තාපය එන්ජිමේ කාර්යක්ෂමතාව. එන්ජිම තාප කාර්යක්ෂමතාව - තීරණය කිරීම සඳහා සූත්රය

යන්ත්ර විසින් විවිධ වැඩ තාපය එන්ජිමේ කාර්යක්ෂමතාව වැනි වැදගත් චරිතයක් නිරූපනය කරයි. සෑම වසරකම ඉංජිනේරුවන් අඩු ඉන්ධන සමග එය භාවිතා කිරීම හොඳම ප්රතිඵල ලබා දෙන බව තව තවත් දියුණු තාක්ෂණය නිර්මාණය කිරීමට උත්සාහ.

තාප එන්ජින් යන්ත්රය

ඔබ කියන දේ වටහා පෙර කාර්යක්ෂමතාව (කාර්යක්ෂමතාව), ඔබ මෙම යාන්ත්රණය ක්රියා කරන ආකාරය තේරුම් ගත යුතු වෙනවා. එහි මෙහෙයුම් මූලධර්ම පිළිබඳ දැනුම තොරව මෙම දර්ශකය ස්වභාවය හඳුනාගත නොහැක. තාප එන්ජින් අභ්යන්තර ශක්තිය භාවිතය හරහා වැඩ කරන්නේ බව උපකරණයක් වේ. පරිවර්ථනය කරන ඕනෑම තාප එන්ජිමක් තාප ශක්තිය ඉහළ උෂ්ණත්වවල දී භාවිතා කරන ද්රව්ය යාන්ත්රික, තාප පුළුල් කිරීම. ඝන-රාජ්ය පද්ධති පමණක් නොව හැකි ද්රව්යයක පරිමාව වෙනස්, පමණක් නොව, ශරීරයේ හැඩය. එවැනි එන්ජිමක් ඇති පියවර තාපගතික නියම වලට යටත් වේ.

මෙහෙයුම් මූලධර්මය

තාප එන්ජිමක් කරන්නේ කෙසේද? යන්න වටහා ගැනීම සඳහා, එය එහි නිර්මාණය පදනම සලකා අවශ්ය ය. උපාංගයේ මෙහෙයුම් සඳහා සිරුරු දෙකක් අවශ්ය වේ: උණුසුම් (තාපකයක්) සහ සීතල (ශීතකරණය, chiller). තාප එන්ජින් (තාපය එන්ජින් කාර්යක්ෂමතාව) ක්රියාත්මක කිරීම පිළිබඳ මූලධර්මය ඔවුන්ගේ කාරුණික මත රඳා පවතී. ගිනි උදුන තුළ ඉන්ධන දහනය ඕනෑම ආකාරයක - බොහෝ විට, ශීතකරණයක් වාෂ්ප කන්ඩෙන්සර් සහ තාපකයක් කටයුතු කරයි. කදිම උණුසුම් එන්ජින් කාර්යක්ෂමතාව, පහත සඳහන් වන සුත්රය වේ:

කාර්යක්ෂමතාව = (Tnagrev -.. Tholod) / Tnagrev. x 100% ක්.

මේ අවස්ථාවේ දී, සැබෑ මෝටර් කාර්යක්ෂමතාව කවදාවත් මේ සූත්රය අනුව ලබාගත් වටිනාකම් ඉක්මවා හැක. එසේම, මෙම රූපය කිසි ඉහත අගයන් ඉක්මවා ඇත. කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, බොහෝ විට ශීතකරණයක් තාපකයක් උෂ්ණත්වය උෂ්ණත්වය වැඩි සහ අඩු. මෙම ක්රියාවලිය දෙකම උපකරණ සැබෑ තත්ත්වය සීමා වනු ඇත.

කාර්යක්ෂමතාව තාපය එන්ජිම (සූත්රය)

ක්රියාත්මක, තාප එන්ජිමක් ක්රියාත්මක ගෑස් බලශක්ති අහිමි ආරම්භ වන අතර යම් උෂ්ණත්වය සිසිල් වන ලෙස සිදුවේ. අග සාමාන්යයෙන් අවට වායුගෝලය වඩා කිහිපයක් උපාධි වැඩි ය. මෙම සිසිල් උෂ්ණත්වය. සිසිල් හා පිටාර වාෂ්ප පසුව ඝනීභවන සඳහා නිර්මාණය එවැනි විශේෂ උපකරණයක්. කොහෙද ධාරිත්රක, පරිසර උෂ්ණත්වය පහත සමහර ශීතකරණය උෂ්ණත්වය වේ.

රත් හා ව්යාප්ත කිරීම මගින් තාපය එන්ජින් ශරීරය වැඩ කරන්න එහි සියලු අභ්යන්තර ශක්තිය යැවීමට හැකි නොවේ. තාපය සමහර සමග ශීතකරණය වෙත මාරු කරනු ඇත පිටාර වායු හෝ දුම්. තාපය මේ කොටස අභ්යන්තර ශක්තිය අනිවාර්යයෙන් ම අහිමි වේ. මෙම තාපකයක් විසින් ඉන්ධන දහන තුළ තරලය තාපය Q ₁ යම් ප්රමාණයක් _{ලැබෙනවා.} Q ₂ 1: මේ අනුව තාප ශීතකරණය කොටසක් සම්ප්රේෂණය වන අතරතුර තවත් වැඩ ඒ, සිදු _{කරයි.}

එන්ජිම කාර්යක්ෂමතාව බලශක්ති පරිවර්තනය සහ සම්ප්රේෂණය කාර්යක්ෂම නිරූපනය කරයි. මෙම දර්ශකය බොහෝ විට ප්රතිශතයක් වශයෙන් ගණනය කර ඇත. කාර්යක්ෂමතාව සූත්රය:

η * A / Qx100%, කිව් එහිදී - බලශක්ති වියදම්, සහ - ප්රයෝජනවත් වැඩ කටයුතු.

බලශක්ති සංරක්ෂණ නීතිය මත පදනම් වූ, අප කාර්යක්ෂමතාව සෑම විටම සමගිය වඩා අඩු බව නිගමනය කළ හැක. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, මේ වැදගත් කාර්යය කවදාවත් එය බලය අල්ලා ගත් වඩා වනු ඇත.

එන්ජිම කාර්යක්ෂමතාව - මෙම තාපකයක් මගින් වාර්තා කරන ලද වැඩ කිරීමට ප්රයෝජනවත් ශක්තිය අනුපාතය. එය සූත්රය ලෙස නියෝජනය කළ හැක:

η = (Q ₁ -q ₂₎ / Q ₁ Q _1, එයද - මෙම තාපකයක් මඟින් ලැබී තාපය, සහ Q ₂ - ශීතකරණය දෙන්න.

වැඩ තාපය එන්ජින්

, තාප එන්ජිමක් මගින් සිදු කළ කාර්යය සූත්රය විසින් ගණනය කරනු ලැෙබ්:

ඒ = | Q _H | - | කටයුතු, කිව් _H - - මෙම තාපකයක් මඟින් ලැබී තාප ප්රමාණයක්, කිව් _X - තාප ප්රමාණයක් සිසිල් ලකුණු ලබා ඒ කොහේද, | Q _X.

කාර්යක්ෂමතාව තාපය එන්ජිම (සූත්රය):

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

ඔහු ඉදිරිපත් තාපය ප්රමාණය එන්ජිම කරවන වැඩ අතර අනුපාතය යි. තාප ශක්තිය එක් කොටසක් ලෙස මෙම ස්ථාන මාරු දී අහිමි කර ඇත.

Carnot එන්ජින්

තාප එන්ජින් උපරිම කාර්යක්ෂමතාව උපාංගය Carnot නිරීක්ෂණය කර ඇත. මෙය මේ පද්ධතිය සඳහා පමණක් එම තාපකයක් (TH) සහ සිසිල් (TX) යන නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතින සත්යයකි. අනුව කියාත්මක වන කාර්යක්ෂමතා තාපය එන්ජින් ද Carnot චක්රය , පහත සඳහන් වන සුත්රය මගින් තීරණය කරනු:

(ටී.එන් - TX) / ටී.එන් = - TX - ටී.එන්.

තාප ගති විද්යාවේ නීති හැකි වන අවසර උපරිම කාර්යක්ෂමතාව, ගණනය කිරීමට. ප්රථම වරට මෙම සංඛ්යා ප්රංශ විද්යාඥ හා ඉංජිනේරු Sadi Carnot ගණනය කර ඇත. ඔහු පරිපූර්ණ වායුවක් විසින් මෙහෙයවනු ලබන තාප එන්ජිමක්, නිර්මාණය කළේය. ඇය 2 isotherms සහ 2 වීමට නියමිතව තිබේ ක චක්රය ක්රියා කරයි. එය ක්රියා කරන ආකාරය ඉතා සරළ ය: වැඩ කරන තරල isothermally පුළුල් වන පරිදි ගෑස් තාපකයක් සමග යාත්රාවේ, ස්පර්ශ සපයා ඇත. මෙම අවස්ථාවේ දී එය ක්රියාත්මක තාපය හා එක්තරා ලබා ගැනීම. යාත්රාව සෑදීමේ පසු. එසේ තිබියදීත්, ගෑස් පුළුල් කිරීමට දිගටම, නමුත් adiabatically (පරිසරය සමග තාපය හුවමාරු තොරව). මේ කාලය වන විට, එහි උෂ්ණත්වය ශීතකරණය කාර්ය අඩු වේ. මෙම අවස්ථාව වන විට වායු එය සමහුමිතික හැකිලීමක් තාප එක්තරා දෙන පෝරුව කන්ඩෙන්සර්, සමග සම්බන්ධ වේ. ඉන්පසු නැවතත් යාත්රාව සෑදීමේ. ගෑස් මුල් රාජ්ය හා පරිමාව සඳහා adiabatically සම්පීඩිත විට.

විශේෂ

අද කාලයේ විවිධ ප්රතිපත්ති හා විවිධ ඉන්ධන මූල සම්පත් මත ක්රියාත්මක වන තාපය එන්ජින් වර්ග ගණනාවක් තියෙනවා. ඔවුන් සියලු ඔවුන්ගේ කාර්යක්ෂමතාව ඇත. මෙම පහත සඳහන් වේ:

• ඉන්ධන රසායනික ශක්තිය දහනය කොටසක්, යාන්ත්රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වන යාන්ත්රණයක් වන අභ්යන්තර දහන එන්ජිම (පිස්ටන්),. මෙවැනි උපාංග අතර වායු හා ද්රව විය හැකිය. 2- 4-stroke එන්ජින් වෙනස හඳුනා. ඔවුන් අඛණ්ඩව කියාත්මක යුතුකමක් චක්රය තිබිය හැක. එම ඉන්ධන මිශණ සකස් කිරීමට සාදෘශ්යයක් දී (බාහිර මිශ්රණයක් පිහිටුවීමත් සමඟ) කාබියුරේටඞ් එන්ජින් සහ ඩීසල් (අභ්යන්තර) වේ. ශක්ති පරිවර්තකය වර්ගය අනුව පිස්ටන්, ජෙට්, ටර්බයින සහ ඒකාබද්ධ වෙන් කරනු ලැබේ. එම යන්ත කාර්යක්ෂමතාව 0.5 ක ඉලක්කයක් ඉක්මවා නැත.

• ස්ටර්ලින් එන්ජිම - සහිත ඉඩ ඇත තරලය රඳවා ඇති උපකරණයකි. එය බාහිර දහන එන්ජින් කාරුණික වේ. එහි මෙහෙයුම් මූලධර්මය එහි පරිමාව වෙනස් නිසා බලශක්ති අස්වැන්න කාලාන්තර සිසිල් / උණුසුම් ශරීරය මත පදනම් වේ. මෙය වඩාත් කාර්යක්ෂම එන්ජින් එකක්.

• ටර්බයින් (භමණ) එන්ජිම ඉන්ධන බාහිර දහන සමග. එවන් ශාක වඩාත් පොදු තාප විදුලි බලාගාර වේ.

• මෙම ටර්බයින් (ෙරොටර්), අභ්යන්තර දහන එන්ජිම උපරිම ආකාරයෙන් තාප විදුලි බලාගාර සඳහා යොදා ගනු ලබයි. එසේ සාහසික පොදු අන් අය ලෙස.

• ඉස්කුරුප්පු සමහර හේතුවෙන් Turbinovintovoy එන්ජින් තෙරපුමක් ඇති කරයි. ඉතිරි ඔහු පිටාර වායු නිසා ලැබේ. එහි ව්යුහය භමණ එන්ජිම (වායු ටර්බයින), වන තවකෙක් අවර තල්ලු කර ඇත.

තාප එන්ජින් වෙනත් වර්ග

• මිසයිල, බමන සහ ජෙට් එන්ජින්, නිසා පිටාර වායු වූ බලපෑම් තෙරපුම ලබාගන්නා.

• ඝන-රාජ්ය ධාවකයන් ඝන ඉන්ධන ලෙස භාවිතා වේ. මෙහෙයුම දී, එය එහි පරිමාව වෙනස් කිරීම, හා හැඩය නැත. භාවිතා කරන උපකරණ ක්රියාත්මක කරන විට ඉතා කුඩා උෂ්ණත්ව වෙනස.

කාර්යක්ෂමතාව වැඩි විය හැකි නිසා

හැකි තාප එන්ජිමක් කාර්යක්ෂමතාව වැඩි යන්න එතුමා ෙමම සභාවට දන්වන්ෙනහිද? පිළිතුර තාපගති විද්යාවේ දී උත්සාහ කළ යුතුය. එය ශක්තිය, විවිධ වර්ගයේ අන්යොන්ය පරිවර්තනය අධ්යයනය කෙරේ. එය, විදුලි කාර්මික හා මීටර් සියලු ලබා ගත හැකි තාප ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කිරීමට නොහැකි බව තහවුරු වී ඇත. එන් මේ සඳහා ශක්තිය තාපය බවට ඔවුන් පරිවර්තනය ඕනෑම විසින් සීමා නියම කිරීම්වලින් තොරව සිදු වේ. මෙම නිසා තාප ශක්තිය ස්වභාවය අංශු disordered (ව්යාකූල) මත ෙයෝජනාවක් බව හැකි ය.

ශක්තිමත් ශරීරය උණුසුම් ඇත, එසේ වේගයෙන් එහි අංගයක් අණු ගමන් කරනු ඇත. අංශු චලනය වුවද වෙනස්වන සුළු බවට පත් වනු ඇත. මේ සමඟම, හැමෝම නියෝගය පහසුවෙන් සංවිධානය කිරීමට ඉතා දුෂ්කර වන, අවුල් බවට පත් කළ හැකි බව ඔහු දනී.