طراحی موتور اساساً توسط اصول ترمودینامیک محدود می شود.قانون دوم ترمودینامیک نقش مهمی در تعریف کارایی و محدودیت های عملکردی موتورهای ایفا می کند. درک این محدودیت ها به مهندسان کمک می کند تا طرح های موثرتر و واقع گرایانه تری را توسعه دهند.

قانون دوم ترمودینامیک

قانون دوم می گوید که در هر انتقال انرژی یا تحول، مجموع آنتروپی یک سیستم بسته یا ثابت باقی خواهد ماند و این بدان معنی است که هیچ موتور نمی تواند 100٪ کارآمد باشد زیرا برخی از انرژی ها همیشه به عنوان گرما از دست می روند.

مفاهیم برای کارایی موتور

بهره وری موتور توسط قانون دوم محدود است. حداکثر بهره وری نظری توسط کارایی کارnot توصیف می شود که بستگی به تفاوت دما بین مخازن گرم و سرد دارد، زیرا تفاوت دما کاهش می یابد، حداکثر بهره وری به صفر می رسد.

چالش های طراحی

طراحان با چالش هایی در به حداقل رساندن ضررهای انرژی به دلیل انتقال گرما، اصطکاک و سایر بی تحرکی ها مواجه می شوند.

استراتژی های بیش از حد محدودیت های

  • استفاده از مواد با دمای بالا
  • چرخه های بازسازی
  • بهینه سازی فرآیندهای چرخه
  • کاهش تلفات مکانیکی