گرميء جي انجڻين جي ڪارڪردگيء. هڪ گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي - فارمولو

جديد حقيقتن جي گرمي انجڻين وسيع آپريشن جي ضرورت آهي. جڏهن ته ناڪامي undergoing بجلي motors سان کين مٽائي لاء ٻيا به ڪوشش. خودمختيار نظام ۾ بجلي جي موسمي سان لاڳاپيل مسئلا، وڏي اوکائي سان حل آهن.

سندن ڊگهي-اصطلاح استعمال جي بنياد تي اقتدار جي بيٽري جو ٽيڪنالاجي جي صنعت جي اڃا تائين لاڳاپيل مسئلا. برقي گاڏين جي رفتار ڪنڀار ڪارن، اندروني combustion انجڻين ۾ آھن تن کان پري آهن.

دوغلو انجڻين جي بڻاوت ۾ پهريون قدم بامعني، ميٽروپوليٽن علائقن ۾ noxious جي اخراج جي خاتمي سگهي ٿو ماحولياتي مسئلا حل ثي رهيو.

هڪ ٿورو تاريخ

kinetic توانائي ۾ ٻاڦ جي توانائي جي transformation جو امڪان قديم زماني کان وٺي معلوم ڪيو ويو آهي. 130 ق م: - eolipil فلسفي Geron Aleksandriysky پهتو ٻاڦ رانديڪن کي پيش ڪيو. ٻاڦ سان ڀرجي ميدان، جو اثر سندس ٽينڪن کان emanating هيٺ گردش ۾ آيو. درخواست جي وقت جي جديد ٻاڦ turbine جي هن prototype نه مليو آهي.

ڪيترن ئي سالن کان ۽ صديء جي فلسفي جي ترقيء لاء ان کي صرف هڪ مذاق رانديڪن سمجهيو ويندو هو. 1629 ع ۾ اطالوي المتوفي Branca هڪ proactive turbine بڻايو. Couples تحرڪ جو تراکڙو blades سان رزق ۾ قائم.

ته پل کان ٻاڦ انجڻين جي دؤران ترقي شروع ٿي.

گرميء جي انجڻ

جي transformation جي اندروني توانائي جي ٻارڻ مشين جي پرزن ۽ مشين ۾ استعمال جي تحرڪ جي توانائي ۾ گرمي انجڻين.

مشينن جي مکيه حصن: هڪ heater (نظام کان ٻاهر مان توانائي حاصل ڪرڻ)، جو ڪم جسم (ڪو فائدو اثر سرانجام ڏيندو آهي)، فرج.

هن heater جي ڪم سيال مفيد ڪم لاء اندروني توانائي جي ڪافي اسٽاڪ accumulate ڪرڻ لاء ٺهيل آهي. Fridge ڀؤ توانائي پري لڳن ٿا.

ڪارڪردگي جي مکيه شئي آهي گرمي انجڻين جي ڪارڪردگي کي سڏيو ويندو آهي. هي مقدار جيڪي گرمي جي مفيد ڪم سرانجام ڪرڻ لاء خرچ ۾ expended توانائي جو حصو ڏيکاريندو آھي. هن اعلي جي افاديت، مشين جي حاصل آپريشن، پر هن جي قيمت 100٪ کان وڌيڪ نه ٿي سگھي ٿو.

ڪارڪردگي جي حساب

heater خارجي توانائي ق ₁ برابر حاصل _جڳائي. اوزار جسم پابند ڪم هڪ، جڏهن ته توانائي ريفريجيريٽر ڏنو ق _{2 هئي.}

جي عزم جي بنياد تي، اسان جي ڪارڪردگي جو قدر حساب:

η = هڪ / ق _1. اسان کي ته هڪ = ق ₁ فرض - س _2.

انهيء ڪري گرمي انجڻ جي افاديت، فارمولا جنهن جي η = (س ₁ - س ₂₎ طرفان ڏنو وڃي ٿو / ق ₁ = 1 - س ₂ / س _1، جي اجازت ڏئي هيٺين conclusions:

• افاديت 1 (يا 100٪) سان لنگھي نہ سگھندو،
• هن مقدار maximize کي يا ته توانائي جو هڪ heater مان حاصل ڪري، يا توانائي ڏنو ريفريجيريٽر جي ضايع ٿيڻ ۾ اضافو هجڻ ضروري آهي.
• جي heater طاقت وڌندا ٻارڻ معيار جي تبديلي حاصل؛
• ، توانائي جي خاتمي جي ريفريجيريٽر ڏئي ٿو، ان جي انجڻين جي جوڙجڪ خاصيتون حاصل ڪرڻ جي اجازت ڏني.

هڪ اهڙو مثالي گرمي انجڻ

اهڙي هڪ انجڻ جي پيدائش جي لحاظ کان آهي، جنهن جي ڪارڪردگي جو وڌ ۾ وڌ (- 100٪ برابر هڪ مثالي ۾) ٿي سگهندي؟ هن سوال فرانسيسي physicist ۽ هڪ باصلاحيت انجنيئر Sadi Carnot ڪرڻ جي ڪوشش ڪئي ڪرڻ جي جواب مان ڳولا ڪريو. 1824 ع ۾ سنڌ جي عمل جي واريء ۾ ايندڙ جي باري ۾ پنهنجي نظرياتي حساب ڇڏيا هئا.

جي بنيادي خيال کي مثالي مشين جي مجسمي وانگر مثالي گئس سان ٺاهيندا reversible عمل سمجهي سگهجي ٿو. گرمي پد ٽي ₁ تي جي گئس isothermally جي توسيع سان _ٿيندڙ. گرمي جي رقم هن مقصد لاء دعا گهري، - ق _1. کان پوء گرمي ط کان سواء گئس (هڪ adiabatic عمل). جي گرمي پد ٽي ₂ لتاڙي کان _پوء، سنڌ جي گئس جي ريفريجيريٽر توانائي ق ₂ بيتن جي isothermally compressed _آهي. ان جي اصل حالت کي گئس موٽڻ adiabatically پرفارم ڪيو آهي.

جملي حساب سان هڪ مثالي Carnot گرمي انجڻ جي ڪارڪردگيء جي گرمي ۽ هڪ پد آهي، جنهن جي هڪ heater اٿس لاء سوچڻ جي ڊوائس جي وچ ۾ گرمي پد فرق جي نظر آهي. (- ٽي ₂ ٽي ₁₎ / ٽي ₁ = η: اهو هن طرح _لڳندي.

جي مشين، فارمولا بڻجي چڪو آهي جنهن جي لحاظ کان گرمل افاديت: η = 1 - ٽي ₂ / ٽي _1، رڳو heater جي اهميت ۽ ٿڌو گرمي پد تي دارومدار ۽ 100٪ کان وڌيڪ نه ٿو ٿي سگهي.

ان کان علاوه، هن جو تعلق ثابت ڪرڻ لاء ته گرمي انجڻين جي افاديت رڳو جڏهن ريفريجيريٽر اتحاد ڪرڻ برابر ٿي سگهن ٿا هڪ قابل بنائي مطلق ٻڙي پد. طور سڃاتو وڃي ٿو، هن جو قدر unattainable آهي.

نظرياتي حساب ڪنهن به جوڙجڪ جو هڪ گرمي انجڻ جي وڌ ۾ وڌ افاديت جو اندازو ڪرڻ جي اجازت Carnot.

ثابت Carnot جي اثباتي ڏنل آهي. في حالتن هيٺ ماني گرمي انجڻ جي ڪارڪردگيء تي هڪ مثالي گرمي انجڻ جي ڪارڪردگيء جي ساڳي انهيء کان اعلي ڪري سگھندين.

مسئلو حل ثي رهيو جو هڪ مثال

مثال طور 1. ڇا هڪ مثالي گرمي انجڻ جي افاديت، جي heater گرمي پد 800 سي ۽ هيٺان ريفريجيريٽر 500 ^{سي جي} گرمي پد آهي جڏهن؟

ٽي ₁ = 800 ^{° س} = 1073 فارنهائيٽ، ΔT = 500 ^{° س} = 500 فارنهائيٽ، η -؟

حل:

وصف جو قسم: η = (ٽي ₁ - ٽي ₂₎ / ٽي _1.

اسان جي ريفريجيريٽر جي گرمي نه ڏنو ويو، پر ΔT = (ٽي ₁ - ٽي _2)، انهيء ڪري:

η = ΔT / ٽي ₁ = 500 ك / 1073K = 0،46.

جواب: افاديت = 46٪.

مثال 2.، هڪ مثالي گرمي انجڻ جي افاديت جو اندازو لڳائي ته توانائي حاصل هڪ kilojoules heater سبب پرفارم مفيد ڪم 650 اڪرم کوسو گرمي پد جيڪڏهن گرميء جي انجڻ جي heater جي حرارت ڇا آهي -. 400 فارنهائيٽ؟

ق ₁ = 1 kJ = 1000 ٽ ج = 650 ٽ، ٽي ₂ = 400 فارنهائيٽ، η - ؟، ٽي ₁ =؟

حل:

هن ڪم ۾، ان جي هڪ گرمل نصب آهي، جنهن جي ڪارڪردگي جي فارمولا جي حساب ڪتاب ڪري سگهجي ٿو:

η = هڪ / ق _1.

هڪ مثالي گرمي انجڻ جي فارمولا افاديت استعمال ڪرڻ جي heater جي گرمي پد جو تعين ڪرڻ لاء:

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

سرانجام رياضياتي transformations، اسان وٺندي:

ٽي ₁ = ٽي ₂ / (1- η).

ٽي ₁ = ٽي ₂ / (1- / س _1).

اسان ڪمپيوٽ:

η = 650 ٽ / 1000 منا = 0،65.

ٽي = 400 فارنهائيٽ ₁ / (1- 650 ٽ / 1000 منا) = 1142.8 نهال

جواب: η = 65٪، ٽي ₁ = 1142.8 نهال

حقيقي حالتون

هڪ اهڙو مثالي گرمي انجڻ جي مثالي عمل سان ٺهيل. اهو ڪم صرف سڄي عمل ۾ پرفارم ڪيو آهي، ان جي رهواسين جي Carnot چڪر جو گراف جي پکڙيل طور بيان ڪيو ويو آهي.

حقيقت ۾، سنڌ جي عمل ۾ گئس جي حيثيت تبديلين جي وهڪري جي لاء حالتون پيدا ڪرڻ، گرمي پد ۾ تبديليون accompanying کان سواء نه ٿو ٿي سگهي. جيئن ڪو مواد آهي، جنهن جي چوڌاري وڪوڙيندڙ اعتراض سان گرمي جي بدلي خارج ڪري ڇڏي. Adiabatic عمل ڪرڻ لاء تيار ممڪن ٿيندو. گرمي جي بدلي گئس گرمي پد جي صورت ۾ ضروري تبديلي هجڻ ضروري آهي.

حقيقي حالتن ۾ پيدا گرمل مشينن جي افاديت انجڻين جي مثالي ڪارڪردگي کان بامعني بابت تڪرار ڪيو. نوٽ ڪريو ته حقيقي انجڻين ۾ عمل جي وهڪري پوء روزو ته ان جو مقدار تبديل جي عمل ۾ ڪم ڪري مال جي اندروني گرمل توانائي جو قسمين قسمين هڪ heater جي گرمي مقدار ۽ هڪ ٿڌو موٽڻ جي آمد جي تلافي ٿي نه سگهي ٿيندو.

ٻئي گرمي انجڻين

جائداد جي انجڻين مختلف cycles تي هلائڻ:

• بائوير چڪر adiabatic تبديلي سان مسلسل مقدار عمل، هڪ بند لوپ ٺاهڻ؛
• ڊيزل چڪر isobar، adiabatic، isochore، adiabatic؛
• هڪ گئس turbine: عمل مسلسل دٻاء ۾ ايندڙ، adiabatic متبادل جي لوپ ٻيهر.

(انھن جو مثالي هيس آڻڻ) حقيقي انجڻين ۾ هڪ equilibrium عمل پيدا جديد ٽيڪنالاجي ۾ ممڪن نه آهي. گرميء جي انجڻين جي ڪارڪردگيء تي بامعني هيٺين آهي، ڪڏهن به سنڌ جي مثالي گرمي جوڙ ۾ هڪ ئي پد حالتن سان.

پر ان جي ڪردار حساب فارمولا ڪارڪردگيء جي خاتمي لاء ضروري نه آهي ته Carnot چڪر جي، ته جيئن ان جي آهي، ان کي حقيقي انجڻين جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ جي عمل ۾ ڪنهن حوالي نڪته ٿيندو.

طريقن جي ڪارڪردگي کي تبديل ڪرڻ

مثالي ۽ حقيقي گرمي انجڻين جي مقابلي ذريعي، ان کي غور ڪرڻ گهرجي ته سنڌ جي ريفريجيريٽر جي آخري پد ماني نه ٿو ٿي سگهي. عام طور تي ريفريجيريٽر جي فضا مڃيندا آھن. فضا ڪري سگهي ٿو رڳو ذري گهٽ حساب جي گرمي پد وٺي. تجربو ڏيکاري ٿو ته کوسو گرمي پد انجڻين ۾ exhaust گئس آهي ته، جيئن ان اندروني combustion انجڻين (DVS طور مختصر ٿيل) ۾ ٿيندو.

DIC - گرمي انجڻ جي اسان جي دنيا ۾ سڀ کان وڌيڪ عام. هن معاملي ۾ افاديت گرمي انجڻ ٻارڻ ساڙڻ جي پيدا جي گرمي پد تي منحصر. DIC ٻاڦ انجڻين کان ضروري فرق هڪ هوائي-ٻارڻ آميزش ۾ فيوزن heater ڪم ۽ آپريٽنگ اوزار جسم آهي. ٻرندڙ آميزش انجڻ جي هوا حصن تي دٻاء پيدا ڪري.

جي ڪم گئس گرمي پد وڌائڻ حاصل آهي، بامعني جو ٻارڻ جي مال کي تبديل ڪرڻ. افسوس، ان کي حد کان سواء ائين ڪرڻ ممڪن نه آهي. انجڻ combustion محراب جي تعمير جي ڪنهن به مواد ان رجائي نڪتو اٿس. اهڙي مواد جي گرمل مزاحمت - انجڻ جي بنيادي خصلت، گڏوگڏ بامعني جي ڪارڪردگي کي متاثر ڪرڻ لاء.

انهيء انجڻ جي ڪارڪردگيء

جيڪڏهن اسان کي غور ٻاڦ turbine، جو ڪم ٻاڦ گزر جنهن 800 فارنهائيٽ جي برابر آهي، ۽ ان جي exhaust گئس جي گرمي پد - 300 فارنهائيٽ، مشين جي افاديت 62٪ ڪرڻ برابر آهي. حقيقت ۾، تنهن هوندي به هن جي قيمت 40٪ کان وڌيڪ نه رکندو آھي. هيء گهٽتائي turbine هائوسنگ گرمي دوران نقصان گرميء جي ڪري وٺندي آهي.

اندروني combustion انجڻين جي ڪارڪردگيء جي بلند ترين قدر 44٪ کان وڌيڪ نه رکندو آھي. هن جو قدر وڌندا - ويجهي مستقبل جو سوال آهي. ، مواد جي مال بدلجندڙ ٻارڻ - هي هڪ مسئلو جنهن جي حوالي سان انسان ذات جي چڱي طرح ذهن employs آهي.