Apa proses adiabatic?

Kanggo mbangun sing panas engine, kang bisa do karya kanthi nggunakake panas, sampeyan perlu kanggo nggawe tartamtu kahanan. Kaping kabeh, ing engine panas kanggo operate ing mode siklik, ngendi nomer pangolahan termodinamika consecutive kanggo nggawe daur ulang. Asil siklus gas terlampir ing silinder karo movable piston, ora karya. Nanging siji siklus kanggo mesin kumpulan sethitik, iku kudu iterate liwat lan liwat maneh kanggo sawetara wektu. The total karya rampung sak wektu predetermined ing kasunyatan dibagi dening wektu menehi konsep penting - daya.

Ing tengah abad XIX, mesin panas pisanan digawe. Padha karya, nanging nglampahi jumlah luwih saka panas diprodhuksi dening pangobongan bahan bakar. Iku banjur ana sing teori fisika taken, "Carane do gas karya ing panas engine? Carane njaluk paling karya karo minimal bahan bakar? "

Kanggo nindakake analisis saka karya gas , iku wis introduce sistem kabèh ukara lan konsep. Totalitas kabeh nentokake lan digawe area riset kabeh, disebut "Teknik Thermodynamics". Ing termodinamika, iki diadopsi dening sawetara pemanggih, ora detract saka Serat utama. Piranti awak - gas ephemeral (ora ana ing alam) kang bisa teken kanggo volume nul kang molekul ora sesambungan. Ing alam lingkungan, ana mung nyata gas, kang duwe uga-didéfinisi situs, dibedakno teko becik gas.

Kanggo ndeleng model saka dinamika saka adi, iku wis disaranake hukum-hukum termodinamika, nggambaraken pangolahan termodinamika dhasar kayata:

• proses isochoric - proses sing dileksanakake tanpa ngganti volume saka adi. Kahanan isochoric proses, v = const;
• proses isobaric - proses sing dileksanakake tanpa ngganti meksa ing adi. Kahanan proses isobaric, P = const;
• isothermal (isothermal) proses - proses sing dileksanakake nalika ngramut suhu ing tingkat predetermined. Kahanan proses isothermal, T = const;
• proses adiabatic (adiabatic, supaya disebut Engineering Thermal modern) - proses, dileksanakake ing papan tanpa ngganti saka panas karo lingkungan. Kondisi proses adiabatic, q = 0;
• proses polytropic - proses umum sing nggambaraké kabeh pangolahan ing termodinamika kasebut ing ndhuwur, uga kabeh kemungkinan liyane kanggo kasenengan ing silinder kanthi piston dipindhahaké.

Sak nitahaken saka pisanan panas mesin nggolèki siklus kang kanggo njaluk paling efficiency (koefisien saka kinerja). Sadi Carnot, mrikso pesawat pangolahan termodinamika, ing whim banjur kanggo pangembangan sawijining siklus, kang asalé saka jeneng wong - siklus Carnot. Iku sequentially dileksanakake isothermal, mula proses komprèsi adiabatic. Apa adi sawise implementasine iki pangolahan nduwe cadangan saka internal energi, nanging siklus sing durung dirampungaké, supaya apa adi wis ditambahi lan performs isothermal expansion proses. Kanggo ngrampungake siklus lan bali menyang dhisikan paramèter adi, proses expansion adiabatic wis dileksanakake.

Carnot mbuktekaken sing efficiency ing sawijining siklus tekan maksimum sing, lan gumantung mung ing Suhu saka loro isotherms. Sing luwih dhuwur prabédan antarane wong-wong mau, supaya, Akibate, efficiency termal luwih. Usaha kanggo nggawe engine panas ing siklus Carnot lan wis kasil. Iku siklus becik kang ora bisa dileksanakake. Nanging kang mbuktekaken utama asas saka kaloro hukum termodinamika, bab Leave njupuk proyek, witjaksono kanggo biaya saka termal energi. sawetara ukara ingkang ngrumusaken ukum kaloro (hukum) hukum termodinamika, miturut kang Rudolf Clausius ngenalaken konsep entropi. Kesimpulan utama riset - entropi mundak, kang ndadékaké kanggo termal "pati".

Prestasi paling penting ana ing pangerten Clausius saka proses adiabatic ing sawijining implementasine saka adi entropi ora ganti. Mulane, ing proses adiabatic Clausius - iku s = const. Kene s - iku entropi, kang menehi jeneng liya kanggo proses wis digawa metu tanpa nyediakke utawa njabut panas, - proses isentropic. Ilmuwan sing nggoleki kuwi engine panas siklus, ngendi ana sing Tambah ing entropi. Nanging, sayangé, iki kang bisa ora nggawe. Mulane rikat engine panas ora bisa digawe ing kabeh.

Nanging ora kabeh peneliti wis diatur supaya pesimis. Padha looking kanggo siklus nyata kanggo mesin termal. Minangka asil panelusuran sing Nikolaus August Otto digawe engine siklus panas, kang saiki kang dipun ginakaken ing mesin mlaku ing bensin. Kene, proses dileksanakake dening komprèsi adiabatic awak digunakake lan sumber panas isochoric (pembakaran bahan bakar ing volume pancet), banjur ana expansion adiabatic (iki wis rampung dening medium sing makarya ing proses nambah volume sawijining), lan aman panas isochoric. Ing internal mesin pangobongan pisanan ing siklus Otto iki digunakake minangka gas bahan bakar kebakar. Kathah mengko iki nemokke carburetors sing wis dadi benzovozdushnoy nggawe dicampur saka udhara karo vapors bensin lan dipakani menyang silinder engine.

Ing Otto dicampur bahan bakar siklus ingkang dipun teken, supaya jumlah komprèsi saka relatif cilik - dicampur bahan bakar wis cenderung kanggo njeblugake (njeblug nalika tekanan kritis lan Suhu). Mulane, ing karya ing proses komprèsi adiabatic punika relatif kurang. Kene kita introduce konsep liyane: aspek komprèsi - aspek saka total volume volume komprèsi.

Nemokake cara kanggo nambah bahan bakar efficiency energi terus. Tambah efficiency katon ing paningkatan rasio komprèsi. Rudolf Diesel berkembang sawijining siklus kang panas sumber wis digawa metu ing pancet meksa (ing isobaric proses). sawijining siklus iki basis kanggo mesin bahan bakar diesel (uga dikenal minangka bahan bakar diesel). Ing siklus dicampur bahan bakar Diesel ora teken, lan udhara. Mulane, wong wong karya iki dileksanakake ing proses adiabatic. Ing suhu lan tekanan ing mburi dhuwur komprèsi, supaya liwat injeksi bahan bakar nozzle wis digawa metu. Iku wis pipis udhara panas kanggo mbentuk dicampur combustible. Iku Burns, iku mundhak energi saka adi. Luwih gas dening adiabatic expansion punika, dileksanakake apa stroke.

Nyoba kanggo ngleksanakake siklus Diesel mesin panas gagal, siklus supaya Gustav Trinkler digawe digabungake Trinklera. Lan nggunakake ing mesin diesel dina. Ing siklus saka panas diwenehake dening Trinklera isochore, lan banjur ing isobars. Mung sawise iki wis rampung proses adiabatic expansion saka adi.

Miturut analogi karo mesin panas piston lan karya turbin. Nanging proses sing aman panas ing mburi expansion adiabatic migunani saka gas wis dileksanakake dening isobars. Pesawat, mesin turbin gas, lan proses turboprop adiabatic ana kaping pindho sak komprèsi lan expansion.

Kanggo mbecikake kabeh konsep dhasar proses adiabatic wis ngajokaken rumus utang. Ana katon nilai penting, disebut indeks adiabatic. nilai kanggo gas diatomik (oksigen lan nitrogen - a gas diatomik tombol saiki ing udhara) punika 1.4. Kanggo ngetung indeks adiabatic digunakake wis loro ciri menarik, yaiku, isobaric lan isochoric kapasitas panas saka adi. Ing aspek k = Cp / Cv - punika indeks adiabatic.

Apa nggunakake proses adiabatic ing siklus teori mesin panas? Bener dileksanakake polytropic proses, nanging amarga kasunyatan sing padha kelakon ing dhuwur tingkat, iku iku ditampa kanggo nganggep anané panas exchange karo lingkungan.

90% saka listrik kui dening termal daya tetanduran. Ing minangka adi digunakake uap. Diprodhuksi nalika nggodhok. Kanggo nambah kapasitas apa saka uap, iku superheated. Banjur, dhuwur-meksa superheated uap iku panganan menyang uap turbin. Uga njupuk nyeleh expansion proses uap adiabatic. Turbine bakal Rolling, ditularake kanggo penggerak elektrik. Sing, ing siji, ngasilake listrik kanggo konsumen. Uap turbin operate ing Rankine siklus. Saenipun efficiency uga digandhengake karo Tambah ing suhu lan tekanan uap.

Katon saka ndhuwur, lan adiabatic proses punika umum banget ing produksi mechanical lan electrical tenogo.