An éifeachtacht na n-inneall teasa. An éifeachtacht inneall teasa - Foirmle

a cheangal ar réaltachtaí nua-aimseartha innill teasa a oibriú leathan. iarrachtaí iomadúla a chur in ionad iad le mótar leictreach le linn dóibh a teip. Na fadhbanna a bhaineann le carnadh na cumhachta i gcórais uathrialacha, bhfuil réiteach le deacracht mhór.

fadhbanna fós ábhartha de mhonarú teicneolaíochta ceallraí cumhachta atá bunaithe ar a n-úsáid go fadtéarmach. Tá tréithe luas feithiclí leictreacha i bhfad ó sin i gcarranna, innill dócháin inmheánaigh.

Is féidir leis an chéad chéimeanna i gcruthú na n-inneall hibrideach a laghdú go suntasach na hastuithe díobhálacha i gceantair cathrach, a réiteach fadhbanna comhshaoil.

Stair beag

Tá an fhéidearthacht de chlaochlú fuinnimh gaile go fuinneamh cinéiteach curtha ar eolas ó am ársa. 130 RC: Philosopher Geron Aleksandriysky faoi bhráid an bréagán lucht féachana gaile - eolipil. Sféar líonadh le gal, tháinig sé i uainíochta faoi thionchar a thagann as a scairdeanna. Ní hé seo an fhréamhshamhail den tuirbín gaile nua-aimseartha ag tráth an iarratais le fáil.

Le blianta fada agus d'fhorbairt fealsamh haois measadh go raibh sé ach bréagán spraoi. In 1629 chruthaigh an hIodáile D. Branca tuirbín réamhghníomhach. Lánúineacha atá leagtha síos ag gluaiseacht an diosca ar fáil le lanna.

Ón am sin thosaigh an forbairt go mear na n-inneall gaile.

inneall teasa

An t-athrú ar an fhuinnimh inmheánach an bhreosla tháinig an fuinneamh foriarratais páirteanna innill agus meicníochtaí a úsáidtear i innill teasa.

príomhpháirteanna de mheaisíní: téitheoir (Córas ag fáil fuinneamh ó lasmuigh), (fheidhmíonn éifeacht tairbhiúil) an comhlacht ag obair, cuisneoir.

Tá an téitheoir deartha le haghaidh an sreabhach oibre a charnadh stoic go leor den fhuinneamh inmheánach d'obair úsáideach. Bíonn Cuisneoir shiúl fuinneamh breise.

Is é an tréith is mó de éifeachtúlacht a dtugtar an éifeachtúlacht na n-inneall teasa. Léiríonn an méid cén chuid den fhuinneamh a caitheadh i teasa an chaitear chun obair úsáideach. Ní féidir leis an airde an éifeachtúlacht, oibriú buntáiste an meaisín, ach tá sé seo luach níos mó ná 100%.

Ríomh éifeachtacht

Lig téitheoir fuinnimh a fuarthas go seachtrach ionann agus C _1. Uirlisí comhlacht tiomanta obair A, cé go raibh an a tugadh cuisneoir fuinnimh Q _2.

Bunaithe ar an gcinneadh, táimid ag ríomh an luach éifeachtúlacht:

η = A / C _1. Glacadh leis go A = Q ₁ - Q _2.

Dá réir sin an éifeachtúlacht an t-inneall teasa, tá an fhoirmle a thugtar le η = (Q ₁ - Q ₂₎ / C ₁ = 1 - Q ₂ / C _{1 ceadaíonn,} na conclúidí seo a leanas:

• Ní féidir le Éifeachtacht níos mó ná 1 (nó 100%);
• a uasmhéadú ar an méid mór méadú i gceachtar an fuinneamh a fhaightear ó téitheoir, nó laghdú fuinnimh a tugadh refrigerator;
• méadú an chumhacht téitheoir bhaint athrú cháilíocht bhreosla;
• a laghdú fuinneamh, tugann an cuisneoir, a cheadú a bhaint amach na gnéithe deartha na n-inneall.

An t-inneall teasa idéalach

An bhfuil an cruthú an t-inneall is féidir, an éifeachtúlacht a bheadh an t-uasmhéid (i idéalach - is ionann agus 100%)? Faigh an freagra don cheist seo iarracht fisiceoir Francach agus innealtóir cumasach Sadi Carnot. In 1824 Scaoileadh a ríomhaireachtaí teoiriciúil mar gheall ar na próisis a tharlaíonn sna gáis.

Is féidir leis an smaoineamh bunúsach chorprófar sa mheaisín idéalach a chur san áireamh iompar próisis inchúlaithe le gás idéalach. Ag tosú le leathnú an isothermally gáis ag teocht T _1. An méid teasa a is gá chun na críche sin, - Q _1. Tar éis gás gan leathnú teas (próiseas adiabatic). Tar éis a bhaint amach ar an teocht T _2, is é an gás iontu atá comhbhrúite isothermally ag dul thar an cuisneoir fuinnimh Q _2. Tá tuairisceán gáis chun a staid bhunaidh a dhéantar adiabatically.

Is é an éifeachtúlacht inneall teasa idéalach Carnot leis an ríomh cruinn an cóimheas idir an difríocht teocht idir an téamh agus gléas fuaraithe le teocht, a bhfuil téitheoir. Breathnaíonn sé mar seo: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Tá éifeachtacht teirmeach is féidir ar an meaisín, a fhoirmle an fhoirm: η = 1 - T ₂ / T ₁ ag _brath, ach amháin ar an luach na téitheoir agus with teocht agus a bheith níos mó ná 100%.

Ina theannta sin, cuireann an gaol aon a chruthú gur féidir leis an éifeachtacht na n-inneall teas a bheith comhionann leis aontacht ach amháin nuair a an cuisneoir iomlán náid teocht. Mar is eol, tá an luach unattainable.

ríomhaireachtaí teoiriciúil Carnot a cheadú chun a chinneadh an éifeachtacht uasta innill teasa d'aon dearadh.

Is theoirim cruthaithe Carnot mar seo a leanas. inneall teas treallach faoi chúinse ar bith ann a bhfuil éifeachtúlacht níos airde ná na luachanna céanna ar éifeachtacht inneall teasa oiriúnach.

Sampla de réiteach fadhbanna

SAMPLA 1. Cén éifeachtúlacht inneall teasa idéalach, nuair a bhíonn an teocht téitheoir 800 C agus teocht ^an cuisneoir 500 ^C thíos?

T ₁ = 800 ^{° C} = 1073 K, ΔT = 500 ^{° C} = 500 K, η -?

réiteach:

De réir sainmhínithe: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Ní Bhí muid ag a tugadh teocht an cuisneoir, ach ΔT = (T ₁ - T _2), dá bhrí sin:

η = ΔT / T ₁ = 500 K / 1073K = 0.46.

Freagra: éifeachtúlacht = 46%.

Sampla 2. Socraigh an éifeachtúlacht inneall teasa idéalach, más rud é mar gheall ar an fuinneamh a fuarthas ceann gciligiúil téitheoir dhéantar an obair úsáideach 650 J. Cad é an teocht an téitheoir an t-inneall teasa más teocht chuisnithe -. 400 K?

Q ₁ = 1 kJ = 1000 J A = 650 J, T ₂ = 400 K, η - ?, T ₁ =?

réiteach:

Sa tasc seo, tá sé suiteáil teirmeach, is féidir leis an éifeachtúlacht a ríomh de réir na foirmle:

η = A / C _1.

D'fhonn a chinneadh an teocht an téitheoir ag baint úsáide as éifeachtúlacht foirmle d'inneall teasa idéalach:

η = (T ₁ - T ₂₎ / T ₁ = 1 - T ₂ / T _1.

Oirfide claochluithe matamaiticiúla, mór dúinn a fháil:

T ₁ = T ₂ / (1- η).

T ₁ = T ₂ / (1- A / C _1).

ríomh againn:

η = 650 J / 1000 J = 0,65.

T = 400 K ₁ / (1- 650 J / 1000 J) = 1142.8 K.

Freagra: η = 65%, T ₁ = 1142.8 K.

coinníollacha iarbhír

An t-inneall teasa idéalach a ceapadh leis na próisis idéalach. Moltar an obair a dhéantar ach amháin i bpróisis isothermal, tá sé sainithe mar cheantar atá cuimsithe ag an graf ar an timthriall Carnot.

Go deimhin, a chruthú na coinníollacha maidir le sreabhadh na n-athruithe stádais gáis sa phróiseas, gan a ghabhann ní féidir athruithe i teocht a. Aon ábhar den sórt sin, rud a fhágann an malartú teasa leis na rudaí máguaird. Thiocfaidh chun bheith an próiseas adiabatic dodhéanta a chur i gcrích. Ní mór I gcás teocht gáis mhalartaithe teasa a athrú gá go.

An éifeachtacht de mheaisíní teirmeach a cruthaíodh i gcoinníollacha fíor difríocht shuntasach idir an éifeachtacht idéalach na n-inneall. Tabhair faoi deara go dtarlaíonn an sreabhadh próiseas i innill fíor chomh tapaidh nach féidir an t-athrú ar an fuinneamh teirmeach inmheánach substainte ag obair i mbun athrú a thoirt a chúiteamh trí sní isteach na cainníochta teas téitheoir agus tuairisceán with.

Innill teasa eile

oibriú innill Real ar timthriallta éagsúla:

• Otto timthriall próiseas toirt-tairiseach le hathrú adiabatic, a chruthú lúb dúnta;
• Diesel Iseabar timthriall, adiabatic, isochore, adiabatic;
• tuirbín gáis: próiseas a tharlaíonn ag brú tairiseach, adiabatic ionad Dúnann an lúb.

Cruthaigh próisis cothromaíochta i innill fíor (chun iad a thabhairt níos gaire don idéalach) sa teicneolaíocht nua-aimseartha is féidir. Is Éifeachtacht na n-inneall teasa i bhfad níos ísle, fiú leis na coinníollacha teocht chéanna atá leis san leagan teas idéalach.

Ach nach bhfuil sé riachtanach chun laghdú ar an éifeachtacht foirmle ról ríomh den timthriall Carnot, mar go bhfuil sé, bíonn sé ina phointe tagartha sa phróiseas chun éifeachtacht na n-inneall fíor.

Bealaí éifeachtúlachta a athrú

Trí chomparáid na n-inneall teasa idéalach agus iarbhír, ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil an teocht deiridh an cuisneoir ní féidir a bheith treallach. De ghnáth refrigerator gcreideann an t-atmaisféar. A chur ar an teocht is féidir an t-atmaisféar ríomhaireachtaí ach thart. Is léir ó thaithí go bhfuil an teocht chuisnithe an ngás sceite in innill, mar a tharlaíonn sé i innill dócháin inmheánaigh (giorraithe mar DVS).

DIC - an ceann is coitianta inár saol na innill teasa. Braitheann éifeachtacht inneall teasa sa chás seo ar an teocht cruthaithe ag breosla a dhó. Is é an difríocht riachtanach ó innill gaile DIC na feidhmeanna téitheoir chomhleá agus an comhlacht gléas feidhmiú i meascán aer-bhreosla. Dó meascán Cruthaíonn brú ar na codanna ag gluaiseacht an t-inneall.

Ardú ar an teocht gáis oibre Baintear é sin amach, ag athrú suntasach ar airíonna na breosla. Ar an drochuair, tá sé dodhéanta a dhéanamh gan teorainn. bhfuil aon leas ábhartha de thógáil an seomra dócháin inneall a leáphointe. An friotaíocht teirmeach na n-ábhar den sórt sin - an tréith bhunúsach an t-inneall, chomh maith le go mbeadh tionchar suntasach ar éifeachtúlacht.

éifeachtúlacht Luachanna inneall

Má cheapann muid an tuirbín gaile, teocht an inlet gaile oibre atá cothrom le 800 K, agus an sceite gáis - 300 K, is é an éifeachtúlacht an meaisín is ionann agus 62%. I ndáiríre, áfach, an luach nach mó ná 40%. Tarlaíonn sé seo mar gheall ar an laghdú ar chailliúint teasa i rith thithíocht tuirbín teasa.

Ní dhéanann an luach is airde ar an éifeachtacht na n-inneall dócháin inmheánach níos mó ná 44%. Mhéadú an luach - an cheist maidir le go luath amach anseo. Athrú ar an airíonna na n-ábhar, breosla - tá sé seo ina fhadhb thar a fhostaíonn an aigne is fearr an chine daonna.