Fizică § 5
§ 5. motoare termice.
1. motoare termice.
motoare termice partea interioară transformată în energie mecanică a sistemului și astfel de lucru mecanic face.
Pentru funcționarea motorului termic trebuie să aibă trei corpuri: (. Figura 5.1) un mediu de încălzire și de răcire de lucru.
motorul termic cicluri de lucru. Primirea din boiler se încălzește o cantitate Q1. fluidul de lucru se dilată și se efectuează lucru mecanic A. apoi resetărilor # 150; Acesta este comprimat, iar porțiunea necheltuite a căldurii Q2 dă frigider.
într-un singur ciclu este egal cu lucrul mecanic:
A = Q1 # 150; Q2,
și eficiență motorul termic se calculează cu formula:
În primul randamentul motorului cu aburi nu depășește 10 # 150; 15%. eficiență turbine cu abur moderne utilizate în centrale electrice, aproape 25%, în timp ce gazul turbinele se ajunge la 50%. Motoarele cu ardere internă eficiență 40 # 150; 45%, iar motoarele turboreactoare este 60 # 150; 70%.
Este imposibil de a crea un motor termic, care este toată căldura primită de la sistemul de încălzire pentru a transforma în lucru mecanic.
Aceasta este o formulare alternativă a doua lege a termodinamicii.
2. Echipament frigorific.
instalații frigorifice (pompe de căldură) prin pompare de căldură dintr-un corp „rece“ a încălzit din cauza lucrărilor mecanice.
Deoarece căldura în această direcție nu pot fi transmise în mod spontan, unitățile de refrigerare funcționează pe sursa de energie externă. Dacă extins, fluidul de lucru care elimină o anumită cantitate de corp rece Q2 de căldură. urmată de lucru mecanic Un fluid de lucru este comprimat la o temperatură ridicată, în care corpul încălzit este transferat la cantitatea de căldură Q1 (fig. 5.2).
Cantitatea de căldură este luat dintr-un corp rece, este:
Q2 = Q1 # 150; A,
și eficiența sistemului de refrigerare este determinată de coeficientul de performanță:
Pompa de căldură (sistem de refrigerare) poate fi folosit ca o mașină de încălzire. Principiul de funcționare în acest caz rămâne aceeași # 150; căldura este transferată de la un mediu „rece“ în spațiul încălzit datorită lucrului mecanic. Eficiența mașinii este determinată de încălzirea coeficientului de încălzire:
Fig. 5.3 ilustrează o unitate de dispozitiv frigider de uz casnic. Aparatul este format dintr-un compresor 2, condensatorul 1, robinetul 4 și evaporatorul 3.
gaz Freon prin intermediul unui motor electric acționat compresor, este comprimat în condensator și devine lichid. Când comprimați disipa căldura în mediul înconjurător. După lichid supapă freon deschiderea automată intră în vaporizator. Trecând la presiune scăzută trece în stare gazoasă, freonul se răcește și se colectează căldura din congelator.
3. Ciclul de lucru al motorului cu ardere internă.
Funcționarea motorului cu ardere internă este un patru cicluri (Figura 5.4):
am bătut # 150; admisie. 1, supapa de admisie se deschide, iar pistonul 2 se deplasează în jos în cilindru suge amestec carburant din carburator.
ciclul II # 150; compresie. Supapa de admisie se închide, iar pistonul se deplasează în sus, comprimă amestecul de combustibil, care este încălzit la o compresiune.
ciclul III # 150; accident vascular cerebral (ardere). Când pistonul ajunge în poziția sa superioară (când motorul este o mare viteză puțin mai devreme), amestecul a fost aprins de o scânteie electrică generată de scânteie. forța de presiune a gazului # 150; produsele de combustie fierbinți ale amestecului combustibil # 150; Acesta este împingând pistonul în jos. Mișcarea pistonului este transmisă la arborele cotit, iar acest lucru se face de lucru util. Producerea de muncă și extinderea, produsele de ardere sunt răcite, iar presiunea lor scade (capătul cursei la aproape atmosferică).
ciclul IV # 150; eliberare (evacuare). Deschide supapa de evacuare 3 și evacuare a produselor de ardere evacuate prin amortizorul în atmosferă.
Din cauza celor patru accidente vasculare cerebrale doar o treime lucrează la vehicule, în scopul de a obține o funcționare uniformă a motorului este pus patru, șase sau mai mulți cilindri montat pe un arbore comun, astfel încât la fiecare pas cel puțin un cilindru efectuează o cursă de lucru.
motor mai economic diesel, care ruleaza pe clase ieftine de combustibil. In cilindrul nu este absorbit amestec combustibil și aerul atmosferic. Produsă 11 # 150; compresie de 12 ori mai mare de aer. temperatura crește la 600 150 #, 700 ° C, La începutul celei de a treia cursa cu ajutorul injectorului, aerul comprimat, combustibilul este injectat în cilindru, care datorită temperaturii foarte ridicate de calcinare. Combustie aici continuă în mod semnificativ mai mare decât în motor carburator.
Fig. 5.5 ilustrează ciclul de lucru al motorului cu ardere internă din punctul de vedere al gazului care apar procese în aceasta pentru motor carburator (stânga):
expulzarea produselor de ardere (evacuare a continuat)
4. Un motor termic ideal.
În condiții ideale înseamnă motor termic, care are eficienta maxima pentru valori date ale T1 și T2 ale încălzitorului frigiderului.
Din a doua lege a termodinamicii, că, chiar și un motor termic ideală, eficienta de operare fără pierderi în principal sub 100% și se calculează cu formula:
Mediul de lucru într-un motor termic ideal este un gaz ideal, și funcționează pe ciclul Carnot (Figura 5.6.):
se extinde încet la o temperatură T1. gaz primește căldură de la Q1 încălzitorului
brusc se extinde, gazul este răcit la o temperatură T2
încet în scădere la o temperatură T2. de gaze dă energie termică Q2 frigider
brusc în scădere, gazul este încălzit la o temperatură T1