Table of Contents
بهره وری چرخه های حرارتی اساسا با دما ارتباط دارد. درک این رابطه برای دانش آموزان و مربیان در زمینه ترمودینامیک بسیار مهم است.این مقاله بررسی خواهد کرد که چگونه دما بر بهره وری چرخه های حرارتی مختلف، از جمله چرخه کارnot، چرخه رنین و چرخه Brayton تاثیر می گذارد.
مقدمه ای بر چرخه های حرارتی
چرخه های حرارتی فرآیندهایی هستند که انرژی گرمایی را به کار تبدیل می کنند. راندمان این چرخه ها توسط دمایی که در آن کار می کنند تعیین می شود. تفاوت دمای بین منبع گرما و سینک گرما، کارآمد تر است که چرخه به طور بالقوه می تواند باشد.
چرخه کارnot
چرخه کارnot یک مدل نظری است که حداکثر بهره وری ممکن را برای یک موتور حرارتی که بین دو مخزن دما کار می کند، فراهم می کند، شامل چهار فرآیند برگشت پذیر است: دو ایزوترمال و دو هیدروژاتیک.
بهره وری از چرخه کارnot
بهره وری (eta) چرخه کارnot با فرمول داده می شود:
[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [[[[[[[[۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳
کجا:
- [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱] [۱۰] = دمای مطلق مخزن سرد [۱]
- [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱]] [۱۰] = دمای مطلق مخزن گرم [۳]
این معادله نشان می دهد که افزایش دمای مخزن گرم یا کاهش دمای مخزن سرد، بهره وری چرخه را افزایش می دهد.
چرخه ی رنین
چرخه رنین یک چرخه حرارتی عملی است که در نیروگاه های برق استفاده می شود و شامل چهار فرایند است: فشرده سازی ایزوتروفیلیک، اضافه کردن گرمای وحشیانه، گسترش ایزوتروفیلیک و رد کردن گرمای وحشیانه.
بهره وری از چرخه رنین
بهره وری چرخه رنین را می توان تحت تاثیر دمای بخار و آب خنک کننده قرار داد. فرمول برای بهره وری حرارتی این است:
[[[ویرایش] [[[[ویرایش]] [[[[ویرایش]]] [[[[ویرایش]]] [[[[ویرایش]] [[[[ویرایش]]] [[[[ویرایش]]] [[[[ویرایش]] [[[[۱۰]]] [۱۰] [۲] [۲] [۲] [۳] [۲] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] [۲] [۲] [۳] [۲] [۳] [۲] [۲] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۳] [
کجا:
- [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۳] [۱] [۱۰] [۳] [۱] [۱] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۱۰] [۳] [۱] [۱] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱۰] [۱۰
- [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰]] [۱۰] [۱] [۲] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳]] = [۱۰] در خروجی توربین [مؤمنان]
- [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱۰]] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۱] [۳] [۱] [۳] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۱] [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [۳]]]]]] [بر [بر [بر [۳]]]]]]] [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر
دمای بالاتر در دیگ بخار منجر به کارایی بیشتر می شود، اما آنها همچنین به موادی نیاز دارند که می توانند در برابر این شرایط مقاومت کنند.
چرخه Brayton
چرخه Brayton، که به عنوان چرخه توربین گاز نیز شناخته می شود، در موتورهای جت و توربین های گاز استفاده می شود، در یک حلقه بسته عمل می کند و شامل دو فرآیند هیدروباتیک و دو فرآیند وحشیانه است.
بهره وری از چرخه Brayton
بهره وری چرخه Brayton تحت تاثیر نسبت فشار و دمای گازهای داخله و اگزوز قرار می گیرد:
[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [[[[[۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳
کجا:
- [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰]] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۳] = دمای داخله (نگلهل:۳]
- [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] = حداکثر دمای چرخه [۱]
افزایش حداکثر دما منجر به ناکارآمدی های بالاتر می شود، اما دوباره این مکان ها نیاز به خواص و طراحی مواد دارند.
عوامل موثر درfluencing کارایی
عوامل متعددی بر بهره وری چرخه های حرارتی تاثیر می گذارند، از جمله:
- تفاوت دما بین مخازن
- نسبت فشار در چرخه ها
- خواص مواد مخدر از اجزای
- خسارت های گرمایی به دلیل اصطکاک و سایر ناکارآمدی ها
درک این عوامل برای بهینه سازی عملکرد چرخه حرارتی ضروری است.
نتیجه گیری
رابطه بین دما و بهره وری در چرخه های حرارتی یک مفهوم اساسی در ترمودینامیک است.با مطالعه چرخه هایی مانند Carnot، Rankine و Brayton، دانش آموزان و مربیان می توانند اهمیت دما در فرایندهای تبدیل انرژی را درک کنند. این دانش برای پیشرفت در بهره وری انرژی و فن آوری بسیار مهم است.