熱機関の効率。 エンジンの熱効率 - を決定するための式

マシンの多くの種類の作業は、熱機関の効率などの重要な人物を特徴づけます。 エンジニア毎年少ない燃料でそれを使用してから、最良の結果を与えるより高度なテクニックを作成しようとしています。

熱エンジン装置

あなたが何であるかを理解する前に、 効率（効率）、 あなたは、このメカニズムがどのように機能するかを理解する必要があります。 その動作原理の知識がなくてもこの指標の性質を把握することはできません。 熱エンジンは、内部エネルギーの使用を介して作業を行う装置です。 変換任意の熱機関 の熱エネルギーを より高い温度で使用される材料の機械的、熱膨張。 固体システムは、物質の量だけでなく、体の形状を変更することはできません。 例えばエンジンの動作は、熱力学の法則に従うものとします。

動作原理

熱機関を行う方法を理解するためには、その設計の基礎を考慮する必要があります。 ホット（ヒータ）及び冷（冷蔵庫、チラー）：デバイスの動作のための二つの物体を必要とします。 熱機関（熱機関の効率）の動作原理は、その種類によって異なります。 炉内の燃料の燃焼の任意の種類 - 多くの場合、冷凍機は、蒸気凝縮器及びヒーターを提供しています。 理想的な熱エンジンの効率は、次式です：

効率=（Tnagrev - Tholod）/ Tnagrev。 ×100％。

この場合、実際のモータの効率は次の式に従って得られる値を超えないことができます。 また、この図は、上記の値を超えることはありません。 効率を向上させるために、より頻繁に増加し、冷蔵庫のヒータ温度の温度を下げます。 これらのプロセスの両方とも、機器の実際の条件に制限されます。

効率熱機関（式）

動作時に、熱機関の運転は、ガスがエネルギーを失い始め、一定温度に冷却されるように、発生します。 後者は通常、周囲の雰囲気よりも数度高くなります。 このクーラーの温度。 冷却排気蒸気のその後の縮合のために設計されたそのような特別な装置。 ここで、キャパシタ、周囲温度以下時々冷蔵庫温度が存在します。

加熱すると拡大による熱エンジン本体は、仕事をするために、すべての内部エネルギーを送信することができません。 熱の一部は一緒に冷蔵庫に転送される排気ガスや水蒸気。 この熱の一部 内部エネルギーのは、 必然的に失われます。 ヒータによる燃料の燃焼中、作動流体は、熱Q ₁の特定の量を取得します_。 Q ₂ 1：したがって、熱の冷蔵庫の一部を送信する間に別の作業Aを行います_。

エンジン効率は、エネルギー変換と伝送効率を特徴付けます。 この指標は、多くの場合、割合として測定されます。 効率の式：

η* A / Qx100％、ここで、Q - 消費されるエネルギー、および - 有用な作業。

エネルギー保存則に基づいて、我々は効率が常に団結未満であると結論付けることができます。 言い換えれば、良い仕事は、それが権力を掌握以上になることはありません。

エンジン効率 - ヒーターによって報告された作業に有用なエネルギーの比率。 これは、式のように表すことができます。

η=（Q ₁ -Q _2）/ Q ₁ Q ₁項-ヒータから受け取った熱、及びQ _2は -冷蔵庫を得ました。

作業熱機関

熱機関によって行われた作業は、式によって計算されます。

= | Q _H | 作業、Q _H - -ヒーターから受け取った熱の量、Q _X -熱量クーラーオフ与えられ、| - | Q _X。

効率熱機関（式）：

| Q _H | _{- | Q X |）/ |} Q H | = 1 _{- | Q X | / | Q} H |

彼は、発熱量にエンジンを作る作業の比率です。 熱エネルギーの一部は、この転送中に失われます。

カルノーエンジン

熱エンジンの最大効率はカルノー装置で観察されます。 これは、このシステムのみヒーター（TH）とクーラー（TX）の絶対温度に依存しているという事実によるものです。 動作効率熱エンジンカルノーサイクルは 、以下の式によって決定されます。

（TN - TX）/ Tnの= - 送信 - テネシー。

熱力学の法則が可能で許容される最大効率を計算します。 初めてこの数字は、フランスの科学者やエンジニアサディ・カーノット計算しています。 彼は、理想気体によって操作される熱機関を発明しました。 彼女は2つの等温線と2本のヒートのサイクルで動作します。 どのようにそれが動作することは非常に簡単です：作動流体が等温展開されるようにガスヒーターで容器に、接触を供給されています。 この場合、動作と熱の一定量を取得します。 血管に絶縁した後。 それにもかかわらず、ガスが拡大し続けているが、断熱的に（環境との熱交換なし）。 このとき、その温度は冷蔵庫のパフォーマンスに低下します。 この時点で、ガスは、等尺性収縮時に一定量の熱を与えることにより、凝縮器、と接触させます。 その後、再び容器を絶縁します。 ガスは、元の状態および体積に断熱的に圧縮されます。

種

今日では異なる原理と異なる燃料で動作する熱機関の多くの種類があります。 彼らはすべて彼らの効率性を持っています。 これには次のものがあります。

•燃料の化学エネルギーの燃焼部分を機械的エネルギーに変換する機構である内燃機関（ピストン）。 そのような装置は、気体と液体とすることができます。 2-及び4ストロークエンジンを区別する。 彼らは、連続運転のデューティサイクルを有することができます。 そのような燃料混合物の製造と同様に気化（外部混合の形成を伴う）エンジン及びディーゼル（内部）です。 エネルギー変換器の種類によってピストン、ジェットタービンに分割して合成されます。 このような機械の効率は0.5の目標を超えません。

•スターリングエンジン - 作動流体は、限られたスペースになっているデバイス。 これは、外燃機関の一種です。 その動作原理は、その体積変化に起因するエネルギー収量に周期的冷却/加熱体に基づいています。 これは、最も効率的なエンジンの一つです。

•燃料の外燃備えたタービン（回転）エンジン。 このような植物は、最も一般的な火力発電所です。

•タービン（ロータ）、内燃機関はピークモードでの火力発電所で使用されています。 他の人のような共通そんなにありません。

•ネジの一部に起因するTurbinovintovoyエンジンが推力を作成します。 残りは、彼は、排気ガスによる受信します。 その構造は、ロータリーエンジンである （ガスタービン） の軸は、プロペラを押し込まれます。

熱機関の他のタイプ

•ミサイル、ターボジェットと ジェットエンジン による排気ガスの影響に推力を得られます。

•ソリッド・ステート・ドライブは、固体燃料として使用されています。 動作では、それはそのボリューム、および形状を変更しません。 使用される機器を操作する場合は、非常に小さい温度差です。

効率を向上させることができたよう

可能な熱機関の効率を高めるかどうか？ 答えは、熱力学に求めなければなりません。 これは、エネルギーの異なるタイプの相互変換を研究しています。 これが熱に変換するために、電気的、機械的およびメートル。N.で利用可能なすべての熱エネルギーに変換することは不可能である任意の制限なしに行われることが確立されてきました。 これは、熱エネルギーの性質、粒子の無秩序（カオス）の動きに基づいているという事実のために可能です。

強い体が温まっているので、より速くその成分分子を移動します。 粒子の動きが一層不安定になります。 これに伴い、誰もが順序を簡単に整理することは非常に困難である、混乱に回すことができることを知っています。