Адиабаттык иши кандай болот?

жылуулук менен иш кыла турган жылуулук системасын куруу үчүн, кээ бир шарттарды түзүү керек. Биринчи кезекте, жылуулук кыймылдаткычы катары термодинамикалык жараяндардын саны укурук түзүү, туруучу режимде иштөөнү. Кыймылсыз поршень менен катышты тиркелген бир цикл газ натыйжасы, иштейт. Бирок партия машина бир аз бир цикл, ал бир нече жолу кайра-кайра кайталоо үчүн керек. убакыт бөлүнөт чындыгында белгиленген убакыттын ичинде кылган бардык иши дагы бир маанилүү түшүнүктү берет - бийлик.

XIX кылымдын орто ченинде, биринчи жылуулук мотору түзүлгөн. Алар иш болуп саналат, ал эми күйүүчү күйүү чыгарган жылуулук көп жумшашат. Бул теориялык заттык, сурап жатышат ", кантип жылуулук кыймылдаткычы газ ишти, ошондой эле? күйүүчү май бир аз көбү ишин кантип алууга болот? "

талдоо үчүн газ иштери , ал аныктамаларды, түшүнүктөрдүн бүтүндөй системасын киргизүү керек болчу. бардык аныктама жыйындысы жана "Инженердик Термодинамика" деп аталган толугу менен изилдөө аймагын, жараткан. Термодинамиканын, жол бир катар кабыл алынган, негизги жыйынтыкка калмак эмес. Tools орган - анын молекулалар өз ара эмес, нөл көлөмүнө кысылган болот убактылуу газ (табиятта бар болгон жок). Табигый чөйрөгө гана бар чыныгы газдарды десек жакшы аныкталган касиеттерге ээ ойдогудай газдын.

жумушчу суюктуктун динамикасынын моделин көрүү үчүн, ал сыяктуу негизги термодинамикалык жараяндарды сүрөттөп термодинамиканын, мыйзамдарын сунуш кылынды:

• isochoric чыгуу - жумушчу суюктуктун көлөмүн өзгөртпөстөн жүргүзүлөт жараяны. Шарттары isochoric жараян, V = Const;
• isobaric чыгуу - жумушчу суюктуктун басымын өзгөртпөстөн жүргүзүлөт жараяны. Шарттары isobaric жараян, P = Const;
• мүлкү (мүлкү) жараяны - белгилүү бир денгээлде температурасын сактоо менен жүзөгө ашырылат жараяны. Шарттары ишкана иштеп, T = Const;
• адиабаттык жараяны (адиабаттык, заманбап жылуулук куруу деп аталат, ошондуктан) - айлана-чөйрө менен жылуулук алмашуу жок космосто жасаган бир жараян. адиабаттык алуунун шарттары, С = 0;
• polytropic жараян - жогоруда аталган бардык термодинамикалык баяндалат жалпыланган жараян, ошондой эле бардык кыймылдуу поршень менен катышты аткарылышы үчүн башка мүмкүнчүлүктөр.

Биринчи жылуулук механизмдерин түзүү учурунда жогорку натыйжалуулугун (аткаруу баасы) алуу үчүн айлануу издеп. Sadi Carnot, термодинамикалык жараяндардын топтомун карап, андан кийин деген обу жок, анын айлануусун өнүктүрүүгө жөнөдү - Carnot айланышы. Бул ырааттуу анда адиабаттык кысуу жараянын, ишкана аткарган. Булар ишке ашыруу кийин жумушчу суюктук ички энергия запасына ээ, бирок, цикл жумушчу суюктук көбөйгөнүнө жана мүлкү жайылтуу ишин аткарат, андыктан, аягына чыга элек. айлампасын аягына жана алгачкы жумушчу суюктук параметрлери кайтуу үчүн, адиабаттык жайылтуу иши жүзөгө ашырылат.

Carnot анын айлампасынын натыйжалуулугу максимум жетет, ал эми эки гана isotherms жана температурадан көз каранды экенин далилдеди. жогору, алардын ортосундагы айырма, тиешелъълъгънё жараша, жогорку жылуулук натыйжалуулугу. Аракет Carnot айлануусун жылуулук машинасын түзүүгө жана ийгиликсиз болгон. Ал мүмкүн эмес идеалдуу цикл болуп саналат. Бирок ал чыгымдардын барабар иш, алуу мүмкүн эместиги жөнүндө, термодинамиканын экинчи укуктун негизги негизде далилдеген жылуулук энергиясы. аныктамалар бир катар Rudolf Clausius энтропия түшүнүгүн киргизген, ага ылайык, термодинамиканын экинчи мыйзамы (мыйзам) мыйзамга коюлган. анын изилдөө негизги корутундусу - энтропия жылуулук "өлүмгө" алып келет, өсүп жатат.

маанилүү жетишкендик энтропия өзгөртүү эмес, жумушчу суюктуктун аны ишке ашыруу боюнча адиабаттык жараянынын Clausius түшүнүгү болгон. Ошондуктан, адиабаттык жараян Clausius - с = Const болуп саналат. Бул жерде Кудайдын - технологиялык жылуулук берүү же алып салуу ишке ашырылат үчүн башка аталыш берет энтропия болуп саналат, - isentropic жараянын. Энтропия өсүшү бар жерде илимпоздор, мисалы, бир цикл жылуулук кыймылдаткычы издеп жатабыз. Бирок, тилекке каршы, ал түзө алган жок. Ошондуктан жылуулук кыймылдаткычы бардык түзүү мүмкүн эмес экенин байкоого болот.

Бирок, албетте, бардык изилдөөчүлөр эмес, терс өзгөрүүлөр болду. Алар жылуулук машиналар үчүн чыныгы орбиталарында издеп жатышты. Алардын издөө натыйжасында Николаус август Otto эми бензинге иштеп чебер ишке ашырылып жатат, анын цикл жылуулук системасын түзгөн. Бул жерде, жумушчу органдын жана isochoric жылуулук менен камсыз кылуу (дайыма катуу отундун күйүү) жөнүндө адиабаттык кысуу менен жасаган иши, андан кийин адиабаттык экспансиясы (иш, анын көлөмүн көбөйтүү жүрүшүндө жумушчу каражаты тарабынан жүргүзүлөт), ошондой эле isochoric жылуулук алып салуу бар. Отто айлампасынын биринчи ичинен күймө кыймылдаткычты күйүүчү отун газ колдонулган. Ошондон көп убакыт өткөндөн кийин, ал бензин бууларды менен аба жана мотор жаты аларды тойгузуу аралашмасынан түзүү benzovozdushnoy болуп carburetors ойлоп тапкан.

Отто-жылы цикл күйүүчү аралашмасы батышы, анын кысылып суммасы салыштырмалуу аз - күйүүчү май аралашмасы (кийин оор кыйынчылыктар, температура жарылып) жардырабыз деп аракеттенет. Ошондуктан, бир адиабаттык кысуу жүрүшүндө иш салыштырмалуу төмөн бойдон калууда. Бул жерде дагы бир түшүнүгүн киргизүү: кысуу катышы - кысуу көлөмү жалпы көлөмүнүн катышы.

энергиянын отун натыйжалуулугун жогорулатуу жолдорун табуу уланткан. кысуу топ көбөйтүү көрүнүп натыйжалуулугун көтөрүү. Руслан Diesel болгон, анын айлануу иштелип чыккан жылуулук менен жабдуу тынымсыз басым жүзөгө ашырылат (isobaric чыгууда). Анын цикл дизелдик отун (ошондой эле дизелдик отун катары белгилүү) колдонуу менен системалары үчүн негиз болгон. айлампасынын ичинде дизелдик отун аралашмасы кысылган эмес, жана аба. Ошондуктан, алар иш адиабаттык жүрүшүндө жүзөгө ашырылат деп айтылат. Ошондуктан мурун май инжектордук аркылуу жогорку кысуу-жылдын акырына карата төмөнкү температура жана басымдарда, ишке ашырылат. Бул күйүүчү аралашманы пайда ысык аба менен аралашып жатат. Ал күйүп, бул жумушчу суюктуктун ички энергияны жогорулатат. адиабаттык өсүшү менен андан ары газ, кыйылды иш жүргүзүлөт.

Diesel айлампасын жылуулук машиналары жок ишке ашыруу үчүн аракет кылып, ушунчалык Gustav Trinkler цикл Trinklera аралаш түзүлгөн. Ал эми бүгүнкү дизелдик чебер колдонуу. Trinklera тарабынан жылуулук айлануусунда isochore, анан isobars боюнча. Бул жумушчу суюктук жайылуу адиабаттык жараянын жүргүзүлөт кийин гана.

поршень жылуулук системалары жана турбинасы ишине окшош. Бирок, алардын газ пайдалуу адиабаттык экспансия-жылдын акырына карата жылуулук чыгаруу жараяны isobars тарабынан жүзөгө ашырылат. учак тууралуу, газ турбинасы кыймылдаткычтардын жана turboprop адиабаттык жүрүшүндө кысылуу жана жайылтуу учурунда эки жолу кездешет.

адиабаттык жараянынын бардык негизги түшүнүктөр эсептешүү нерсени сунуш кылынган актоо. адиабаттык индекси деп аталган маанилүү нарк, пайда жок. Анын бир эки атомдук газ үчүн маани (кычкылтек жана азот - абада азыркы башкы атомдук газдар) 1,4 барабар. колдонулган адиабаттык индексти эсептөө үчүн эки кызыктуу өзгөчөлүктөрү, тактап айтканда, жумушчу суюктуктун isobaric жана isochoric жылуулук мүмкүнчүлүгү бар. к = Cp / CV катышы - адиабаттык көрсөткүч болуп эсептелет.

жылуулук кыймылдаткычтарынын теориялык чен менен бир адиабаттык жараянын эмне үчүн колдонгон? Чынында polytropic жараянын жасаган, бирок алар жогорку чен боюнча пайда болгондугуна байланыштуу, аны менен айлана-чөйрөнүн ортосундагы жылуулук алмашуу жок алууга кабыл алынат.

электр энергиясынын 90% жылуулук электр өсүмдүктөр тарабынан иштелип чыгат. Алардын иш суюктуктун буу колдонулган. кайнак качан өндүрүлгөн. буу жумушчу дараметин жогорулатуу үчүн, ал ашыкча ысып турат. Андан кийин, жогорку басым ысып кеткен буу буу турбинасынын ташылууда. Ошондой эле адиабаттык жараян буу экспансиясына өткөрүлүп турат. Turbine тоголонуп кетсе, ал электр генераторлору өткөрүлүп берилет. Бул, өз кезегинде, керектөөчүлөр үчүн электр энергиясын өндүрөт. Буу жабдуулары Rankine айлампасынын иштейт. Идеалында натыйжалуулугу да басым жана температура менен буу жогорулашы менен байланыштуу.

Жогоруда көрүнүп тургандай, бир адиабаттык жараян бардык механикалык жана электрдик кыйгандан өндүрүү өтө таралган.