Wat ass de Adiabatesch?

Zu engem Hëtzt Moteur bauen, wat d'Aarbecht vun benotzt Hëtzt maachen kann, muss Dir bestëmmte Konditiounen ze schafen. Éischt vun all, der Hëtzt Motor vun engem cyclic Modus, wou d'Zuel vun den Nuechten thermodynamic Prozesser ze bedreiwen eng verantwortlech ze schafen. D'Resultat vun engem Zyklus Gas an engem losen mat engem Piston Vill zouenen, heescht Aarbecht. Mä eent Zyklus fir eng Konte gefouert Maschinn e bëssen, soll et iterate Fäegkeeten ëmmer nees gewisen fir eng Zäitchen. Den Total Aarbecht während enger bestëmmter Zäit gesuergt, an Realitéit, déi vun der Zäit ënnerdeelt gëtt ee méi wichteg Saach - Muecht.

An der Mëtt vun der XIX Joerhonnert goufen déi éischt Hëtzt Motore geschaf. Si sinn der Aarbecht, mä verbréngen méi Betrag vun Hëtzt vum Verbrennungsmotor vun Brennstoff produzéiert. Et war dann déi theoretesch Physiker frees, "Wéi maachen Gas Aarbecht an enger Hëtzt Moteur? Wéi déi meescht Aarbecht mat engem Minimum vun Brennstoff ze kréien? "

Fir d'Analyse vun de Leeschtunge Gas funktionéiert , hat et e ganze System vu Definitiounen a Konzepter aféieren. D'totality vun all alles an hunn e ganze Fuerschung Beräich, "Engineering Thermodynamik" genannt. An Thermodyanmik, duerch eng Rei vun anzeschätzen adoptéiert gouf, vergiesse net aus der Haaptrei Conclusiounen. Handwierksgeschir Kierper - Groussen agefouert Gas (net vun Natur bestehend) déi zu null Volume hir Molekülle Kompresser kann do so net. An der natierlecher Ëmwelt existéieren nëmme richteg Gasen, déi indistinguishable aus dem gutt-definéiert Eegeschaften hunn ideal Gas.

Fir Vue engem Modell vun der Dynamik vun der schaffen Flesseggassystem, et gouf ugeholl Gesetzer vun Thermodyanmik, déi beschreiwen der Basis thermodynamic Prozesser wéi:

• isochoric Prozess - e Prozess dat ouni Decisioun vum Volume vun der Aarbecht Flesseggassystem gesuergt ass. Konditiounen isochoric Prozess, V = const;
• isobaric Prozess - e Prozess dat ouni Decisioun den Drock am schaffen Flesseggassystem gesuergt ass. Konditiounen isobaric Prozess, P = const;
• isothermal (isothermal) Prozess - e Prozess datt gesuergt ass iwwerdeems d'Temperatur op engem Prinzip Niveau ënnerhalen. Konditiounen isothermal Prozess, T = const;
• Adiabatesch (Adiabatesch, sou ass et der moderner sideresch Engineering genannt ass) - e Prozess, mat der Ëmwelt ouni den Austausch vun Hëtzt an de Weltall gesuergt. Konditiounen vun Adiabatesch, q = 0;
• polytropic Prozess - ass de generaliséiert Prozess datt beschreift all thermodynamic Prozesser ernimmt virun, wéi och all déi aner Méiglechkeeten fir Entfaalung vun engem losen mat engem Vill Piston.

Während der Schafung vun der éischter Hëtzt Motore gesichte Zyklus an deem den héchsten Effizienz (souguer gemaach vun Performance) ze kréien. Sadi Carnot, eng Formatioun vun thermodynamic Prozesser, op engem Niewensaach iweerpréifen waat ass un der Entwécklung vu senger Zyklus, no him benannt - d'Zyklus Carnot. Et gesuergt Rei isothermal, dann de Adiabatesch externen Kompressor Prozess. Der schaffen Flesseggassystem no der Ëmsetzung vun dësen Prozesser huet eng Reserve vun intern Energie, mä den Zyklus ofgeschloss huet net ginn, sou d'schaffen Flesseggassystem erweidert ass a stécht isothermal Expansioun Prozess. Fir de Cycle komplett an zréck op d'initial schaffen Flesseggassystem Parameteren, ass Adiabatesch Expansioun Prozess gesuergt.

Carnot dee bewisen, dass d'Efficacitéit vun hiren Zyklus engem Maximum erreecht, an hänkt nëmmen op d'Temperaturen vun den zwou isotherms. Déi méi héich den Ënnerscheed tëscht hinnen, déi weltwäit mussen héich thermesch Effizienz. Versich eng Hëtzt Motor vun der Carnot Zyklus ze schafen an hunn Mëssgléckt ginn. Et ass eng ideal Zyklus deen net gesuergt ginn. Mä hie bewisen den Haaptgrond Prinzip vun der zweeter Gesetz vum Thermodyanmik, iwwert d'Onméiglechkeet fir eng Aarbecht, gläich op d'Käschten vun thermesch Energie. eng Rei vun Definitiounen goufen déi zweet Gesetz (Gesetz) Gesetz vum Thermodyanmik formuléiert, no deem Rudolf Clausius d'Konzept vun entropy agefouert. D'Haaptrei Conclusioun vu senger Fuerschung - entropy ass waarden, dee bis thermesch "Doud" féiert.

Déi wichtegst Erreeche huet sech d'Clausius Versteesdemech vun Adiabatesch an hir Ëmsetzung vun der schaffen Flesseggassystem der entropy änneren net. Dofir, déi Adiabatesch Clausius - ass den = const. Hei ass - ass de entropy, deen aneren Numm gëtt fir de Prozess gemaach ass aus ouni Ravitaillements oder Hëtzt Stoppen, - isentropic Prozess. Wëssenschaftler sinn Sich no esou engem Zyklus Hëtzt Moteur, wou et eng Hausse vun entropy war. Mee, leider, kéint dat hie net schafen. Dofir hutt, datt d'Hëtzt Motor kann guer net ugeluecht ginn.

Mä net all Fuerscher goufen esou pessimistesch konfiguréiert. Si goufen sicht aktuellen kreesleef fir d'thermesch Maschinnen. Als Resultat vun hire Recherchen hunn Nikolaus August Otto säin Zyklus Hëtzt Motor, deen elo an Motore ëmgesat gëtt op tanken Lafen. Hei, de Prozess vum Adiabatesch externen Kompressor vun der schaffen Kierper an isochoric Hëtzt Fourniture (Brennstoff Verbrennungsmotor um konstante Volumen) gesuergt, da sinn et Adiabatesch Expansioun (Aarbecht ass déi schaffen mëttel- am Prozess gemaach vu sengem Volumen waarden), an isochoric Hëtzt Entféierung. Déi éischt intern Verbrennungsmotor Motore vun der Otto Zyklus war als Brennstoff Gas flammable benotzt. Vill méi spéit gouf et carburetors erfannen, datt eng Mëschung aus Loft mat tanken vapors an se un de Moteur losen erofzesetzen benzovozdushnoy schafen ginn hunn.

An Otto Zyklus Brennstoff Mëschung ass Kompresser, sou de Montant vun externen Kompressor vu sengem relativ kleng - Brennstoff Mëschung huet eng Tendenz zu detonate (explodéieren wann der kritesch fiert an Temperaturen). Also, ass d'Aarbecht an engem Adiabatesch externen Kompressor Prozess relativ niddereg. Hei aféieren mir aneren Konzept: den externen Kompressor Verhältnis - d'Verhältnis vun Ganzen Volume dem externen Kompressor Volume.

Fannen Weeër der Brennstoff Effizienz vun Kräfte méi weider. Fräi Effizienz an waarden den externen Kompressor Verhältnis gesinn. Rudolf Diesel entwéckelt seng Zyklus an deem d'Hëtzt Energieversuergung ass um konstante Drock gemaach (an der isobaric Prozess). Seng Zyklus huet sech d'Basis fir Motore mat Diesel Brennstoff (och als Diesel Brennstoff bekannt). An Zyklus ass Diesel Brennstoff Mëschung net Kompresser, a Loft. Dofir, soen se, dass d'Aarbecht an engem Adiabatesch gesuergt ass. D'Temperatur an den Drock um Enn vun héich externen Kompressor, sou duerch d'nozzle Brennstoff Sprëtzen ass duerchgefouert. Et ass mat waarm Loft gemëscht engem enthale Mëschung ze Form. Et Burns, dat d'intern Energie vun der schaffen Flesseggassystem vergréissert. Weider Gas vun Adiabatesch Expansioun ass, gesuergt schaffen Schlag.

Versicht ze realiséieren Liter Zyklus Hëtzt Motore gescheitert, sou Gustav Trinkler geschaf kombinéiert Zyklus Trinklera. A benotzt et zu Diesel Motore d'haut. Am Cycle vun der Hëtzt Pleséier vun Trinklera isochore, an dann op der isobars. Nëmmen no dësem ass de Adiabatesch vun Expansioun vun der schaffen Flesseggassystem gemaach.

Duerch Analogie der Piston Hëtzt Motore an turbine Aarbecht. Mee hir Prozess vun Hëtzt Ewechhuele um Enn vun der nëtzlech Adiabatesch Expansioun vum Gas ass vun isobars gesuergt. Op Fligeren, Gas turbine ugedriwwen, an turboprop Adiabatesch existeiert zweemol während externen Kompressor an Expansioun.

Fir berechtegen all déi fundamental Konzepter vun Adiabatesch goufen Siidlung Formelen proposéiert. Et schéngt e wichtege Wäert, de Adiabatesch Index genannt. Seng Wäert fir de diatomic Gas (Sauerstoff a Stéckstoff - e Schlëssel diatomic Gasen an der Loft) ass 1,4. Fir d'Adiabatesch Index Berechent benotzt huet zwou interessant Charakteristiken, nämlech, isobaric an isochoric Hëtzt Muecht vun der schaffen Flesseggassystem. D'Verhältnis vun k = CP / CV - ass de Adiabatesch Index.

Firwat eng Adiabatesch an theoretesch kreesleef vun Hëtzt Motore benotzt? Eigentlech gesuergt polytropic Prozess, mä wéinst der Tatsaach, datt si bei engem héijen Taux geschéien, ass et akzeptéiert der Verontreiung vun Hëtzt Austausch mat der Ëmwelt ze huelen.

90% vum Stroum ass duerch thermesch Kernkraaftwierker generéiert. Zu hinnen als schaffen Flesseggassystem benotzt Damp. Et produzéiert ass wann kachen. Fir d'schaffen Kapazitéit vun Dampmachine Erhéijung, ass et superheated. Dann, ass der héich Drock superheated Dampzuch dem Dampzuch turbine Pleséier. Et dauert och Adiabatesch Dampzuch Expansioun Plaz. Turbine kritt Rolling, et ass iwwerdroen op d'elektresch Generator. Dass, am Tour, generéiert Stroum fir Konsumenten. Dampmaschinnen Wandkraaftanlage Bedreiwen op der Rankine Zyklus. Idealfall Effizienz ass och mat enger Erhéijung vun der Temperatur an Drock Dampzuch assoziéiert.

Wéi aus dem uewe gesinn, ass en Adiabatesch an der Produktioun vun mechanesch an elektresch Energien ganz gemeinsam.