Ono što je adijabatski proces?

Za izgradnju topline motor, koji obavlja posao pomoću topline, potrebno je stvoriti određene uvjete. Prije svega, toplota motor da radi u ciklički modu, gdje je broj uzastopnih termodinamičkih procesa za stvaranje petlje. Rezultat ciklusa gas zatvoren u cilindru sa pokretnim klipom, ne radi. Ali, jedan ciklus za serije mašinu malo, treba ponoviti iznova i iznova za neko vrijeme. Ukupan rad tokom određenog vremena u stvarnosti podijeljena po vremenu daje još jedan važan koncept - moć.

Sredinom XIX stoljeća, nastali su prvi topline motora. Oni su posao, ali troše više količina toplote koju sagorijevanja goriva. Tada je teorijski fizičari se pitaju, "Kako posao gasa u toplote motora? Kako da biste dobili najviše posla sa najmanje goriva? "

Da izvrši analizu plinare , morala je da se uvede cijeli sistem definicija i koncepata. Ukupnost svih opredjeljenja i stvorio čitav istraživački prostor, pod nazivom "Inženjering termodinamiku". U termodinamike, je usvojila niz pretpostavki, ne umanjuje glavnih zaključaka. Alati tijelo - efemerne gas (ne postoje u prirodi), koji mogu biti komprimirani na nulu volumena čije molekule ne komuniciraju. U prirodnom okruženju postoje samo realni gasovi, koji imaju dobro definirane osobine se ne razlikuje od idealnog gasa.

Da biste prikazali model dinamike radnog fluida, sugerisano je zakoni termodinamike, koji opisuju osnovni termodinamički procesi, kao što su:

• isochoric proces - proces koji se obavlja bez promjene zapremine radnog fluida. Uslovi isochoric proces, v = const;
• izobarsko proces - proces koji se obavlja bez promjene pritiska u radni fluid. Uslovi izobarsko proces, P = const;
• izotermni (izotermni) proces - proces koji se izvodi uz održavanje temperature na unaprijed određenog nivoa. izotermni proces uvjetima, T = const;
• adijabatski proces (adijabatski, tako da se zove moderni termotehniku) - proces, izvodi u prostoru bez razmjene toplote sa okolinom. Uslovi adijabatski proces, q = 0;
• politropski proces - je generalizovanu proces koji opisuje sve termodinamički procesi gore navedenih, kao i sve druge mogućnosti za ispunjenje u cilindru sa pokretnim klipom.

Prilikom izrade prvoj vožnji motora tražili ciklus u kojem bi dobili najvišu efikasnost (koeficijent). Sadi Carnot, ispitivanje skup termodinamičkih procesa, iz hira otišao u razvoj svog ciklusa, nazvan po njemu - Karnot ciklusa. To redom obavlja izotermni, onda je adijabatski proces kompresije. Radnog fluida nakon provedbe tih procesa ima rezerve unutrašnje energije, ali ciklus nije završen, tako da je radni fluid je proširen i obavlja izotermni proces proširenja. Da završi ciklus i vratili se na početni radnih parametara tekućine, adijabatskog procesa proširenja obavlja.

Carnot je dokazao da je efikasnost u svom ciklusu dostiže maksimum, i zavisi samo od temperature dva izotermi. Što je veća razlika između njih, odgovarajuće veća termalne efikasnosti. Pokušaji da se stvori toplotu motor Carnot ciklus i su neuspješne. To je idealan ciklus koji se ne može izvršiti. Ali on je dokazao osnovni princip drugog zakona termodinamike, o nemogućnosti dobivanja posla, koji je jednak troškovima toplotne energije. veliki broj definicija su formulisana drugi zakon (zakon) zakon termodinamike, po kojima Rudolf Clausius predstavio koncept entropije. Glavni zaključak njegovog istraživanja - entropija je u porastu, što dovodi do termičke "smrt".

Najvažniji dostignuće je Clausius razumijevanje adijabatski proces u njegovoj implementaciji radnog fluida entropija ne mijenja. Stoga, adijabatski proces Clausius - je s = const. Evo s - je entropija, što daje drugo ime za proces se odvija bez snabdijevanja ili uklanjanje topline, - izentropski proces. Naučnici su u potrazi za takve topline motora ciklus, gdje god je došlo do povećanja entropije. Ali, nažalost, to nije mogao stvoriti. Zbog toga zaključio da toplota motor ne može se kreirati na sve.

Ipak, nisu svi istraživači su konfigurirani tako pesimističan. Tražili su za stvarnu ciklusa za termičku mašine. Kao rezultat svoje pretrage Nikolaus Avgust Otto stvorio svoj ciklus toplote motora, koji se sada provodi u motorima koji rade na benzin. Evo, proces obavlja adijabatski kompresije radnog tijela i isochoric snabdevanje toplotom (izgaranje goriva pri konstantnoj zapremini), onda postoje adijabatske ekspanzije (rad vrši radni medijum u procesu povećanja njegove volumena), i isochoric uklanjanje topline. Prvi motori s unutarnjim izgaranjem na Otto ciklus je korišten kao plin gorivo zapaljivo. Mnogo kasnije je izmislio karburatora koji su postali benzovozdushnoy stvoriti mješavinu zraka benzinom para i hranjenje ih u cilindru motora.

U Otto mješavina ciklusu goriva komprimirani, tako da je iznos od kompresije relativno mali - mješavina goriva ima tendenciju da detonira (eksplodirati kada kritična pritisaka i temperatura). Prema tome, rad u adijabatski proces kompresije je relativno nizak. Ovdje uvodimo još jedan koncept: omjer kompresije - odnos ukupnog volumena na volumen kompresije.

Pronalaženje načina da se poveća efikasnost goriva energije nastavljena. Povećana efikasnost vidi u povećanju omjer kompresije. Rudolf Diesel je razvio svoj ciklus u kojem je snabdevanje toplotom obavlja na konstantan pritisak (u izobarsko proces). Njegova ciklus bio je osnova za motore koriste dizel gorivo (poznat i kao dizel gorivo). U ciklusu mješavina Dizel gorivo se ne komprimirani, i klima. Zbog toga, oni kažu da je rad se obavlja u adijabatski proces. Temperatura i tlak na kraju srednje kompresije, tako da kroz ubrizgavanje mlaznica goriva se vrši. Se meša sa toplim vazduhom da se formira zapaljive smjese. Gori, to povećava unutrašnju energiju radnog fluida. Dalje gasa adijabatskog ekspanzija, vrši radi moždanog udara.

Pokušava da sprovede Diesel ciklusa topline motora nije tako Gustav Trinkler kreiran kombinovanom ciklusu Trinklera. I koristiti ga u današnjem dizel motore. U ciklusu toplote dobili od Trinklera isochore, a zatim i na Izobare. Tek nakon toga se vrši adijabatskog procesa proširenja radnog fluida.

Po analogiji sa klipa toplote motora i turbina rad. Ali njihov proces uklanjanja topline na kraju korisnog adijabatskog širenja plina obavlja Izobare. U avionu, gasnih turbina, a proces turboprop adijabatski javlja dva puta u toku kompresije i ekspanzije.

Da bi opravdala sve osnovne pojmove adijabatskog procesa su predloženom rješenju formule. Čini važna vrijednost, koji se zove adijabatski indeks. Njegova vrijednost za diatomski plina (kisika i azota - su glavni diatomski plinova prisutnih u vazduhu) jednak 1.4. Da bi izračunali adijabatski indeks koristi ima dva zanimljiva svojstva, naime, izobarsko i isochoric toplotni kapacitet radnog fluida. Odnos k = Cp / Cv - je adijabatski indeks.

Zašto koristiti adijabatski proces u teorijskim ciklusa topline motora? Stvarno izvedenih politropski proces, ali s obzirom na to da se javljaju na visokoj stopi, prihvaćeno je da preuzme odsustvo izmjene topline sa okolinom.

90% struje nastaje u termoelektranama. U njima kao radni fluid koristi parom. Ona nastaje kada ključanja. Za povećanje radne sposobnosti pare, to je pregrijane. Zatim, pregrijane pare visokog pritiska se isporučuje na parne turbine. To se odvija adijabatskog proširenje tehnološke pare. Turbine dobiva valjanje, to se prenosi na električni generator. To je, s druge strane, proizvodi električnu energiju za potrošače. Parne turbine rade na Rankine ciklusu. Idealno efikasnost je takođe povezana sa povećanjem temperature i pritiska pare.

Kao što se vidi iz gore, adijabatski proces je vrlo česta u proizvodnji mehaničke i električne energije.