Heat maotera: a tsingerin'ny, ny fahombiazan'ny asa. Olana ara-tontolo iainana ny mafana milina. Ahoana ary no izy - mety tsara hafanana maotera?

Ny ilana ny fampiasana ny milina hery ao amin'ny famokarana dia niteraka ny mafana ny firongatry ny milina.

Ny tarika ny hafanana milina

Heat maotera (hafanana maotera), - ny fitaovana ho an'ny angovo hiova finoana anatiny ho mekanika angovo.

Ny hafanana maotera manana heater, ny miasa tsiranoka (mandatsa-dranomaso na ny zavona), izay manao ny asa amin'ny alalan'ny fanafanana (niteraka fihodinan'ny ny turbine lavaka, ny piston mihetsika, sy ny sisa) sy ny vata fampangatsiahana. Ny isa eto ambany dia mampiseho sary ny hafanana maotera.

Basics dingana ny hafanana milina

Hafanana tsirairay maotera fonctionnement noho ny maotera. Ny manao ny asa izay nila teo an-daniny ny maotera piston na ny turbine tsindry lelany no maha samy hafa. Izany fahasamihafana dia tratra amin'ny fitaovana rehetra ny hafanana toy izao manaraka izao: ny miasa mari-pana mitombo ranon-jatony na an'arivony fiakarana Ambient raha oharina amin'ny mari-pana. Amin'ny entona turbines sy ny setroka anatiny milina (ICE) dia mitombo ao amin'ny mari-pana noho ny zava-misy fa ny solika no may ao anatin'ny maotera. Vata fampangatsiahana rivotra iainana na dia afaka manao zavatra manokana ho an'ny hihena tanjona sy ny fitaovana condensing ny nandany etona.

Carnot tsingerin'ny

Tsingerin'ny (cyclic dingana) - napetraka ny fiovana toe-entona, izay niafara tamin'ny dia niverina ho any amin'ny fanjakana voalohany (afaka manatanteraka ny asa). Tamin'ny 1824, ny frantsay fizika Sadi Karno hita fa misy tombony ny hafanana maotera tsingerin'ny (ny Carnot tsingerina), izay ahitana dingana roa - ny isothermal sy ny adiabatic. Ny tarehimarika dia maneho ny kisary eto ambany ny Carnot tsingerin'ny: 1-2 sy 3-4 - isotherm, 2-3 sy 4-1 - adiabatic.

Araka ny lalàn 'ny fiarovana ny angovo asa hafanana maotera milina izay manao hoe:

A = Q ₁ - Q _2,

₁ izay Q - habetsaky ny hafanana izay nandray avy amin'ny heater, ary _{ny 2} Q - habetsaky ny hafanana izay entina any amin'ny vata fampangatsiahana.
Fahombiazana dia ny tahan'ny ny hafanana maotera asa A izay manome ny maotera ho any amin'ny be ny hafanana izay azo avy amin'ny heater:

η = A / Q = (Q ₁ - Q ₂₎ / Q ₁ = 1 - Q ₂ / Q _1.

Ao amin'ny "antony heviny momba ny herin 'ny afo sy ny milina izay afaka hanana izany hery" (1824) momba ny Carnot hafanana maotera eo ambanin'ny anarana hoe "tonga lafatra hafanana maotera miaraka amin'ny tsara mandatsa-dranomaso, izay miasa ny vatana." Noho ny lalàn 'ny thermodynamics dia afaka manao kajy ny fahombiazan'ny (ny ambony indrindra azo atao) miaraka amin'ny hafanana heater maotera izay manana hafanana T _1, sy ny vata fampangatsiahana manana mafana T _2. Carnot hafanana maotera fahaiza-miasa mahomby dia:

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

Sadi Karno dia nanaporofo fa ny tena tiana mafana milina, izay miasa amin'ny heater amin'ny hafanana T ₁ sy ny condenser amin'ny hafanana T ₂ dia tsy afaka hanana fahombiazana izay mety hihoatra ny fahombiazan'ny ny hafanana maotera (tonga lafatra).

Anaty setroka maotera (ICE)

Efa-tapaka lalan-dra dia ahitana maotera setroka anatiny iray na mihoatra cylinders, ny piston, ny crank rafitra, fihinanana sy ny setroka valves, kilalaon'afo.

Ny tsingerin'ny fandidiana dia ahitana efa-kapoka;

1) ny minono - combustible mifangaro mandalo ny miditra tsimoramora ho any amin'ny Varingarin'i;
2) famatrarana - samy valves mikatona;
3) tapaka lalan-dra - ny mipoaka setroka ny combustible mifangaro;
4) Exhaust - Release setroka gazy any amin'ny habakabaka.

etona turbine

Ny etona turbine angovo mitranga ny fiovam-po noho ny maha samy hafa ny rano zavona amin'ny fanerena ny Inlet sy ny fivoahan'ny.
Herin'ny maoderina etona tonga turbines 1300 MW.

Ny sasany masontsivana ara-teknika ny etona turbine 1200 MW

• Zavona tsindry (vaovao) - 23.5 MPa.
• Steam hafanana - 540 ° C.
• Steam mikoriana turbine - 3600 m / h.
• Fanodina hafainganam-pandehan'ny - 3000 Apok / min.
• Ny hihaviany tsindry ao amin'ny condenser - 3.6 kPa.
• turbine Length - 47,9 m.
• Lamesa turbine - 1900 m.

Mafana milina dia ahitana ny rivotra compressor, combustor sy ny turbine mandatsa-dranomaso. OPERATION: adiabatically rivotra dia ninonoanao any an-compressor, ka ny mari-pana atsangana amin'ny 200 ° C na mihoatra. Avy eo, ny Compressed rivotra miditra ny setroka efi-trano ambony izay niara-tsindry ranon-javatra nanome solika - solitany photogen solika menaka. Nandritra ny setroka solika eny amin'ny rivotra mahamay ny mari-pana ny 1500-2000 ° C, dia mampivelatra sy mampitombo ny velocity. Ny rivotra mihetsiketsika amin'ny hafainganam-pandeha avo, ary ny setroka vokatra dia mivantana any an-turbine. Taorian'ny fandalovana amin'ny sehatra ny dingana setroka turbine lelany hanome ny kinetic angovo. Part ny hery nandray ny turbine no compressor fihodinan'ny; ny sisa dia levona anjara eo amin'ny gropy Fanodina, Fanodina fiaramanidina na an-dranomasina fanaka, fiara kodia.

Ny turbine entona azo ampiasaina, afa-tsy ny rotational fiaramanidina sy ny fiara kodia na Helisin'ny ny sambo, toy ny fiaramanidina maotera. Rivotra sy ny setroka gazy no nandroahana azy amin'ny hafainganam-pandeha avo avy amin'ny entona turbine, toy izany koa ny fiaramanidina naroson'ilay izay miseho amin'ny dingana ity dia azo ampiasaina mba hifindra fiaramanidina (fiaramanidina) sy ny rano (sambo) sambo, lalamby fitaterana. Ohatra, turboprop milina manana fiaramanidina AN-24, AN-124 ( "Ruslan"), Ru-225 ( "Dream"). Araka izany, ny "Dream" amin'ny hafainganam-pandehan'ny fiaramanidina 700-850 km / h dia afaka mitondra entana 250 taonina mahery lavitra ny efa ho 15.000 kilometatra. Io no lehibe indrindra fiaramanidina fitaterana eto amin'izao tontolo izao.

Olana ara-tontolo iainana ny mafana milina

Lehibe fiantraikany eo amin'ny toetrandro no rivotra toe-javatra, indrindra fa ny fisian'ny gazy karbonika sy ny rano hihaviany. Noho izany, ny fiovana eo amin'ny gazy karbonika votoaty dia mitarika ho amin'ny fitomboana na fihenan'ny amin'ny entona vokany, izay gazy karbonika mifoka sasany ny hafanana izay Mamirapiratra any an-tany toerana, fahatarana eo amin'ny rivo-piainana mitombo, ary dia toy izany no ho etỳ ambonin'ny mari-pana sy ny ambany rivotra iainana. Ny toe-javatra ny entona vokatra lehibe milalao ny anjara asany eo amin'ny toetr'andro fanalefahana. Ao ny tsy naha, ny eo ho eo ny mari-pana ny planeta dia tsy +15 ° C dia ambany ny 30-40 ° C.

eto amin'izao tontolo izao ankehitriny dia misy maherin'ny 300 tapitrisa isan-karazany ny fiara, izay miteraka mihoatra noho ny antsasaky ny fahalotoan'ny rivotra.

Mihoatra ny 1 taona ho amin'ny rivotra mafana avy amin'ny hery avy any amin'ny setroka ny solika no omena 150 tapitrisa taonina ny solifara oxides, 50 tapitrisa taonina ny azota azôty, 50 tapitrisa taonina ny lavenona, 200 tapitrisa taonina ny gazy, 3 tapitrisa taonina Feona.

Ny fifehezan 'ny rivo-piainana dia ahitana Ozone, izay miaro ny fiainana eto an-tany rehetra, avy amin'ny vokatry ny taratra manimba manimba fay. . Tamin'ny 1982, John Farman, ilay Anglisy mpikaroka tany vaovao, hita ny Tendrontany Atsimo Ozone lavaka - vonjimaika fampihenana ny Ozone votoaty ao amin'ny habakabaka. Tamin'ny tampon'isan'ny ny Ozone lavaka 7 Oktobra 1987 ny habetsahan'ny Ozone ao efa nihena tamin'ny 2 in-. Ozone lavaka angamba vokatry ny anthropogenic anton-javatra, anisan'izany ny fampiasana ao amin'ny orinasa ny chlore-misy freons (CFC), izay hanimba ny Ozone sosona. Na izany aza, ny taona 1990 ny fianarana. tsy voamarina izany fomba fijery. Azo inoana, ny firongatry ny Ozone lavaka dia tsy mifandraika amin'ny zavatra ataon'ny olombelona, sady toy ny dingana voajanahary. Tamin'ny 1992, ny Ozone lavaka no hita teo ambonin'ny Tendrontany Avaratra.

Raha nanangona ny atmosfera sosona Ozone Teto An-tany sy ny ambonin'ny thicken ho ao amin'ny hakitroky ny rivotra amin'ny atmosfera ny tsindry sy ny mari-pana ny 0 ° C, dia Ozone ampinga hatevin'ny ihany 2-3 MG! Izany no ampinga rehetra.

A kely ny tantara ...

• Jolay 1769. Ao amin'ny valan-javaboary Paris Meudon injeniera miaramila NZ Kyunyo mba "afo sarety", izay fitaovana tamin'ny roa-varingarina etona maotera, nitondra vitsivitsy am-polony metatra.
• 1885. Karl Benz, alemà injeniera, nanorina ny efatra voalohany-naterak'ireo kodiarantsika solika fiara Motorwagen herin '0.66 KW, izay 29 Janoary 1886 Nahazo patanty. Machine hafainganam-pandeha dia 15-18 km / h.
• 1891. Gottlieb Daimler, alemà mpamoron-javatra, vokarina Trolley fiara hery 2.9 KW (4 horsepowers) ny fiara. Ny hafainganam-pandeha ambony indrindra ny ny fiara mahatratra 10 km / h, ny fahaiza-manao eo amin'ny samy hafa dia avy modely 2 ka hatramin'ny 5 taonina.
• 1899. Belza K. Zhenattsi ny fiara, "Jamet Contant" ( "afa-po na oviana na oviana") voalohany niampita ny 100-km tsipika haingana.

Ohatra ny hamahana olana

Olana 1. Ny hafanan'ny ny heater filamatra hafanana maotera dia mitovy amin'ny 2000 K, sy ny vata fampangatsiahana mari-pana - 100 ° C. Mba hamantarana ny fahombiazan'ny.

vahaolana:
Ny raikipohy izay mamaritra ny fahombiazana ny hafanana maotera (indrindra):

N = T ₁ T ₂ / T _1.
N = (2000K - 373K) / 2000 K = 0,81.

A: maotera fahombiazana - 81%.

Olana 2. Ny hafanana motera 200 Prot ny hafanana dia azo avy setroka ny solika, ary nafindra tany mangatsiaka kokoa Prot 120 hafanana. Inona no fahombiazana ny maotera?

vahaolana:
Ny raiki-pohy ho an'ny famaritana ny fahombiazana avy amin'ny teny:

N = Q1 - Q2 / Q1.
N = (2 × 10 ⁵ J - 1.2 x 10 ⁵ J) / 2 x 10 ⁵ J = 0.4.

A: Ny mafana fahombiazana ny maotera - 40%.

Olana 3. Inona no atao hoe fahombiazana ny hafanana maotera, rehefa miasa tsiranoka avy amin'ny heater taorian'ny fandraisana ny habetsahan'ny hafanana 1.6 MJ nanao hetsika 400 Prot? Inona no atao hoe ny habetsahan'ny hafanana nafindra tany amin'ny vata fampangatsiahana?

vahaolana:
Fahombiazana azo tapa-kevitra ny rijan-

N = A / Q _1.

N = 0,4 · 10 ⁶ J / 1,6 · 10 ⁶ J = 0.25.

Hafanana be azo avy vata fampangatsiahana azo tapa-kevitra ny rijan-

Q ₁ - A = Q _2.
Q ₂ = 1,6 · 10 ⁶ J - 0.4 · 10 ⁶ J = 1.2 · 10 ⁶ J.
A: Ny hafanana maotera manana ny fahaiza ny 25%; ny hafanana be nafindra tany amin'ny vata fampangatsiahana - 1.2 · 10 ⁶ J.