Zer da adiabatikoa prozesua?

bero motorra, bertan lan egin ahal izango bero erabiliz eraikitzeko, baldintza jakin batzuk sortu behar duzu. Lehenik eta behin, bero motorra den ziklikoa modua, non ondoz ondoko prozesu termodinamikoak kopuruaren begizta bat sortzeko jarduten. ziklo gas zilindro batean itxita mugikorrak pistoi batekin, emaitza funtzionatzen du. Baina inork sorta makina bat apur bat zikloa, behin eta berriro, batetik bestera joateko behar du denbora pixka bat. power - Aldez aurretik finkatutako errealitate denbora arabera banatzen ere denbora zehar egindako lana Guztira, beste kontzeptu garrantzitsu ematen.

XIX mendearen erdialdean, bero lehen motore sortu ziren. lana dira, baina erregaia erretzean sortutako bero-kopuru gehiago gastatzen. Orduan fisikari teoriko direla, galdetuz "Nola gas lan egiten bero motorra batean? Nola lan gehien lortzeko erregai gutxienez? "

analisia egiteko gas lanak , definizioak eta kontzeptuak sistema oso bat aurkeztu nahi izan zuen. determinazio guztien osotasuna eta osoa ikerketa arlo bat, "Ingeniaritza Termodinamika" izeneko sortu. Termodinamikaren ere, hipotesi kopuru bat onartu zen, ez du ondorio nagusiak gutxietsi. Tresnak gorputz - gas iragankorrak (ez da naturan existitzen den) eta horrek zero bolumen horren molekulak ez elkarreragin konprimituta daiteke. ingurune natural existitzen bakarrik benetako gasak, eta bertan ondo definitutako ezaugarriak indistinguishable dute gas ideal.

lan-arina dinamika eredu bat ikusteko, proposatu izan da termodinamika, esaterako, oinarrizko termodinamikoa prozesu deskribatzeko bertan legeak:

• isochoric prozesua - hori lan-arina bolumena aldatu gabe burutu prozesu bat. Baldintza isochoric prozesua, v = eraikiak;
• Isobaren prozesua - hori lan-likidoa presio aldatu gabe burutu prozesu bat. Baldintza Isobaren prozesua, P = eraikiak;
• isothermal (isothermal) prozesua - landuko den bitartean aurrez zehaztutako mailan tenperatura mantentzea prozesu bat. Baldintza isothermal prozesua, T = eraikiak;
• adiabatikoa prozesua (adiabatikoa, beraz deritzo Ingeniaritza Termikoaren modernoa) - prozesu bat, bero-trukea ingurunearekin gabe espazioan egin. adiabatikoa prozesuaren baldintzak, q = 0;
• politropikoak prozesua - prozesu orokortua aipatutako termodinamikoa prozesu guztiak, baita beste aukera guztiak azaltzen dituen betetzeko mugikorrak pistoi batekin zilindro bat da.

bero lehenengo motore sortzea zehar bilatutako bertan eraginkortasun handiena (performance-koefizientea) lortzeko zikloa. Carnot zikloaren - Sadi Carnot, prozesu termodinamikoaren multzoa aztertuz, kapritxoa bat bere ziklo, bere izena daraman garatzen joan zen. sekuentzialki egiten da isothermal, ondoren adiabatikoa konpresio prozesua. lan prozesu horiek ezartzeko ondoren fluidoaren barneko energia erreserba bat dauka, baina zikloaren ez betetzean, beraz, lan-likidoa zabaldu egiten da eta isothermal hedapen prozesua burutzen. zikloa osatzeko eta hasierako lan-likidoa parametro itzultzeko, adiabatikoa hedapen prozesua egiten da.

Carnot frogatu bere zikloaren eraginkortasuna dela gehienez iristen, eta bi isotermak du tenperaturak soilik araberakoa da. haien artean eta handiagoa aldea, orduan eta eraginkortasun handiagoa termiko dagokion. Saiakerak bero Carnot zikloaren motor bat sortu eta arrakastarik izan dira. eta hori ezin da gauzatu ziklo aproposa da. Baina Termodinamikaren bigarren legea printzipioa nagusia zela erakutsi zuen, lan bat, kostuak berdina lortzeko ezintasuna buruz energia termikoa. definizioak kopuru bat formulatu ziren bigarren legea (legea) Termodinamikaren legeak, zein Rudolf Clausius entropia kontzeptua sartu arabera. Bere ikerketaren ondorio nagusia - entropia handitzen ari da, eta horrek termiko "heriotza" dakar.

lorpen garrantzitsuena Clausius bere lan-likidoa entropia ez da aldatuko ezartzeko prozesua adiabatikoa ulertzeko izan zen. Hori dela eta, adiabatikoa prozesua Clausius - s = konst da. Hemen s - jario isoentropikoan prozesua - entropia, eta horrek prozesua egiten da, hornitzeko edo bero, kendu gabe beste izen bat ematen da. Zientzialariek dira, besteak beste, ziklo bero motorra bilatuz, lekuan ez zegoen entropia gehikuntza. Baina, zoritxarrez, hori ezin izan zuen sortu. Hori dela ondorioztatu bero motorra ezin dela sortu batere.

Baina ikertzaile guztiak ez dute konfiguratu hain ezkorra. Dute makinak termiko benetako zikloak bilatzen ari. beren bilaketen ondorioz Nikolaus August Otto bere ziklo bero motorra, bertan ari da motorretan gasolina exekutatzen ezarri sortu. Bertan, lan-gorputza eta isochoric bero-hornidura (erregai etengabeko bolumen batean errekuntza) konpresio adiabatikoa antzeztuko prozesuan, orduan ez adiabatikoa hedapen (lana da lanean bere bolumena handituz prozesuan ertain egindako), eta isochoric beroa kentzea dira. Lehenengo eztanda Otto zikloaren motorretan erregai gas sukoiak gisa erabiltzen zen. Askoz beranduago duten benzovozdushnoy gasolina lurrunak batera aire eta horiek elikadura motorra zilindro den nahasketa bat sortzea bihurtu carburetors asmatu zen.

Otto zikloa erregai nahasketa konprimitua da, beraz, bere txiki samarra konpresio zenbatekoa - erregai nahasketa joera detonate dela (lehertu denean, presio kritiko eta tenperatura). Beraz, adiabatikoa konpresio prozesu batean lana nahiko baxua da. Hemen kontzeptua beste aurkezten dugu: konpresio ratioa - konpresioa bolumena bolumen guztiaren erlazioa.

erregai energia eraginkortasuna handitzeko moduak aurkitzea jarraitu. eraginkortasuna handitzea konpresio ratioa handituz ikusi. Rudolf Diesel bere ziklo horietan bero-hornidura egiten da etengabeko presio at (the Isobaren prozesuan) garatu. Bere ziklo diesel erregaia (diesel erregaia bezala ere ezaguna) erabiliz motore oinarri izan zen. zikloan Diesel erregai nahasketa ez da konprimitua, eta aire. Beraz, lan hori adiabatikoa prozesu bat egiten da esaten. Tenperatura eta presio konpresio handia amaieran, beraz, pita injekzio bidez egiten da. It aire beroa nahasten erregaiak nahasketa bat osatzeko. erretzen da, honek lan-arina, barne energia handitzen. gas gehiago adiabatikoa hedapen moduan dago, egin lan trazua.

Diesel zikloaren bero motorren huts egin du, ziklo beraz Gustav Trinkler sortu konbinatzen Trinklera ezartzeko saiatzen. Eta erabili, gaur egungo diesel motorretan. Trinklera emandako beroa zikloaren isochore, eta ondoren Isobaroak gainean. hau Ondoren bakarrik adiabatikoa lan arina hedapen prozesua egiten da.

pistoi bero-motor eta turbina lanak analogiaz. Baina bere beroa gas horren baliagarria hedapen adiabatikoa amaieran kentzea prozesuan dago Isobaroak egindako. hegazkinak, gas turbina-motorren eta turboprop adiabatikoa prozesua On birritan gertatzen konpresioa eta hedapen garaian.

adiabatikoa prozesuaren oinarrizko kontzeptuak guztiak dira proposatutako likidazioa formulak justifikatzeko. Ez dago balio garrantzitsu bat da, adiabatikoa indizea izeneko agertzen da. Bere gas diatomiko baten balio - 1,4 berdina (oxigenoa eta nitrogenoa diatomiko gasak nagusia aire presente daude). erabili adiabatikoa indizea kalkulatzeko bi ezaugarri interesgarria, hots, Isobaren eta isochoric beroa lan arina edukiera dauka. k = Cp / Cv erlazioa - the adiabatikoa indizea da.

Zergatik erabili bero motorren zikloak teorikoan adiabatikoa prozesu bat? Egia esan egin politropikoak prozesua, baina, izan ere, gertatzen diren tasa handia dute, hura onartu da ingurunearekin bero-trukea eza bereganatzeko.

elektrizitatearen% 90 zentral termikoa sortutako. Horietan lan-likidoa erabiltzen lurrun gisa. Sortzen da denean irakiten. lan lurrun edukiera handitzeko, superheated da. Ondoren, presio handiko superheated lurrun da lurrun turbina hornitu. Aldi berean, jar adiabatikoa prozesua lurrun hedapen. Turbina lortzen gogor, da sorgailu elektrikoa transmititzen. Hori, aldi berean, elektrizitatea sortzen kontsumitzaileentzat. Lurrun-turbinen Rankine zikloa funtzionatzen. Ahal izanez eraginkortasuna halaber tenperatura eta presioa lurrun gehikuntza lotutako.

Goian ikusten den bezala, adiabatikoa prozesu bat oso ohikoa energia mekanikoa eta elektrikoa ekoiztea da.