열 주기에 있는 온도와 효율성 사이 관계

열 주기의 효율성은 온도에 근본적으로 연결됩니다. 이 관계는 열역학의 분야에 있는 학생 그리고 교육자에 중요합니다. 이 문서는 Carnot 주기, Rankine 주기 및 Brayton 주기를 포함하여 각종 열 주기의 효율성에 영향을 미치는 방법을 탐구할 것입니다.

열 사이클 소개

열 주기는 열 에너지를 일로 변환하는 과정입니다. 이 주기의 효율성은 그들이 운영하는 온도에 의해 결정됩니다. 열 근원과 열 싱크 사이 더 높은 온도 다름은, 더 능률적으로 주기 일 수 있습니다 잠재적으로 일 수 있습니다.

Carnot 주기는 2개의 온도 공기통 사이 열 엔진을 위한 최대 가능한 효율성을 제공하는 이론적인 모형입니다. 그것은 4개의 뒤집을 수 있는 과정으로 이루어져 있습니다: 2개의 isothermal와 2개의 adiabatic.

Carnot 주기의 효율성 (( eta ))는 공식에 의해 주어집니다:

] η = 1 - (T_cold] / T_hot])]

위치:

이 방정식은 고온 공기의 온도를 증가시키고, 냉수의 온도를 감소시켜주기의 효율성을 높일 것입니다.

랭킨 사이클은 발전소에서 사용되는 실용적인 열 사이클입니다. 그것은 4 개의 프로세스로 구성되어 있습니다 : isentropic 압축, isobaric 열 추가, isentropic 확장 및 isobaric 열 거부.

랭킨 사이클의 효율성은 증기와 냉각수의 온도에 영향을 미칠 수 있습니다. 열 효율의 공식은 다음과 같습니다.

] η = (h₁]] - h_]]4) / (h_]1] - h_]]2)

위치:

보일러에 있는 더 높은 온도는 더 중대한 효율성에 지도하고, 그러나 그들은 또한 이 상태를 저항할 수 있는 물자를 요구합니다.

Brayton 주기는, 또한 가스 터빈 주기로 알려져, 제트기 엔진과 가스 터빈에서 사용됩니다. 그것은 닫히는 반복에 작동하고 2개의 adiabatic 과정 및 2개의 isobaric 과정으로 이루어져 있습니다.

Brayton 사이클의 효율성은 압력 비율과 흡입 가스의 온도에 영향을받습니다.

] η = 1 - (T₁]] / T_]2]])]]

위치:

높은 efficiencies로 최대 온도를 증가시킨, 그러나 다시, 이 장소는 물자 재산 및 디자인에 요구합니다.

몇몇 요인은 열 주기의 효율성에 영향을 미치고, 다음을 포함하여:

이러한 요인을 이해하는 것은 열 사이클 성능을 최적화하는 데 필수적입니다.