Lub efficiency ntawm tshav kub xyaw. Lub efficiency ntawm ib tug kub engine - Formula

Niaj hnub nimno neej yuav tsum tau tshav kub xyaw sab lag luam. Heev heev npaj siab los hloov lawv nrog hluav taws xob motors thaum niaj tsis ua hauj lwm. Cov teeb meem txuam nrog rau tsub zuj zuj ntawm lub hwj chim nyob rau hauv autonomous systems, yog solved nrog teeb meem loj.

Tseem yam teeb meem ntawm manufacturing hwj chim roj teeb technology raws li lawv ntev-lub sij hawm siv. Ceev cov yam ntxwv ntawm hluav taws xob tsheb nyob deb ntawm cov neeg nyob rau hauv lub tsheb, nrog combustion xyaw.

Tus thawj kauj ruam nyob rau hauv cov creation ntawm hybrid xyaw yuav txo tau lub noxious emissions nyob rau hauv nroog loj cov cheeb tsam, daws tej teeb meem.

Ib me ntsis keeb kwm

Cov tau pom ntawm lub zog ntawm chav mus rau hauv kinetic zog tau paub txij ancient sij hawm. 130 BC: Philosopher Geron Aleksandriysky qhia rau cov neeg tuaj saib chav qho khoom ua si - eolipil. Kheej uas muaj cov chav, tuaj mus rau hauv kev sib hloov nyob rau hauv tus emanating los ntawm nws cov dav hlau. Qhov no tsab ntawm tus niaj hnub chav turbine thaum lub sij hawm ntawm daim ntawv thov yog tsis pom.

Rau ntau xyoo thiab xyoo pua philosopher txoj kev loj hlob nws suav hais tias cia li muaj kev lom zem qho khoom ua si. Nyob rau hauv 1629 lub Italian D. Branca tsim ib tug proactive turbine. Khub niam txiv teev nyob rau hauv tsab ntawv tsa suab lub disc muab tuaj.

Los ntawm lub sij hawm ntawd pib ceev ceev txoj kev loj hlob ntawm chav xyaw.

Thaum tshav kub kub engine

Lub transformation ntawm lub sab hauv lub zog ntawm cov roj rau hauv lub zog ntawm cov lus tsa suab ntawm lub tshuab qhov chaw thiab mechanisms siv nyob rau hauv tshav kub xyaw.

Main qhov chaw ntawm cov tshuab: ib tug rhaub (system tau txais lub zog los ntawm sab nraum), cov ua hauj lwm lub cev (ua ib tug nyhuv lig), tub yees.

Lub rhaub yog tsim los rau cov ua hauj lwm kua rau noog txaus Tshuag ntawm cov internal zog rau pab ua hauj lwm. Fridge yuav siv sij hawm deb dhau heev lawm lub zog.

Lub ntsiab yam ntxwv ntawm efficiency yog hu ua tus efficiency ntawm tshav kub xyaw. Qhov no kom muaj nuj nqis qhia tau hais tias yog dab tsi yog ib feem ntawm lub zog npaum li nyob rau hauv cua sov rau cov siv los ua pab ua hauj lwm. Lub siab dua cov efficiency, qhov zoo lag luam ntawm lub tshuab, tab sis qhov no tus nqi tej zaum yuav tsis ntau tshaj 100%.

Muab xam los ntawm ua hauj lwm zoo

Cia rhaub externally mas yuav kis tau lub zog sib npaug zos rau Q _1. Cuab yeej lub cev cog lus ua hauj lwm A, thaum lub zog muab tub yees yog Q _2.

Raws li qhov kev txiav txim, peb xam cov efficiency nqi:

η = A / Q _1. Peb hais tsis xav hais tias A = Q ₁ - Q _2.

Li no tus efficiency ntawm lub tshav kub engine, cov mis uas yog muab los ntawm η = (Q ₁ - Q ₂₎ / Q ₁ = 1 - Q ₂ / Q _1, tso cai rau cov hauv qab no cov lus xaus:

• Efficiency yuav tsis pub tshaj 1 (los yog 100%);
• maximize no kom muaj nuj nqis yuav tsum nce nyob rau tog twg los lub zog uas tau los ntawm ib tug rhaub, los yog ib tug txo ntawm lub zog muab tub yees;
• ua lub rhaub hwj chim ua tau ib tug kev hloov ntawm cov roj zoo;
• txo zog, muab lub tub yees, cia mus cuag tus tsim nta ntawm lub tshuab.

Ib qho zoo tagnrho Thaum tshav kub kub engine

Yog lub creation ntawm xws li ib engine tau, cov efficiency ntawm uas yuav lub siab tshaj plaws (nyob rau hauv ib qho zoo tagnrho - sib npaug zos rau 100%)? Nrhiav lo lus teb rau lo lus nug no sim rau Fabkis physicist thiab ib tug txawj ntse engineer Sadi Carnot. Nyob rau hauv 1824 nws theoretical suav txog cov txheej txheem uas tshwm sim nyob rau hauv lub gases raug tso tawm.

Lub tswv yim yooj yim embodied nyob rau hauv qhov zoo tagnrho tshuab yuav suav hais tias tus cwj pwm reversible dab nrog tagnrho roj. Pib nrog expansion ntawm cov roj isothermally ntawm kub T _1. Tus nqi ntawm tshav kub yuav tsum tau rau lub hom phiaj no, - Q _1. Tom qab roj tsis muaj expanding tshav kub (ib tug adiabatic txheej txheem). Tom qab ncav qhov kub T _2, cov roj yog compressed isothermally los dua lub tub yees zog Q _2. roj rov qab mus rau nws cov thawj lub xeev yog ua adiabatically.

Lub efficiency ntawm ib qho zoo tagnrho Carnot tshav kub engine nrog lub caij nyoog muab xam yog tus piv ntawm cov kub sib txawv ntawm cov cua kub thiab cua txias ntaus ntawv mus rau ib tug kub, uas muaj ib tug rhaub. Nws zoo li no: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Tau thermal efficiency ntawm lub tshuab, uas mis muaj daim ntawv: η = 1 - T ₂ / T _1, nyob tsuas yog nyob rau tus nqi ntawm rhaub thiab txias txias thiab muaj peev xwm tsis yuav ntau dua 100%.

Ntxiv mus, kev sib raug zoo enables ib tug los ua pov thawj hais tias cov efficiency ntawm tshav kub xyaw yuav ua tau sib npaug zos rau kev sib sau tsuas yog thaum lub tub yees tsis pes tsawg kub. Raws li yog lub npe hu, qhov no tus nqi yog unattainable.

Theoretical suav Carnot cia los mus txiav txim lub siab tshaj plaws efficiency ntawm ib tug kub engine ntawm tej tsim.

Pov thawj Carnot lub theorem yog raws li nram no. Arbitrary tshav kub engine nyob rau hauv tsis muaj tej yam tau muaj efficiency ntau dua li cov tib qhov tseem ceeb ntawm ib qho zoo tagnrho Thaum tshav kub kub engine efficiency.

Ib qho piv txwv ntawm kev daws teebmeem

QAUV 1. Yuav ua li cas efficiency ntawm ib qho zoo tagnrho Thaum tshav kub kub engine, thaum lub rhaub kub yog 800 C thiab ^qhov kub thiab txias ntawm lub tub yees 500 ^C hauv qab no?

T ₁ = 800 ^{° C} = 1073 K, ΔT = 500 ^{° C} = 500 K, η -?

tshuaj:

Los ntawm txhais: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Peb twb tsis muab kub ntawm lub tub yees, tab sis ΔT = (T ₁ - T _2), li no:

η = ΔT / T ₁ = 500 K / 1073K = 0,46.

Teb: efficiency = 46%.

Piv txwv li 2. Txiav txim siab lub efficiency ntawm ib qho zoo tagnrho thaum tshav kub kub lub cav, Yog hais tias vim lub zog mas yuav kis tau ib tug kilojoules rhaub ua pab ua hauj lwm 650 J. Yuav ua li cas yog qhov kub ntawm lub rhaub ntawm lub tshav kub engine yog kub coolant -. 400 K?

Q ₁ = 1 kJ = 1000 J A = 650 J, T ₂ = 400 K, η - ?, T ₁ =?

tshuaj:

Nyob rau hauv no ua hauj lwm, nws yog ib tug thermal installation, cov efficiency ntawm uas yuav tsum tau xam los ntawm cov mis:

η = A / Q _1.

Yuav kom txiav txim seb qhov kub ntawm lub rhaub siv mis efficiency ntawm ib qho zoo tagnrho thaum tshav kub kub lub cav:

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

Ua zauv transformations, peb tau:

T ₁ = T ₂ / (1- η).

T ₁ = T ₂ / (1- A / Q _1).

Peb laij:

η = 650 J / 1000 J = 0,65.

T = 400 K ₁ / (1- 650 J / 1000 J) = 1142.8 K.

Teb: η = 65%, T ₁ = 1142.8 K.

tiag tiag tej yam kev mob

Ib qho zoo tagnrho thaum tshav kub kub lub cav tsim los nrog lub zoo tagnrho dab. Lub chaw ua hauj lwm yog ua tau tsuas yog nyob rau hauv isothermal dab, nws yog txhais raws li qhov chaw bounded los ntawm cov teeb ntawm lub Carnot voj voog.

Nyob rau hauv qhov tseeb, mus tsim lub tej yam kev mob rau lub khiav ntawm roj raws li txoj cai hloov nyob rau hauv tus txheej txheem, tsis muaj nrog kev hloov nyob rau hauv kub yuav tsis tau. Tsis xws ntaub ntawv, uas yuav cais lub tshav kub pauv nrog cov surrounding khoom. Adiabatic txheej txheem yuav tsis yooj yim sua mus nqa tawm. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm tshav kub pauv roj kub yuav tsum tau hloov.

Lub efficiency ntawm thermal machines tsim nyob rau hauv tiag tiag tej yam kev mob txawv ho los ntawm lub zoo tagnrho efficiency xyaw. Nco ntsoov tias lub khiav ntawm dab nyob rau hauv tiag tiag xyaw tshwm sim li ntawd, ceev ceev tias cov variation ntawm lub sab hauv thermal zog ua hauj lwm tshuaj nyob rau hauv tus txheej txheem ntawm hloov nws lub ntim tsis tau compensated los ntawm influx ntawm tshav kub kom muaj nuj nqis ntawm ib tug rhaub thiab ib tug txias rov qab.

Lwm yam tshav kub xyaw

Tiag tiag xyaw hauj lwm rau txawv mus:

• Otto voj voog qhov volume txheej txheem nrog adiabatic hloov, tsim ib lub voj kaw;
• Diesel voj voog isobar, adiabatic, isochore, adiabatic;
• ib tug roj turbine: txheej txheem uas tshwm sim nyob rau hauv qhov siab, adiabatic hloov kaw lub voj.

Tsim ib tug equilibrium dab nyob rau hauv tiag tiag xyaw (coj lawv los ze zog mus rau lub zoo tagnrho) nyob rau hauv niaj hnub siv tshuab tsis tau. Efficiency ntawm tshav kub xyaw yog ho qis, tsis zoo tib yam kub tej yam kev mob raws li nyob rau hauv lub zoo tagnrho Thaum tshav kub kub chaw.

Tab sis nws tsis yog tsim nyog los txo lub luag hauj lwm muab xam mis efficiency ntawm lub Carnot voj voog, raws li nws yog, nws ua ib tug reference taw tes nyob rau hauv tus txheej txheem los mus txhim kho cov efficiency ntawm tiag tiag xyaw.

Txoj kev uas yuav hloov efficiency

Los ntawm kev sib piv ntawm tagnrho thiab tiag tiag tshav kub xyaw, nws yuav tsum tau muab sau tseg hais tias lub xeem kub ntawm lub tub yees tsis tau arbitrary. Feem ntau tub yees ntseeg hais tias lub ntuj kaaj quas lug. Yuav kom tau qhov kub ntawm cov cua ua tau tsuas yog approximate suav. Kev qhia tau hais tias cov kub coolant yog lub pa hauv paus nyob rau hauv xyaw, raws li nws tshwm sim nyob rau hauv internal combustion xyaw (abbreviated li DVS).

DIC - lub feem ntau nyob rau hauv peb lub ntiaj teb thaum tshav kub kub engine. Efficiency tshav kub engine nyob rau hauv cov ntaub ntawv no yog nyob rau hauv lub kub tsim los ntawm burning roj. Qhov tseem ceeb sib txawv los ntawm DIC chav xyaw yog lub fusion rhaub zog thiab cov kev khiav hauj lwm ntaus lub cev nyob rau hauv ib tug cua-roj sib tov. Hlawv sib tov tsim siab rau lub tsiv qhov chaw ntawm lub engine.

Raising cov ua hauj lwm cov pa roj kub yog tiav, ho hloov lub zog ntawm cov roj. Tu siab, nws yog tsis yooj yim sua ua tsis tau txwv. Tej ntaub ntawv ntawm kev siv ntawm cov cav combustion chamber nws muaj nws melting point. Lub thermal kuj xws ntaub ntawv - qhov yooj yim cov yam ntxwv ntawm lub cav, raws li zoo raws li ho cuam tshuam rau efficiency.

Qhov tseem ceeb engine efficiency

Yog hais tias peb xav txog cov chav turbine, qhov kub ntawm cov ua hauj lwm chav inlet uas yog sib npaug zos rau 800 K, thiab cov pa hauv paus - 300 K, lub efficiency ntawm lub tshuab yog sib npaug zos rau 62%. Nyob rau hauv kev muaj tiag, txawm li cas los, qhov no tus nqi tsis pub tshaj 40%. Qhov no yuav txo tau tshwm sim vim thaum tshav kub kub tsis thaum lub sij hawm cov cua kub turbine vaj tse nyob.

Qhov siab tshaj plaws nqi ntawm cov efficiency ntawm Internal combustion xyaw tsis pub tshaj 44%. Ua qhov no muaj nqis - cov nqe lus nug ntawm lub nyob ze yav tom ntej. Hloov lub thaj chaw ntawm cov ntaub ntawv, roj - qhov no yog ib qho teeb meem li uas ntiav neeg ua zoo tshaj plaws minds ntawm noob neej.