የሙቀት ሞተር ብቃት። የሙቀት ሞተር ውጤታማነት - የፍቺ ቀመር

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 17:40

የብዙ ዓይነት ማሽኖች አሠራር እንደ የሙቀት ሞተር ብቃት ባለው ጠቃሚ አመላካች ይገለጻል። በየአመቱ መሐንዲሶች በነዳጅ ወጪዎች ዝቅተኛ በሆነ ወጪ በአጠቃቀሙ ከፍተኛውን ውጤት የሚያስገኙ ተጨማሪ የላቁ መሳሪያዎችን ለመፍጠር ይጥራሉ።

የሙቀት ሞተር መሳሪያ

ውጤታማነት ምን እንደሆነ ከመረዳትዎ በፊት ይህ አሰራር እንዴት እንደሚሰራ መረዳት ያስፈልጋል። የድርጊቱን መርሆች ሳያውቅ, የዚህን አመላካች ምንነት ለማወቅ አይቻልም. የሙቀት ሞተር ውስጣዊ ሃይልን በመጠቀም የሚሰራ መሳሪያ ነው። የሙቀት ኃይልን ወደ ሜካኒካል ኃይል የሚቀይር ማንኛውም የሙቀት ሞተር እየጨመረ በሚሄደው የሙቀት መጠን የንጥረቶችን የሙቀት መስፋፋት ይጠቀማል። በጠንካራ-ግዛት ሞተሮች ውስጥ የቁሳቁስን መጠን መቀየር ብቻ ሳይሆን የሰውነት ቅርጽንም መቀየር ይቻላል. የእንደዚህ አይነት ሞተር አሠራር ለቴርሞዳይናሚክስ ህጎች ተገዢ ነው።

የአሰራር መርህ

የሙቀት ሞተር እንዴት እንደሚሰራ ለመረዳት መሰረታዊ ነገሮችን ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋልየእሱ ንድፎች. ለመሳሪያው አሠራር ሁለት አካላት ያስፈልጋሉ: ሙቅ (ማሞቂያ) እና ቀዝቃዛ (ማቀዝቀዣ, ማቀዝቀዣ). የሙቀት ሞተሮች አሠራር መርህ (የሙቀት ሞተሮች ውጤታማነት) በአይነታቸው ላይ የተመሰረተ ነው. ብዙውን ጊዜ የእንፋሎት ማቀዝቀዣው እንደ ማቀዝቀዣ ይሠራል, እና በምድጃው ውስጥ የሚቃጠለው ማንኛውም ዓይነት ነዳጅ እንደ ማሞቂያ ይሠራል. የአንድ ተስማሚ የሙቀት ሞተር ውጤታማነት በሚከተለው ቀመር ይገኛል፡

ቅልጥፍና=(ቲያትር - ማቀዝቀዝ)/ ቲያትር። x 100%

በተመሳሳይ ጊዜ የእውነተኛ ሞተር ብቃት በዚህ ቀመር ከተገኘው ዋጋ በምንም ሊበልጥ አይችልም። እንዲሁም, ይህ አመላካች ከላይ ካለው እሴት ፈጽሞ አይበልጥም. ውጤታማነትን ለመጨመር ብዙውን ጊዜ የሙቀት ማሞቂያውን የሙቀት መጠን ይጨምሩ እና የማቀዝቀዣውን የሙቀት መጠን ይቀንሱ. እነዚህ ሁለቱም ሂደቶች በመሳሪያዎቹ ትክክለኛ የስራ ሁኔታዎች የተገደቡ ይሆናሉ።

የሙቀት ሞተር ብቃት (ቀመር)

የሙቀት ሞተር በሚሰራበት ጊዜ ጋዝ ሃይል ማጣት ስለሚጀምር እና ወደ አንድ የሙቀት መጠን ስለሚቀዘቅዝ ሥራ ይከናወናል። የኋለኛው አብዛኛውን ጊዜ ከከባቢ አየር ጥቂት ዲግሪዎች በላይ ነው. ይህ የማቀዝቀዣ ሙቀት ነው. እንዲህ ዓይነቱ ልዩ መሣሪያ የተነደፈው የጭስ ማውጫው የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (ኮንደንስ) በሚከተለው ጊዜ ለማቀዝቀዝ ነው. ኮንዲነሮች ባሉበት ቦታ የማቀዝቀዣው ሙቀት አንዳንድ ጊዜ ከአካባቢው የሙቀት መጠን ያነሰ ይሆናል።

በሙቀት ሞተር ውስጥ ሰውነታችን ሲሞቅ እና ሲሰፋ ስራ ለመስራት ሁሉንም የውስጥ ጉልበቱን መስጠት አይችልም። አንዳንድ ሙቀት ከጭስ ማውጫ ጋዞች ወይም እንፋሎት ጋር ወደ ማቀዝቀዣው ይተላለፋል። ይህ ክፍልየሙቀት ውስጣዊ ኃይል መጥፋቱ የማይቀር ነው. በነዳጅ ማቃጠያ ጊዜ፣ የሚሠራው አካል ከማሞቂያው የተወሰነ መጠን ያለው ሙቀት Q₁ ይቀበላል። በተመሳሳይ ጊዜ, አሁንም ቢሆን ኤ ስራ ይሰራል, በዚህ ጊዜ የሙቀት ኃይልን በከፊል ወደ ማቀዝቀዣው ያስተላልፋል: Q₂<Q_1.

ቅልጥፍና (Efficiency) በኃይል ልወጣና ማስተላለፊያ መስክ የሞተርን ብቃት ያሳያል። ይህ አመላካች ብዙውን ጊዜ እንደ መቶኛ ይለካል. የውጤታማነት ቀመር፡

ηA/Qx100%፣Q የወጪ ሃይል በሆነበት፣ኤ ጠቃሚ ስራ ነው።

በኃይል ጥበቃ ህግ ላይ በመመስረት ውጤታማነቱ ሁልጊዜ ከአንድ ያነሰ ይሆናል ብለን መደምደም እንችላለን። በሌላ አነጋገር፣ በእሱ ላይ ከሚወጣው ጉልበት የበለጠ ጠቃሚ ስራ በጭራሽ አይኖርም።

የሞተር ውጤታማነት ጠቃሚ ስራ በማሞቂያው ከሚቀርበው ሃይል ጋር ያለው ጥምርታ ነው። በሚከተለው ቀመር ሊወከል ይችላል፡

η=(Q₁-Q₂)/ Q₁፣ የት Q ₁ - ከማሞቂያው የተቀበለ ሙቀት፣ እና Q_{2 - ለማቀዝቀዣው ተሰጥቷል።}

የሙቀት ሞተር ስራ

በሙቀት ሞተር የሚሰራው ስራ በሚከተለው ቀመር ይሰላል፡

A=|Q_H| - |Q_X|፣ ሀ ሥራ ሲሆን፣ Q_H ከማሞቂያው የሚቀበለው የሙቀት መጠን፣ Q_{X - ለማቀዝቀዣው የሚሰጠው የሙቀት መጠን።}

የሙቀት ሞተር ብቃት (ቀመር):

|Q_H| - |Q_X|)/|Q_H|=1 - |Q_X|/|Q_H|

በሞተሩ ከተሰራው ስራ ጥምርታ ጋር እኩል ነው።ሙቀት. በዚህ ዝውውር ወቅት ከፊል የሙቀት ሃይል ጠፍቷል።

የካርኖት ሞተር

የሙቀት ሞተር ከፍተኛው ቅልጥፍና በካርኖት መሳሪያ ላይ ተጠቅሷል። ይህ የሆነበት ምክንያት በዚህ ስርዓት ውስጥ በማሞቂያው (Тн) እና በማቀዝቀዣ (Тх) ፍጹም የሙቀት መጠን ላይ ብቻ የተመካ ነው. በካርኖት ዑደት መሰረት የሚሰራ የሙቀት ሞተር ውጤታማነት በሚከተለው ቀመር ይወሰናል፡

(ቲን - Тх)/ Тн=- Тх - ቲን.

የቴርሞዳይናሚክስ ህጎች የሚቻለውን ከፍተኛውን ብቃት እንድናሰላ አስችሎናል። ለመጀመሪያ ጊዜ ይህ አመላካች በፈረንሣይ ሳይንቲስት እና መሐንዲስ ሳዲ ካርኖት ይሰላል. ጥሩ ጋዝ ላይ የሚሰራ የሙቀት ሞተር ፈጠረ። በ 2 isotherms እና 2 adiabats ዑደት ላይ ይሰራል. የአሠራሩ መርህ በጣም ቀላል ነው-የሙቀት ማሞቂያው ግንኙነት ወደ መርከቡ በጋዝ ያመጣል, በዚህም ምክንያት የሚሠራው ፈሳሽ በ isothermally ይስፋፋል. በተመሳሳይ ጊዜ ይሠራል እና የተወሰነ የሙቀት መጠን ይቀበላል. እቃው በሙቀት ከተሸፈነ በኋላ. ይህ ቢሆንም, ጋዝ መስፋፋቱን ይቀጥላል, ነገር ግን ቀድሞውኑ adiabatic (ከአካባቢው ጋር ያለ ሙቀት ልውውጥ). በዚህ ጊዜ የሙቀት መጠኑ ወደ ማቀዝቀዣው ይቀንሳል. በዚህ ጊዜ ጋዝ ከማቀዝቀዣው ጋር ይገናኛል, በዚህም ምክንያት በ isometric መጨናነቅ ወቅት የተወሰነ ሙቀት ይሰጠዋል. ከዚያም እቃው እንደገና በሙቀት የተሸፈነ ነው. በዚህ ሁኔታ ጋዙ ወደ መጀመሪያው መጠን እና ሁኔታ በአዲያቢቲካል ይጨመቃል።

ዝርያዎች

በእኛ ጊዜ በተለያዩ መርሆች እና በተለያዩ ነዳጆች ላይ የሚሰሩ ብዙ አይነት የሙቀት ሞተሮች አሉ። ሁሉም የራሳቸው ብቃት አላቸው። እነዚህም ያካትታሉየሚከተለው፡

• የውስጥ የሚቀጣጠል ሞተር (ፒስተን)፣ ይህም የሚቃጠለው ነዳጅ ኬሚካላዊ ሃይል በከፊል ወደ ሜካኒካል ሃይል የሚቀየርበት ዘዴ ነው። እንደነዚህ ያሉ መሳሪያዎች ጋዝ እና ፈሳሽ ሊሆኑ ይችላሉ. ባለ 2-ስትሮክ እና ባለ 4-ስትሮክ ሞተሮች አሉ። ያልተቋረጠ የግዴታ ዑደት ሊኖራቸው ይችላል. የነዳጅ ድብልቅን በማዘጋጀት ዘዴው መሰረት እንደነዚህ ያሉ ሞተሮች ካርቡረተር (ከውጭ ቅልቅል መፈጠር ጋር) እና ዲዝል (ከውስጥ) ናቸው. እንደ የኃይል መለወጫ ዓይነቶች, ፒስተን, ጄት, ተርባይን, ጥምር ተከፋፍለዋል. የእነዚህ ማሽኖች ውጤታማነት ከ0.5 አይበልጥም።

• ስተርሊንግ ሞተር - የሚሠራው ፈሳሽ በተዘጋ ቦታ ውስጥ የሚገኝ መሳሪያ። የውጭ ማቃጠያ ሞተር ዓይነት ነው. የክዋኔው መርህ በድምፅ ለውጥ ምክንያት የኃይል ማመንጫው አካልን በየጊዜው በማቀዝቀዝ / በማሞቅ ላይ የተመሰረተ ነው. በጣም ውጤታማ ከሆኑ ሞተሮች አንዱ ነው።

• ተርባይን (rotary) ሞተር ከውጭ የሚቃጠል ነዳጅ። እንደዚህ አይነት ጭነቶች ብዙ ጊዜ በሙቀት ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ ይገኛሉ።

• ተርባይን (rotary) ICE በሙቀት ኃይል ማመንጫዎች ከፍተኛ ሁነታ ላይ ይውላል። እንደሌሎች የተለመደ አይደለም።

• የቱርቦፕሮፕ ሞተር በፕሮፐረር ምክንያት የተወሰነውን ግፊት ይፈጥራል። ቀሪው የሚወጣው ከጭስ ማውጫ ጋዞች ነው. ዲዛይኑ የሚሽከረከር ሞተር (ጋዝ ተርባይን) ነው፣ በዘንጉ ላይ ፕሮፐለር የሚሰቀልበት ነው።

ሌሎች የሙቀት ሞተሮች

• ሮኬት፣ ቱርቦጄት እና ጄት ሞተሮች ከውድቀት የሚገፉማስወጫ ጋዞች።

• ጠንካራ-ግዛት ሞተሮች ጠጣርን እንደ ነዳጅ ይጠቀማሉ። በሚሠራበት ጊዜ የሚለዋወጠው የድምፅ መጠን ሳይሆን ቅርጹ ነው. የመሳሪያዎቹ አሠራር እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሆነ የሙቀት ልዩነት ይጠቀማል።

ቅልጥፍናን እንዴት ማሻሻል እንደሚቻል

የሙቀት ሞተርን ውጤታማነት መጨመር ይቻላል? መልሱ በቴርሞዳይናሚክስ ውስጥ መፈለግ አለበት. የተለያዩ የኃይል ዓይነቶችን የጋራ ለውጦች ያጠናል. ሁሉንም የሚገኙትን የሙቀት ኃይል ወደ ኤሌክትሪክ፣ ሜካኒካል ወዘተ ለመለወጥ የማይቻል መሆኑ ተረጋግጧል። ይህ ሊሆን የቻለው የሙቀት ኃይል ተፈጥሮ በተዘበራረቀ (የተመሰቃቀለ) የንጥሎች እንቅስቃሴ ላይ የተመሰረተ በመሆኑ ነው።

የሰውነት ሙቀት እየጨመረ በሄደ ቁጥር የሚፈጠሩት ሞለኪውሎች በፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ። ቅንጣት እንቅስቃሴ ይበልጥ የተሳሳተ ይሆናል። ከዚሁ ጋር ተያይዞ ስርአት በቀላሉ ወደ ትርምስ እንደሚቀየር ሁሉም ሰው ያውቃል ይህም ለማዘዝ በጣም ከባድ ነው።