Adyabatik jarayoni nima?

issiqlik yordamida ishni mumkin issiqlik dvigateli, qurish, muayyan shart-sharoitlar yaratish zarur. Avvalo, issiqlik Dvigatel ketma-ket termodinamik jarayonlar soni pastadir yaratish uchun bir uslub rejimida, faoliyat uchun. bir ko'char piston bir silindir ilova bir davr gaz, natijasi ishlaydi. Lekin bir ommaviy mashina bir oz, bir davr, bir necha marta qayta-qayta va yineleme kerak. vaqt bilan bo'lingan aslida oldindan belgilangan vaqt davomida amalga umumiy ish yana bir muhim tushunchani beradi - quvvat.

XIX asrning o'rtalarida birinchi issiqlik dvigatellari yaratildi. Ular ish bor, lekin yoqilg'i yonish tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik ko'proq mablag 'sarflaydi. Bu nazariy fiziklar ", so'rab qanday issiqlik dvigateli gaz ishni deb, keyin edi? Qanday yonilg'i minimal eng ishini olish mumkin? "

tahlil amalga oshirish uchun, gaz ishlar , bu ta'riflar va tushunchalar bir butun tizimini joriy etish kerak edi. Barcha belgilangan yig'indisi va "Muhandislik Termodinamik" deb nomlangan bir butun tadqiqot maydoni yaratildi. termodinamik yilda taxminlarga bir qator qabul qilingan, asosiy xulosalar eksiltmek emas. Asboblar tanasi - kimning molekulalari muloqotda bo'lmagan nol hajmi siqilgan mumkin vaqtinchalik gaz (tabiatda mavjud emas). Tabiiy sharoitda faqat mavjud real gazlar, ajratib bo'lmaydigan aniq xususiyatlarga ega ideal gaz.

ish suyuqlik dinamikasi modelini ko'rish uchun, u kabi asosiy termodinamik jarayonlar tasvirlab termodinamika, qonunlari taklif etildi:

• isochoric jarayon - ish suyuqligi hajmini o'zgartirmasdan turib, amalga oshirilgan, bir jarayon. Shartlari isochoric jarayoni, v = const;
• Isobaric jarayon - mehnat suyuqlik bosimini o'zgartirmasdan turib amalga oshiriladi bir jarayon. Shartlari Isobaric jarayoni, P = const;
• izotermik (izotermik) jarayoni - va biron-bir darajada harorat saqlab amalga oshiriladi bir jarayon. Shartlari izotermik jarayon, T = const;
• (Zamonaviy issiqlik muhandislik deb ataladi, shuning uchun adyabatik) adyabatik jarayon - bir jarayon, atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi holda kosmosda amalga. adyabatik jarayoni shartlari, q = 0;
• Politropik jarayon - bir ko'char piston bir silindir bajarish uchun yuqorida ko'rsatilgan barcha termodinamik jarayonlar, shuningdek, boshqa barcha imkoniyatlarni ta'riflaydi umumiy jarayon.

birinchi issiqlik dvigatellari yaratish davomida eng yuqori samaradorligini (bajarish koeffitsienti) olish uchun aylanishiga tintuv. Carnot davrlarini - Sadi Carnot, termodinamik jarayonlar majmuini o'rganish, taniydi, unga nomidagi uning aylanishi, rivojlantirishga yo'l oldi. Bu izchillik, keyin adyabatik siqish jarayonini izotermik amalga. Bu jarayonlarni amalga oshirish so'ng ish suyuqlik ichki energiya zahirasiga ega, lekin ish suyuqlik kengaytirilgan va izotermik kengayish jarayoni amalga oshiradi, shuning aylanishi, tugagani yo'q. jarayonda va dastlabki ishlash suyuqlik parametrlari qaytish uchun, adyabatik kengaytirish jarayoni amalga oshiriladi.

Carnot uning aylanishi tezkorlik bilan maksimal etib, va faqat ikki izoterik harorat bog'liq ekanini isbotladi. ular o'rtasida oliy farq, tegishli oliy issiqlik samaradorligi. Urinishlar Carnot davrlarini bir issiqlik dvigateli yaratish va muvaffaqiyatsiz edi. Bu amalga mumkin emas ideal davr hisoblanadi. Lekin u xarajatlari uchun teng ish, olish mumkin emasligi haqida, termodinamiğin ikkinchi qonuni asosiy tamoyilini isbotladi issiqlik energiyasi. ta'riflar bir qator qaysi Rudolf Clausius entropi konsepsiyasini joriy ko'ra, termodinamiğin ikkinchi qonuni (qonun) qonun belgilangan edi. Uning tadqiqot asosiy xulosa - entropi issiqlik "o'lim" olib keladi, bu esa, ortib bormoqda.

eng muhim yutuq entropiya o'zgarmaydi ish suyuqlik, uning amalga oshirishda adyabatik jarayonining Clausius tushunish edi. Shuning uchun, adyabatik jarayoni Clausius - s = const bo'ladi. Bu erda b - İzantropik jarayonini - jarayon ta'minlash yoki issiqlik, olishdan holda amalga oshiriladi uchun yana bir nom beradi entropiya, deb. entropi o'sish bor edi qaerda olimlar, masalan, bir davr issiqlik dvigateli izlaydi. Lekin, afsuski, bu u yaratib bo'lmadi. Shuning uchun issiqlik Dvigatel barcha yaratilgan bo'lishi mumkin emas, deb chetlatiladi.

Biroq hamma tadqiqotchilar shunday qayg'uli tuzilgan etildi. Ular issiqlik mashinalari uchun haqiqiy davrlarini uchun qidirishar edi. ularning qidirish natijasida Nikolaus Avgust Otto hozir benzin bilan ishlaydigan dvigatellar amalga oshirilmoqda uning aylanishi issiqlik dvigateli, yaratgan. Bu yerda, ishchi organi va isochoric issiqlik ta'minoti (doimiy hajmda yoqilg'i yonish) ning adyabatik siqilish tomonidan amalga jarayoni, keyin adyabatik kengaytirish (ish, uning hajmini oshirish jarayonida ish muhiti tomonidan amalga oshiriladi), va isochoric issiqlik olib tashlash bor. Otto tsikli birinchi ichki yonuv dvigatellari yonuvchan gaz ravishda ishlatilgan edi. Ancha keyin u benzin bug'lari bilan havo va vosita silindir ularni oziqlantirish qorishmasini yaratish benzovozdushnoy aylangan Karbüratörler ixtiro qilindi.

Otto aylanishi yonilg'i aralashmasi siqiladi, shuning uchun uning nisbatan kichik siqishni miqdori - yonilg'i aralashmasi portlash uchun, bir istagi bor (portlashi qachon muhim bosim va harorat). Shuning uchun, bir adyabatik siqish jarayonida ish nisbatan past bo'ladi. Bu yerda biz yana tushunchasini aytib: siqishni darajasi - siqish hajmi umumiy hajmining nisbati.

energiya yoqilg'i samaradorligini oshirish yo'llarini topish davom etdi. siqishni darajasi ortib ko'rgan ortishi. Rudolf Diesel issiqlik ta'minoti (Isobaric jarayonida) doimiy bosim amalga oshiriladi qaysi uning davrini ishlab chiqilgan. Uning asr (shuningdek, dizel yoqilg'isi sifatida tanilgan) dizel yoqilg'isi foydalanib dvigatellari uchun asos bo'ldi. tsiklida dizel yoqilg'isi aralashmasi siqilgan va havo emas. Shuning uchun, ular ish bir adyabatik jarayonida amalga oshiriladi, deb aytish. Bas, tuynugi yonilg'i quyish tizimlari orqali yuqori siqishni oxirida harorat va bosim, amalga oshiriladi. Bu yonuvchi aralashmasi hosil qilish uchun issiq havo bilan aralashtiriladi. Bu ish suyuqligi ichki energiyasini oshiradi, yondiradi. adyabatik kengaytirish orqali yanada gaz, insult ish amalga oshiriladi.

issiqlik dvigatellari muvaffaqiyatsiz dizel tsikli, shuning uchun Gustav Trinkler birlashgan Yaratgan davr Trinklera amalga oshirish uchun harakat. Va bugungi dizel dvigatellari bilan foydalanish. Trinklera tomonidan taqdim issiqlik tsikli va keyin Shamol & ustida, isochore. Faqat keyin bu ish suyuqligi kengaytirish adyabatik jarayonini amalga oshiriladi.

piston, issiqlik dvigatellari va turbina ish bilan o'xshashlik. Lekin gaz foydali adyabatik kengaytirish oxirida issiqlik olib tashlash, ularning jarayoni Shamol & tomonidan amalga oshiriladi. samolyotlar, gaz turbinali dvigatellar va turboprop adyabatik jarayoni siqishni va kengaytirish davomida ikki marta sodir bo'ladi.

adyabatik jarayonining barcha asosiy tushunchalar joy formulalar taklif qilingan oqlash uchun. adyabatik indeksi deb nomlangan muhim qiymat, paydo bo'ladi. bir ikki atomli gaz uchun uning qiymati - 1,4 ga teng (kislorod va azot havoda mavjud asosiy ikki atomli gazlar bo'ladi). ishlatiladigan adyabatik indeksi hisoblash uchun ikki qiziqarli xususiyatlarini, ish suyuqlik ya'ni, Isobaric va isochoric issiqlik quvvatiga ega. k = cp / CV nisbati - adyabatik indeksi hisoblanadi.

Nima uchun issiqlik dvigatellari nazariy davrlarini bir adyabatik jarayonini foydalanish? Aslida Politropik jarayonini amalga, lekin tufayli ular yuqori stavka sodir ekanligiga, u atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi yo'qligini taxmin qabul qilinadi.

elektr 90% issiqlik elektr stantsiyalari hosil bo'ladi. Ularda ish suyuqlik bug 'ishlatiladi, deb. qaynoq qachon ishlab chiqarilmoqda. bug 'ish qobiliyatini oshirish uchun, u g'azablangan bo'ladi. So'ngra, yuqori bosim g'azablangan bug 'bilan, bug' turbinasi taqdim etiladi. Bu, shuningdek, adyabatik jarayoni, bug 'kengaytirish joylashtirish oladi. Maqbara u elektr generator uzatiladi, dumalab oladi. Bu esa, o'z navbatida, iste'molchilar uchun elektr ishlab chiqaradi. Buxoriy türbinleri Rankine aylanishiga faoliyat ko'rsatmoqda. Ideal, samaradorligi, shuningdek, harorat va bosim bug 'ortishi bilan bog'liq.

Yuqorida ko'rinib turibdiki, bir adyabatik jarayoni mexanik va elektr energiya ishlab chiqarishda juda keng tarqalgan.