Ki sa ki se pwosesis la adyabatik?

Yo pral bati yon motè chalè, sa ki ka fè travay la lè l sèvi avèk chalè, ou bezwen yo kreye sèten kondisyon. Premye a tout, motè a chalè yo opere nan yon mòd siklik, kote ki kantite pwosesis youn apre lòt Thermodynamic yo kreye yon riban. Rezilta a nan yon gaz sik fèmen nan yon silenn ak yon Piston mobil, travay. Men, yonn sik pou yon machin pakèt yon ti kras, li ta repekte sou yo ak sou ankò pou kèk tan. Travay la manm fè pandan tan an Predetermined nan reyalite divize pa tan bay yon lòt konsèp enpòtan - pouvwa.

Nan mitan syèk la XIX, motè yo chalè premye yo te kreye. Yo se nan travay, men depanse plis kantite lajan nan chalè ki te pwodwi pa la ki degaje konbisyon nan gaz. Li te Lè sa a ki fizisyen teyorik ap mande, "Kijan fè travay gaz nan yon motè chalè? Kòman ou kapab jwenn travay ki pi avèk yon minimòm de gaz? "

Fè analiz la nan travay yo gaz , li te gen prezante yon sistèm antye nan definisyon an e li konsèp. ankèt la nan tout desizyon e te kreye yon zòn rechèch antye, yo rele "Jeni Thermodynamique". Nan thermodynamics, yo te adopte pa yon kantite sipozisyon, pa detourner soti nan konklizyon prensipal yo. Zouti kò - efemèr gaz (pa ki deja egziste nan lanati) ki ka konprese nan zewo volim ki gen molekil pa kominike. Nan anviwonman natirèl la egziste sèlman gaz reyèl, ki gen byen defini pwopriyete konfonn soti nan gaz la ideyal.

Pou w gade yon modèl nan nan dinamik nan an k ap travay likid, li te sigjere lwa nan thermodynamics, ki dekri nan debaz Thermodynamic pwosesis tankou:

• isochoric pwosesis - yon pwosesis ki se fèt san li pa chanje volim nan likid la ap travay. Kondisyon isochoric pwosesis, v = konstitisyon;
• izobar pwosesis - yon pwosesis ki se fèt san li pa chanje presyon an nan likid la ap travay. Kondisyon izobar pwosesis, P = konstitisyon;
• izotèrmal (izotèrmal) pwosesis - yon pwosesis ki se fèt pandan w ap kenbe tanperati a nan yon nivo Predetermined. Kondisyon izotèrmal pwosesis, T = konstitisyon;
• adyabatik pwosesis (adyabatik, kidonk li se rele modèn tèmik Jeni a) - yon pwosesis, fè nan espas ki la san yo pa pou yo fè echanj chalè ak anviwònman an. Kondisyon nan pwosesis adyabatik, q = 0;
• polytropic pwosesis - se pwosesis la jeneralize ki dekri tout pwosesis yo Thermodynamic mansyone pi wo a, osi byen ke tout posiblite yo lòt pou pwogrè nan yon silenn ak yon Piston mobil.

Pandan kreyasyon an nan motè yo chalè premye fouye sik nan ki yo ka resevwa efikasite nan pi wo a (koyefisyan nan pèfòmans). Sadi Carnot, ekzamine yon seri pwosesis Thermodynamic, sou yon kapris te ale nan devlopman nan nan sik li yo, yo te rele dèyè l '- sik la Carnot. Li sekans fèt izotèrmal, lè sa a pwosesis la konpresyon adyabatik. likid la ap travay apre aplikasyon an nan pwosedi sa yo gen yon rezèv nan enèji entèn, men sik la pa te fin konplete, se konsa likid la ap travay elaji epi pèfòme pwosesis ekspansyon izotèrmal. Pou w konplete sik la yo epi retounen nan premye travay paramèt yo likid, se adyabatik pwosesis ekspansyon fèt.

Carnot pwouve ke efikasite nan nan sik li yo rive nan yon maksimòm, ak depann sèlman sou tanperati yo nan de izotèm yo. pi wo diferans lan ki genyen ant yo, efikasite nan conséquence pi wo tèmik. Tantativ yo kreye yon motè chalè nan sik la Carnot ak yo te fèt san siksè. Li se yon ideyal sik ki pa ka fèt. Men, li te pwouve prensip prensipal la nan lwa an dezyèm nan thermodynamics, sou li enposib nan jwenn yon djòb, ki egal a depans sa yo nan enèji tèmik. te yon nimewo nan definisyon formul dezyèm lalwa (lalwa) lalwa ki bay thermodynamics, selon ki Rudolf Clausius prezante konsèp nan antropi. Konklizyon an prensipal nan rechèch li - antropi ap ogmante, ki mennen nan tèmik "lanmò".

siksè ki pi enpòtan te konpreyansyon nan Clausius nan pwosesis adyabatik nan aplikasyon li yo nan likid la ap travay antropi nan pa chanje. Se poutèt sa, pwosesis la adyabatik Clausius - se nan = konstitisyon. Isit la, se - se antropi la, ki bay yon lòt non pou se pwosesis la te pote soti san yo pa kap founi bay oswa retire chalè, - pwosesis isentropik. Syantis ap chèche pou sa yo yon motè chalè sik, tout kote te gen yon ogmantasyon nan antropi. Men, malerezman, sa a li pa t 'kapab kreye. Se poutèt sa dedwiz ke motè a chalè pa ka kreye nan tout.

Men se pa tout chèchè yo te configuré konsa pou sa pesimism. Yo te kap chèche sik yo aktyèl pou machin yo tèmik. Kòm yon rezilta nan rechèch yo Nicolaus Out Otto kreye motè sik chalè l 'yo, ki se kounye a ke yo te aplike nan motè kouri sou gazolin. Isit la, pwosesis la fèt pa konpresyon adyabatik nan kò a ap travay ak isochoric ekipman pou chalè (ki degaje konbisyon gaz nan volim konstan), sa a, gen adyabatik ekspansyon (Se travay ou fè pa mwayen a ap travay nan pwosesis la pou ogmante volim li), ak isochoric retire chalè. premye motè yo combustion entèn nan sik la Otto te itilize kòm gaz la gaz ki ka pran dife. Anpil pita li te envante carburetors ki te vin benzovozdushnoy kreye yon melanj de lè ak vapè gazolin ak manje yo silenn lan motè.

Nan Otto Se melanj sik gaz konprese, se konsa kantite lajan an nan konpresyon nan relativman ti li yo - melanj gaz gen yon tandans eklate (eksploze lè presyon yo kritik ak tanperati). Se poutèt sa, travay la nan yon adyabatik konpresyon pwosesis se relativman ba. Isit la nou prezante yon lòt konsèp: rapò a konpresyon - rapò a nan volim total ak volim nan konpresyon.

Jwenn fason yo ogmante efikasite gaz la nan enèji kontinye. Ogmante efikasite wè nan ogmante rapò a konpresyon. Rudolf Diesel devlope sik li yo nan ki se rezèv la chalè te pote soti nan presyon konstan (nan pwosesis la izobar). sik li yo te baz la pou motè lè l sèvi avèk gaz dyezèl (li rele tou gaz dyezèl). Nan sik melanj Diesel gaz se pa sa konprese, ak lè. Se poutèt sa, yo di ke se travay la fèt nan yon pwosesis adyabatik. se Tanperati a ak presyon nan fen konpresyon wo, se konsa nan piki a gaz bouch te pote soti. Li se melanje ak lè cho yo fòme yon melanj ki ka pran dife. Li boule, sa a ogmante enèji nan entèn nan likid la ap travay. Pli lwen gaz pa ekspansyon adyabatik se, fèt k ap travay konjesyon serebral.

Ap eseye aplike sik la Diesel motè chalè echwe, se konsa Gustav Trinkler kreye ki konbine sik Trinklera. Apre sa, sèvi ak li nan motè dyezèl a jodi a. Nan sik la nan chalè a apwovizyone pa Trinklera isochore, ak lè sa a sou Isobars yo. Se sèlman apre sa a se fè pwosesis la nan ekspansyon adyabatik nan likid la ap travay.

Pa analoji ak motè yo twonpèt chalè ak travay turbine. Men, se pwosesis yo pou retire chalè nan fen ekspansyon nan itil adyabatik nan gaz la fèt pa Isobars. Sou avyon, motè gaz turbine, ak pwosesis turboprop adyabatik rive de fwa pandan konpresyon ak ekspansyon.

Yo jistifye tout konsèp yo fondamantal nan pwosesis adyabatik yo te pwopoze fòmil aranjman. Gen parèt yon valè enpòtan, ki rele endèks la adyabatik. valè li yo pou yon gaz diatomik (oksijèn ak nitwojèn - yo se prensipal gaz yo diatomik prezan nan lè) egal a 1.4. Pou kalkile endèks la adyabatik itilize gen de Karakteristik enteresan, savwa, izobar ak isochoric kapasite chalè nan likid la ap travay. Rapò a nan k = Cp / Cv - se endèks la adyabatik.

Poukisa sèvi ak yon pwosesis adyabatik nan sik teyorik nan motè chalè? Aktyèlman fèt pwosesis polytropic, men akòz lefèt ke yo rive nan yon pousantaj segondè, li se aksepte ou panse absans la nan echanj chalè ak anviwònman an.

se 90% nan elektrisite ki te pwodwi pa plant tèmik pouvwa. Nan yo kòm likid la ap travay itilize vapè. Li se pwodwi lè bouyi. Pou ogmante kapasite nan travay nan vapè, li se surchofe. Lè sa a, se presyon ki wo surchofe vapè a apwovizyone turbine nan vapè. Li te tou pran plas adyabatik ekspansyon pwosesis vapè. Turbine vin woule, li se transmèt nan dèlko a elektrik. Sa, nan vire, jenere elektrisite pou konsomatè yo. Machin vapè turbin opere sou nan Rankine sik. Idealman efikasite se tou ki asosye avèk yon ogmantasyon nan tanperati a ak presyon vapè.

Jan yo wè soti nan pi wo a, yon pwosesis adyabatik se trè komen nan pwodiksyon an nan enèji mekanik ak elektrik.