Pêvajoya adiabatic çi ye?

To avakirina engine germê, ku dikare karê bi bikaranîna germa bikin, divê hûn ji bo afirandina şert û mercên hin. Berî her tiştî, engine germê de ji bo di moda Cyclic, li cihê ku hejmara yên pêvajoyên thermodynamic miştûmir bo afirandina çerxeke kar. Di encama gaza cycle di cylinder bi piston movable pêvekirî, dixebite. Lê belê yek cycle bo makîneyeke hevîrê demeke kurt, divê ev yek li ser û li ser careke din ji bo demekê iterate. Di vê xebatê de total kirin di dema amadekirî di rastiyê de dabeş destê dem dide din têgîna girîng - desthilatê.

Di nîvê sedsala XIX, motorên germa yekem de hatine afirandin. Ew kar in, di heman demê de derbas mêjera zêdetir ji germiya ku ji aliyê şewitandina sotemeniyê. Ev piştre bû ku Fizîknas teorîk bipirsin, "çawa kar gazê di engine germê? How to get herî karê bi a herî kêm yên sotemeniya? "

Ji bo pêkanîna vê analysis of the berhemên gazê , ew bû ku ji bo danasîna sîstema hemû salixdanên û têgehên. Kompozîsyona hemû bi biryara û qada lêkolînê hemû, bi navê "Thermodynamics Engineering" afirandin. Di Thermodynamics, ji aliyê hejmareke ji hîpotezên hate qebûl kirin, wê ji encamên serekî detract ne. Tools bedena - gazê ephemeral (di xwezayê de heyî ne) ku dikare ji bo volume zero ku molekulên xwe re dipeyvin ne daxînin. Li hawîrdora xwezayî de hene, bi tenê gazên rast, ku milkên baş naskirî yektirí ji gazê îdeal.

Ji bo dîtina modeleke ji dînamîkên ji şevûrojekê de dixebitin, ev qanûn ji Thermodynamics, ku pêvajoyên bingehîn thermodynamic wek salix pêşniyarkirin:

• pêvajoya isochoric - pêvajoya ku bêyî guhertina volume ya herkoyî kar dikê. Şert û mercên pêvajoya isochoric, v = const;
• pêvajoya isobaric - pêvajoya ku bêyî guhertina zextên di şevûrojekê de kar dikirin. Şert û mercên pêvajoya isobaric, P = const;
• isothermal (isothermal) pêvajoya - pêvajoya ku pêk herçend germiya di asta tesbît kirin. Şert û mercên pêvajoya isothermal, T = const;
• pêvajoya adiabatic (adiabatic, da ku li Engineering Termal a modern navê) - a pêvajoyê, li qada bê danûstandina germ û bi jîngeha çêkirin. Şertên ji pêvajoya adiabatic, q = 0;
• pêvajoya polytropic - pêvajoya giştî ku salixdana hemû pêvajoyên thermodynamic li jor, li gel hemû derfetên din jî ji bo mîaserkirina di cylinder bi piston movable e.

Di dema çêkirina yên motorên germa peryoda yekê ya ku ji bo bilind berevpêşbirina (qatjimara ji performance) lêgerînkirin. di dewra Carnot - Sadi Carnot, lêkolîna komek ji pêvajoyên thermodynamic, li gorî dilê xwe ji bo pêşxistina cycle xwe, piştî wî re ku navê wî çû. Ev sequentially pêk isothermal, paşê pêvajoya compression adiabatic. The şevûrojekê de dixebitin, piştî ku bi piyadekirina van pêvajoyên a yedeka enerjiya hundir, di heman demê de di dewra temam bûye ne, da ku di şevûrojekê de kar berfireh e û performs pêvajoya aştiyê isothermal. Ji bo dawîkirina cycle û vegerin destpêkê de Parametreyên şevûrojekê de dixebitin, pêvajoya aştiyê adiabatic vegerêne.

Carnot îspat kir ku berevpêşbirina di peryoda wê ya herî zêde digihîje, û bi tenê li ser Germiya ji du isotherms girêdayî ye. The mezintir Ferqa di navbera wan de, ji bo berevpêşbirina beserí termal mezintir. Hewldanên ji bo avakirina engine germiya cycle Carnot û hatine nűkirin. Ev cycle îdeal ku nikare pêk bê ye. Lê wî îsbat prensîpa sereke yên ku Şerîetê duyem ya Thermodynamics, li ser nemimkûnîya daketina karekî, ji bo mesrefên wekhev yên enerjiya termal. li gor ku Rudolf Clausius nasand têgeha entropy, hejmarek ji salixdanên qanûna duyemîn (qanûn) ji qanûna Thermodynamics mancên ku hatine. Di encamê de sereke ya lêkolînên xwe - entropy zêde dibin, ku dibe ji bo termal "mirin".

Dabînkirina herî girîng têgihîştina Clausius ji pêvajoya adiabatic li pêkanîna wê ya di şevûrojekê de kar entropîya nayê guhertin nayê bû. Ji ber vê yekê, di pêvajoya adiabatic Clausius - s = const e. Here s - pêvajoya isentropic - entropîya, ku navekî din ji bo ku pêvajoya tê kirin, bêyî ku tedarîkkirina an raneke germê, hatiye lidarxistin e. Zanyarên bi lêgerîna ji bo vê engine germa cycle dipêçin, bû zêdebûna entropy hene. Lê belê, mixabin, ev ew nikare biafirîne. Ji ber vê yekê li Rojava ku engine germê de ne, dikarin li hemû bên afirandin.

Lê ne hemû lêkolîner yên webcamê hat kirin, da reşbîn. Ew ji bo bi berdewamî rastî ji bo makîne termal digeriyan. Di encama lêgerînên xwe Nikolaus Otto Tebax engine germa cycle xwe, ku niha ji di motorên bi bez li ser benzînê pêkanîn afirandin. Li vir, di pêvajoya ji aliyê compression adiabatic ji bedenê kar û dabîn germa isochoric (combustion sotemeniyê li volume constant), wê berfirehkirina adiabatic (kar ji aliyê navîn kar di vê pêvajoyê de ji bo zêdekirina qebareya kirin), û rakirina germa isochoric hene. The yekem motorên şewat navxweyî yên di dewra Karin wek gazê sotemeniyê depokirin, hat bikaranîn. Çiqas paşê ew Pocket ku bûne benzovozdushnoy biafirîne pêkhênana hewa bi avên benzîn û xwedîkirina wan bi cylinder engine de hate kifşkirin.

Li Karin têkelê ardûyê daxînin ye, da ku miqdara compression yên biçûk xwe - sotemenî têkelê meyla teqîn heye (biteqe, dema ku zextên krîtîk û Germiya). Ji ber vê yekê, xebatên di pêvajoya compression adiabatic ya nisbî kêm e. Li vir em konsepta din nasandin: ratio compression de - mêrtiyê ya ji tevahiya qebareya bo volume compression de.

Vedîtina riyên zêdekirina berevpêşbirina sotemeniyê yên enerjiyê berdewam dike. Zêdebûna berevpêşbirina dît li zêdebûna rêjeya mêrtiyê compression de. Rudolf Diesel cycle wê li ku pêgehekî germê de tê kirin li zextê (di vê pêvajoyê de isobaric) hatiye pêşxistin. cycle wê bingehê ji bo motorên bikaranîna sotemeniya dîzel (wek sotemenî û mazotê tê zanîn) bû. Di peryoda têkelê sotemeniyê Diesel tê daxînin ne, û hewa. Ji ber vê yekê, ew jî dibêjin ku ew kar e ku di pêvajoya adiabatic çêkirin. Germahiya û zextên li dawiya compression bilind, wusa jî bi derziyê sotemeniyê nozzle tê lidarxistin. Ev e, bi hewa germ tevlihev ji bo avakirina têkelê de tine. Ev dişewite, ev enerjî navxweyî yên şevûrojekê de kar zêde dike. gazê berfirehtir ji aliyê berfirehkirina adiabatic ye, çêkirin, stroke dixebitin.

Hewl didin ji bo pêkanîna cycle Diesel motorên germa bi ser neket, cycle da Gustav Trinkler tevî hev afirand Trinklera. Û bikaranîna wê di motorên mazotê îro. Di dewra ji germê ji aliyê ak- Trinklera isochore, û paşê jî li isobars. Tenê piştî vê pêvajoya adiabatic yên berfirehkirina şevûrojekê de kar kiriye.

By analogy bi motorên germa piston û kar turbine. Lê pêvajoya xwe ya rakirina germê di dawiya vê vebûna adiabatic kêrhatî yên gazê bi isobars çêkirin. Li ser balafiran, motorên turbine gazê, û pêvajoya turboprop adiabatic du caran di dema compression û berfirehkirina pêk tê.

Ji bo rewakirina hemû têgînên bingehîn ên pêvajoya adiabatic kirine formûlên çareseriyê, pêşniyar kirin. xuya nirxekî girîng, bi navê index adiabatic hene. nirxê xwe ji bo a gazê diatomic - ji bo 1.4 wekhev (oksîjen û nîtrojenê gazên diatomic sereke niha li hewa ne). To hejmêrim index adiabatic bikaranîn, du taybetmendiyên balkêş, ango, kapasîteya germa isobaric û isochoric ji şevûrojekê de dixebitin. Rêjeya yên k = Cp / CV - nimînok a adiabatic e.

Çima bi kar tînin an pêvajoya adiabatic li cycles teorîk yên motorên germê? Di rastiyê de pêk pêvajoya polytropic, di heman demê de ji ber ku ji ber ku ew li rêjeya bilind biqewime, ew pejirandin, ji bo wezîfe û nebûna danûstandina germ û bi jîngehê.

90% ji elektrîkê bi santralên termal bipêşxistin. Di wan de wek herkoyî kar steam bikaranîn. Ev hilberandin dema kelandî de. Zêdekirina kapasîta kar ji bêtaqetîyê, lê superheated e. Hingê, ku fişara bilind steam superheated ji bo turbine steam peydakirî. Ev jî digire de cihê berfirehkirina steam pêvajoya adiabatic. Turbine dikujî rolling, ku ji jeneratorê elektrîkê veguhestin. Ku, li dora, şêwey elektrîkê ji bo Awropayê. trîbûnan Steam li ser cycle Rankine kar. Ya herî baş ew berevpêşbirina jî bi zêdebûna germahiya û zexta steam têkildarkirin.

Wekî ku ji jorê tê dîtin, di vê pêvajoyê de adiabatic di hilberînê yên enerjîya mekanîk û elektrîkê gelek hevpar e.