Eficiencia del motor térmico. Motor eficiencia térmica – la fórmula para determinar

El trabajo de muchos tipos de máquinas caracteriza a una figura tan importante como la eficiencia del motor térmico. Ingenieros cada año buscan crear una técnica más avanzada que con menos combustible daría los mejores resultados de su uso.

aparato motor térmico

Antes de entender lo que es la eficiencia (eficiencia), es necesario entender cómo funciona este mecanismo. Sin el conocimiento de los principios de su funcionamiento no puede entender la naturaleza de este indicador. motor térmico es un dispositivo que hace el trabajo a través del uso de la energía interna. Cualquier motor térmico que convierte la energía térmica a la expansión mecánica, térmica de los materiales utilizados a temperaturas más altas. Los sistemas de estado sólido no sólo puede cambiar el volumen de la sustancia, sino también la forma del cuerpo. La acción de un motor de este tipo está sujeto a las leyes de la termodinámica.

principio de funcionamiento

Para entender cómo funciona un motor de calor, es necesario tener en cuenta la base de su diseño. Para el funcionamiento del dispositivo requiere dos cuerpos: un caliente (calentador) y frío (refrigerador, enfriadores). El principio de funcionamiento de los motores térmicos (eficiencia de los motores térmicos) depende de su tipo. A menudo, un refrigerador sirve condensador de vapor y un calentador – cualquier tipo de quema de combustible en el horno. La eficiencia de un motor térmico ideal es de la siguiente fórmula:

Eficiencia = (Tnagrev -.. Tholod) / Tnagrev. x 100%.

En este caso, el verdadero rendimiento del motor nunca puede exceder el valor obtenido de acuerdo con esta fórmula. Además, esta cifra nunca excederá los valores anteriores. Para mejorar la eficiencia, más a menudo aumentar y disminuir la temperatura de la temperatura del calentador del refrigerador. Ambos procesos se limitará a las condiciones reales del equipo.

motor térmico Eficiencia (fórmula)

En funcionamiento, el funcionamiento del motor de calor se produce, como la que el gas comienza a perder energía y se enfría a una temperatura determinada. Este último es por lo general unos pocos grados por encima de la atmósfera circundante. Esta temperatura más fría. un dispositivo especial, destinada para la refrigeración y la posterior condensación del vapor de escape. Donde hay condensadores, a veces la temperatura del refrigerador debajo de la temperatura ambiente.

El cuerpo del motor térmico mediante el calentamiento y la expansión no es capaz de enviar toda su energía interna para hacer el trabajo. Parte del calor se transferirá a la nevera junto con los gases de escape o de vapor. Esta parte del calor del interior de la energía se pierde inevitablemente. El fluido de trabajo durante la combustión del combustible por el calentador consigue una cierta cantidad de calor Q _1. Por lo tanto, realiza otro trabajo A, durante el cual transmite parte del refrigerador de calor: Q ₂ <Q _1.

la eficiencia del motor caracteriza la eficiencia en la conversión de energía y la transmisión. Este indicador se mide a menudo como un porcentaje. fórmula Eficiencia:

η * A% / QX100, donde Q – energía gastada, y – un trabajo útil.

Sobre la base de la ley de conservación de la energía, se puede concluir que la eficiencia es siempre menor que la unidad. En otras palabras, el buen trabajo nunca será más de lo que tomó el poder.

la eficiencia del motor – la relación entre la energía útil para el trabajo presentado por el calentador. Se puede representar como una fórmula:

η = (Q ₁ Q ₂₎ / Q ₁ en la que Q ₁ – calor recibido desde el calentador, y Q ₂ – para dar el refrigerador.

motor térmico trabajo

El trabajo realizado por el motor térmico, se calcula por la fórmula:

A = | Q _H | – | Q _X |, donde A – trabajo, Q _H – cantidad de calor recibido desde el calentador, Q _X – cantidad de calor desprendido más fresco.

motor térmico Eficiencia (fórmula):

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

Él es la relación entre el trabajo que hace que el motor de la cantidad de calor producido. Parte de la energía térmica se pierde durante esta transferencia.

máquina de Carnot

La máxima eficiencia del motor térmico se observa en el dispositivo de Carnot. Esto es debido al hecho de que este sistema es dependiente solamente de la temperatura absoluta del calentador (TH) y el enfriador (Tx). motor térmico eficiencia operativa de acuerdo con el ciclo de Carnot se determina por la siguiente fórmula:

(Tn – Tx) / Tn = – Tx – Tn.

Las leyes de la termodinámica para calcular la eficiencia máxima permitida, que es posible. Por primera vez, esta cifra se ha calculado un científico e ingeniero francés Sadi Carnot. Él inventó una máquina térmica, que es operado por un gas ideal. Ella trabaja en un ciclo de 2 isotermas y 2 series. El funcionamiento es muy simple: a la vasija con un calentador de gas se suministra un contacto, de manera que el fluido de trabajo se expande isotérmicamente. En este caso se opera y obtiene una cierta cantidad de calor. Después de aislar recipiente. A pesar de esto, el gas continúa su expansión, pero adiabáticamente (sin intercambio de calor con el medio ambiente). En este momento, su temperatura disminuye con el rendimiento del refrigerador. En este punto se pone en contacto el gas con un condensador, con lo que da una cierta cantidad de calor durante la contracción isométrica. Entonces aislar el recipiente de nuevo. Cuando el gas se comprime adiabáticamente a su estado original y el volumen.

especies

Hoy en día hay muchos tipos de motores térmicos que operan en diferentes principios y diferentes combustibles. Todos ellos tienen su eficiencia. Estos incluyen los siguientes:

• un motor de combustión interna (de pistón), que es un mecanismo en el que la porción de la quema de la energía química del combustible se convierte en energía mecánica. Tales dispositivos pueden ser gas y líquido. Distinguir de 2 y de 4 tiempos motores. Ellos pueden tener un ciclo de trabajo de funcionamiento continuo. En analogía a la preparación de tales mezclas de combustible son motores con carburador (con formación de la mezcla externa) y diesel (interno). Por tipo de convertidor de energía están divididos en pistón, jet, turbina y combinado. La eficiencia de tales máquinas no supere el objetivo de 0,5.

• motor Stirling – un dispositivo en el que el fluido de trabajo se encuentra en un espacio confinado. Es un tipo de motor de combustión externa. El principio de su funcionamiento se basa en un cuerpo periódica de refrigeración / calefacción para el rendimiento energético debido a cambios en su volumen. Este es uno de los motores más eficientes.

• turbina del motor (rotatorio) con combustión externa de combustible. Tales plantas son las centrales térmicas más comunes.

• La turbina (rotor), el motor de combustión interna se utiliza en las plantas de energía térmica en el modo de pico. No tanto común como los demás.

• Motor de Turbinovintovoy debido a algunos de los tornillos crea empuje. El resto recibe debido a los gases de escape. Su estructura es un motor rotativo (turbina de gas), el eje de la cual es empujada la hélice.

Otros tipos de motores térmicos

• misil, turborreactor y motores a reacción, que se obtienen de empuje debido al impacto de los gases de escape.

• Las unidades de estado sólido son utilizados como combustible sólido. En la operación, que no cambia su volumen y forma. Cuando se opera el equipo utilizado es extremadamente pequeña diferencia de temperatura.

Como se puede aumentar la eficiencia

Si el aumento de la eficiencia de un motor térmico posible? La respuesta hay que buscarla en la termodinámica. Se estudia la transformación mutua de los diferentes tipos de energía. Se ha establecido que es imposible convertir toda la energía térmica disponible en eléctrica, mecánica y m. N. Para esta conversión en calor se lleva a cabo sin ningún tipo de restricciones. Esto es posible debido al hecho de que la naturaleza de la energía térmica basa en el movimiento desordenado (caótico) de partículas.

Cuanto más fuerte sea el cuerpo se calienta, por lo que se moverá sus moléculas componentes más rápido. El movimiento de las partículas será aún más errático. Junto con esto, todo el mundo sabe que el orden puede ser fácilmente convertido en un caos, que es muy difícil de organizar.