन को संभावना पुरातन समयका देखि ज्ञात गरिएको छ। 130 ई.पू.: दार्शनिक Geron Aleksandriysky दर्शक बाफ खेलौना प्रस्तुत - eolipil। बाफ भरिएको क्षेत्र, उनको जेट देखि निकलती प्रभाव अन्तर्गत परिक्रमा आउनुभयो। आवेदन समयमा आधुनिक बाफ कल को यो प्रोटोटाइप फेला परेन।
धेरै वर्ष र शताब्दीमा दार्शनिक विकासको लागि यो सिर्फ एक आनन्द खेलौना छलफल भएको थियो। 1629 मा इटालियन डी Branca एक सक्रिय कल सिर्जना गरियो। जोडे गति मा ब्लेड प्रदान डिस्क सेट।
त्यो क्षण देखि बाफ इन्जिन को तीव्र विकास गर्न थाले।
गर्मी इन्जिन
को परिवर्तन को आन्तरिक ऊर्जा भागहरु र संयन्त्र प्रयोग को गति को ऊर्जा मा इन्धन गर्मी इन्जिन।
मिसिन को मुख्य भागहरु: एक हीटर (सिस्टम बाहिरबाट ऊर्जा प्राप्त), को काम शरीर (एक लाभदायक प्रभाव कार्य), रेफ्रिजरेटर।
को काम तरल पदार्थ उपयोगी कामको लागि आन्तरिक ऊर्जा पर्याप्त स्टक जम्मा गर्न लागि हीटर डिजाइन गरिएको छ। फ्रिज अतिरिक्त ऊर्जा टाढा लाग्छ।
दक्षता को मुख्य विशेषता गर्मी इन्जिन को दक्षता भनिन्छ। यो मात्रा ऊर्जा भाग उपयोगी काम खर्च हीटिंग मा व्यय के देखाउँछ। उच्च दक्षता, मेशिन को लाभप्रद सञ्चालन, तर यो मूल्य 100% भन्दा बढी छैन।
दक्षता को गणना
हीटर बाह्य प्राप्त क्यू 1 बराबर ऊर्जा गरौं। ऊर्जा दिएको फ्रिज क्यू 2 हुँदा उपकरण शरीर, काम एक प्रतिबद्ध।
संकल्पलाई आधारित, हामी दक्षता मूल्य गणना:
η = एक / क्यू 1। हामी मान्छु कि एक = क्यू 1 - क्यू 2।
यसैले गर्मी इन्जिन को दक्षता, जो को सूत्र η दिएको छ = (क्यू 1 - क्यू 2) / क्यू 1 = 1 - क्यू 2 / क्यू 1, अनुमति दिन्छ निम्न निष्कर्ष:
- दक्षता 1 (वा 100%) भन्दा बढी हुन सक्दैन;
- एक हीटर प्राप्त या त ऊर्जा, वा ऊर्जा दिएको रेफ्रिजरेटर को एक कमी मा वृद्धि हुनुपर्छ यो मात्रा विस्तार गर्ने;
- हीटर शक्ति इन्धन गुणस्तर परिवर्तन हासिल वृद्धि;
- ऊर्जा कम, फ्रिज दिन्छ, को इन्जिन को डिजाइन सुविधाहरू प्राप्त गर्न अनुमति दिन्छ।
एक आदर्श गर्मी इन्जिन
यस्तो इन्जिन सिर्जना सम्भव छ, अधिकतम (एक आदर्श मा - 100% बराबर) हुनेछ जो को दक्षता? फ्रान्सेली भौतिक र प्रतिभाशाली इन्जिनियर Sadi Carnot गर्ने प्रयास यस प्रश्नको जवाफ पत्ता लगाउनुहोस्। 1824 मा ग्याँसहरु मा निरन्तर को प्रक्रिया बारे आफ्नो सैद्धान्तिक गणना जारी गरेका थिए।
आदर्श मिसिन मा embodied आधारभूत विचार आदर्श ग्याँस संग आचरण उल्टाउन प्रक्रियाहरू छलफल गर्न सकिन्छ। तापमान टी 1 मा ग्याँस isothermally को विस्तार सुरु हुने। यो उद्देश्य लागि आवश्यक गर्मी को राशि, - क्यू 1 पछि गर्मी विस्तार बिना ग्याँस (एक adiabatic प्रक्रिया)। तापमान टी 2 पुगन पछि, ग्याँस फ्रिज ऊर्जा क्यू 2 पारित गरेर isothermally संकुचित छ। यसको मूल अवस्थामा ग्याँस फिर्ती adiabatically गरिन्छ।
सही गणना संग एक आदर्श Carnot गर्मी इन्जिन को दक्षता एक हीटर छ जो एक तापमान, गर्न ताप र ठंडा उपकरण बीचको तापमान फरक अनुपात छ। / टी 1 - η = (टी 2 टी 1): यो जस्तो देखिन्छ।
मेशिन, जो सूत्र सम्भावित थर्मल दक्षता फारम छ: η = 1 - टी 2 / टी 1, मात्र हीटर र कूलर तापमान को मूल्य मा निर्भर गर्दछ र 100 भन्दा बढी% हुन सक्दैन।
यसबाहेक, यस सम्बन्धमा एक गर्मी इन्जिन को दक्षता एकता मात्र फ्रिज बराबर हुन सक्छ भनेर प्रमाणित गर्न सक्षम निरपेक्ष शून्य तापमान। ज्ञात छ, यो मूल्य वही मुसीबत छ।
सैद्धान्तिक गणना Carnot कुनै पनि डिजाइन को एक गर्मी इन्जिन अधिकतम दक्षता निर्धारण गर्न अनुमति दिन्छ।
निम्नानुसार सिद्ध Carnot गरेको प्रमेय छ। एक आदर्श गर्मी इन्जिन दक्षता को नै मान भन्दा उच्च दक्षता छ गर्न सक्षम कुनै परिस्थितिमा मनपरी गर्मी इन्जिन।
सुलझाने समस्या को एक उदाहरण
उदाहरण 1 एक आदर्श गर्मी इन्जिन कस्तो दक्षता, हीटर तापमान 800 सी र फ्रिज तल 500 सी को तापमान हुँदा?
टी 1 = 800 ° C = 1073 K, ΔT = 500 ° C = 500 कश्मीर, η -?
समाधान:
परिभाषा द्वारा: η = (टी 1 - टी 2) / टी 1।
हामी थिए दिइएको छैन फ्रिज को तापमान, तर ΔT = (टी 1 - टी 2), यसैले:
η = ΔT / टी 1 = 500 कश्मीर / 1073K = 0.46।
उत्तर: दक्षता = 46%।
। 400 K - कारण ऊर्जा गर्न प्राप्त एक किलो जुल हीटर गर्मी इन्जिन यदि कूलेंट तापमान को हीटर को तापमान के हो उपयोगी काम 650 जे प्रदर्शन भने उदाहरण 2, एक आदर्श गर्मी इन्जिन को दक्षता निर्धारण?
Q 1 = 1 किलो जुल = 1000 जे एक = 650 जे, टी 2 = 400 कश्मीर, η - ?, टी 1 =?
समाधान:
यो कार्य मा, यो एक थर्मल स्थापना, को दक्षता जो सूत्र द्वारा गणना गर्न सक्छ:
η = एक / क्यू 1।
एक आदर्श गर्मी इन्जिन को सूत्र दक्षता प्रयोग गरेर हीटर को तापमान निर्धारण गर्न:
η = (टी 1 - टी 2) / टी 1 = 1 - टी 2 / टी 1।
गणितीय रूपान्तरणहरू प्रदर्शन, हामी प्राप्त:
टी 1 = टी 2 / (1- η)।
टी 1 = टी 2 / (1- एक / क्यू 1)।
हामी गणना:
η = 650 जे / 1000 जे = 0,65।
टी = 400 K 1 / (1- 650 जे / 1000 जे) = 1142.8 K.
उत्तर: η = 65%, टी 1 = 1142.8 K.
वास्तविक अवस्था
एक आदर्श गर्मी इन्जिन आदर्श प्रक्रियाहरू संग डिजाइन। काम मात्र इजोटेर्माल प्रक्रियाहरू मा गरिन्छ यो Carnot चक्रको ग्राफ यसद्वारासीमाबद्ध क्षेत्र रूपमा परिभाषित गरिएको छ।
वास्तवमा, तापमान परिवर्तन हुन सक्दैन सँगैको बिना प्रक्रिया मा ग्याँस स्थिति परिवर्तन प्रवाह लागि अवस्था सिर्जना गर्न। वरपरको वस्तुहरु गर्मी विनिमय बहिष्कार कुन यस्तो कुनै सामाग्री। Adiabatic प्रक्रिया पूरा गर्न असम्भव हुन्छ। गर्मी विनिमय ग्याँस तापमान को मामला मा आवश्यक परिवर्तन गर्नुपर्छ।
वास्तविक अवस्था सिर्जना थर्मल मिसिन को दक्षता इन्जिन को आदर्श दक्षता देखि एकदम फरक। वास्तविक इन्जिन मा प्रक्रियाहरु को प्रवाह यसको मात्रा परिवर्तन को प्रक्रिया मा पदार्थ काम को आन्तरिक तापीय ऊर्जा को विभिन्नता एक हीटर को गर्मी मात्रा आगमन र कूलर फिर्ती द्वारा क्षतिपूर्ति गर्न सकिन्छ भनेर छिटो हुन्छ भनेर याद गर्नुहोस्।
अन्य गर्मी इन्जिन
वास्तविक इन्जिन विभिन्न चक्र मा सञ्चालन:
- adiabatic परिवर्तन, एक बन्द पाश सिर्जना संग प्रक्रिया निरन्तर आवाज ओटो चक्र;
- डिजेल चक्र आइसोबार, adiabatic, isochore, adiabatic;
- ग्यास कल: स्थिर दबाव मा निरन्तर प्रक्रिया, adiabatic प्रतिस्थापित लुपमा बन्द गर्छ।
वास्तविक इन्जिन मा एक संतुलन प्रक्रियाहरू सिर्जना आधुनिक प्रविधिमा (तिनीहरूलाई आदर्श नजिक ल्याउन) सम्भव छैन। गर्मी इन्जिन को दक्षता पनि आदर्श गर्मी सेटिङ मा जस्तै तापमान अवस्था संग, एकदम कम छ।
तर यो आवश्यक छैन भूमिका गणना सूत्र दक्षता कम छ को Carnot चक्रको, यो छ, यो वास्तविक इन्जिन को दक्षता सुधार प्रक्रिया मा एक सन्दर्भ बिन्दु बन्नेछ।
दक्षता परिवर्तन तरिकाहरू
आदर्श र वास्तविक गर्मी इन्जिन को तुलना मार्फत, यो कि फ्रिज अन्तिम तापमान मनपरी हुन सक्दैन उल्लेख गर्नुपर्छ। सामान्यतया फ्रिज माहौल विश्वास गर्छन्। वातावरण केवल अनुमानित गणना को तापमान लिन। अनुभव यो आन्तरिक दहन इन्जिन (DVS रूपमा संक्षिप्त) मा हुन्छ रूपमा कूलेंट तापमान, इन्जिन मा निकास ग्याँस छ भनेर देखाउँछ।
DIC - सबैभन्दा गर्मी इन्जिन हाम्रो संसारमा साधारण। यस मामला मा दक्षता गर्मी इन्जिन इन्धन जल द्वारा सिर्जना तापमान मा निर्भर गर्दछ। DIC बाफ इन्जिन बाट आवश्यक फरक फ्युजन हीटर कार्य र एक हावा-इन्धन मिश्रण मा सञ्चालन उपकरण शरीर छ। मिश्रण जल इन्जिन को सार्दा भागहरु मा दबाव सिर्जना गर्छ।
को काम ग्याँस तापमान हुर्काउनु एकदम ईंन्धन को गुण परिवर्तन हासिल छ। दुर्भाग्यवश, यो सीमा बिना गर्न असम्भव छ। इन्जिन दहन कोठामा को निर्माण को कुनै पनि सामाग्री यसको पग्लिने बिन्दु छ। यस्तो सामाग्री को थर्मल प्रतिरोध - इन्जिन को आधारभूत विशेषता, साथै एकदम को दक्षता असर गर्न।
मान इन्जिन दक्षता
हामी विचार भने बाफ कल, 800 K बराबर छ जो काम बाफ उपखाडी को तापमान र निकास ग्याँस - 300 कश्मीर, मेशिन को दक्षता 62% बराबर छ। वास्तविकता मा, तथापि, यो मूल्य 40% भन्दा बढी छैन। यो कमी ताप कल आवास समयमा गर्मी हानि कारण हुन्छ।
आन्तरिक दहन इन्जिन को दक्षता को उच्चतम मूल्य 44% भन्दा बढी छैन। निकट भविष्यमा प्रश्न - यो मूल्य वृद्धि। सामाग्री को गुण परिवर्तन, इन्धन - यो जो माथि मानिसजातिको सर्वश्रेष्ठ मन रोजगार समस्या छ।
Similar articles
Trending Now