స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ అంటే ఏమిటి?

వేడిమి ఉపయోగించి ద్వారా పని చేసే ఒక ఉష్ణ యంత్రం, నిర్మించడానికి, మీరు కొన్ని పరిస్థితులు సృష్టించాలి. అన్ని మొదటి, ఉష్ణ యంత్రం పేరు వరుసగా ఉష్ణగతిక ప్రక్రియలు సంఖ్య ఒక లూప్ సృష్టించడానికి ఒక చక్రీయ రీతిలో ఆపరేట్. ఒక కదిలే పిస్టన్ ఒక సిలిండర్లో నడుమ ఒక సైకిల్ గ్యాస్, ఫలితంగా పనిచేస్తుంది. కానీ ఒక బ్యాచ్ యంత్రం ఒక చిన్న కోసం ఒక చక్రం, అది మల్లీ మల్లీ కొంత సమయం కోసం iterate ఉండాలి. శక్తి - సమయం ద్వారా విభజించబడింది వాస్తవానికి ముందుగా నిర్ణయించిన సమయంలో పూర్తి మొత్తం పని మరొక ముఖ్యమైన భావన ఇస్తుంది.

XIX శతాబ్దం మధ్యలో, మొదటి వేడి ఇంజన్లు సృష్టించబడ్డాయి. వారు పని, కానీ ఇంధనాన్ని మండించడం ద్వారా ఉత్పత్తి వేడి మరింత మొత్తం ఖర్చు. ఇది సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ", అడుగుతున్నారు అని ఎలా ఒక ఉష్ణ యంత్రం లో గ్యాస్ పని తర్వాత? ఎలా ఇంధన కనీసం తో అత్యంత పని పొందుటకు? "

విశ్లేషణ చేయటానికి గ్యాస్ రచనలు , అది నిర్వచనాలు మరియు భావనలను మొత్తం ప్రవేశపెట్టాలనే వచ్చింది. అన్ని అంకితభావం సంపూర్ణమైన మరియు "ఇంజినీరింగ్ థర్మోడైనమిక్స్" అని ఒక మొత్తం పరిశోధనా ప్రాంతంలోని సృష్టిస్తాయి. ఉష్ణగతిక, అంచనాలు అనేక అవలంబించాడు, ప్రధాన ముగింపులు నుండి తీసివేయు లేదు. టూల్స్ శరీరం - అశాశ్వత వాయువు (ప్రకృతిలో ఇప్పటికే కాదు) దీని అణువులు సంకర్షణ చెందవు సున్నా వాల్యూమ్ కంప్రెస్ చెయ్యవచ్చు. సహజ వాతావరణంలో మాత్రమే ఉనికిలో నిజమైన వాయువులు, నుండి విడదీయలేం బాగా నిర్వచించబడిన లక్షణాలు కలిగి ఆదర్శ వాయువు.

కార్యకారి ద్రవం యొక్క డైనమిక్స్ ఒక మోడల్ వీక్షించడానికి, దీన్ని సూచించారు వంటి ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక ప్రక్రియలు వివరించే ఉష్ణగతిక, చట్టాలు చేయబడింది:

• isochoric ప్రక్రియ - కార్యకారి ద్రవం యొక్క వాల్యూమ్ మార్చకుండా నిర్వహిస్తారు ఒక ప్రక్రియ. పరిస్థితులు isochoric ప్రక్రియ, v = కాన్స్ట్;
• isobaric ప్రక్రియ - ద్రవంగా ఒత్తిడి మార్చకుండా నిర్వహిస్తారు ఒక ప్రక్రియ. isobaric ప్రక్రియలో నిబంధనలు, P = కాన్స్ట్;
• సమతాప (సమతాప) ప్రక్రియ - ముందుగా నిర్ణయించిన స్థాయిలో ఉష్ణోగ్రత కొనసాగిస్తూ నిర్వహిస్తారు ఒక ప్రక్రియ. పరిస్థితులు సమతాప ప్రక్రియ, T = కాన్స్ట్;
• స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ (స్థిరోష్ణ, కాబట్టి అది ఆధునిక థర్మల్ ఇంజినీరింగ్ అంటారు) - ఒక ప్రక్రియ, పర్యావరణంతో వేడి మార్పిడి లేకుండా స్పేస్ లో ప్రదర్శించారు. స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ నిబంధనాలు q = 0;
• పాలీట్రోపిక్ ప్రక్రియ - ఒక కదిలే పిస్టన్ ఒక సిలిండర్లో సఫలీకృతం కోసం పైన పేర్కొన్న అన్ని ఉష్ణగతిక ప్రక్రియలు, అలాగే అన్ని ఇతర అవకాశాలను వివరించే సాధారణమైన ప్రక్రియ.

మొదటి వేడి ఇంజన్లు సృష్టి సమయంలో అత్యధిక సమర్థత (ప్రదర్శన గుణకం) పొందడానికి దీనిలో చక్రం శోధించిన. కార్నట్ చక్రం - సది కార్నట్, ఉష్ణగతిక ప్రక్రియలు సమితి పరీక్షలకంటే ఒక ఊహించని రీతిలో దాని చక్రం, అతని పేరుతో అభివృద్ధి వెళ్ళాడు. ఇది క్రమపద్ధతిలో అప్పుడు స్థిరోష్ణ కుదింపు ప్రక్రియ, సమతాప ప్రదర్శించారు. ఈ ప్రక్రియలు అమలు తర్వాత పని ద్రవం అంతర్గత శక్తి యొక్క రిజర్వుగా ఉంది, కానీ ద్రవంగా విస్తరించింది మరియు సమతాప విస్తరణ ప్రక్రియను అమలు కాబట్టి చక్రం, పూర్తి చేయలేదు. చక్రం పూర్తి మరియు ప్రారంభ ద్రవంగా పారామితులు తిరిగి, స్థిరోష్ణ విస్తరణ ప్రక్రియను నిర్వహిస్తారు.

కార్నట్ దాని చక్రంలో సామర్థ్యం గరిష్టంగా చేరుతుంది, మరియు కేవలం రెండు isotherms ఉష్ణోగ్రతలు ఆధారపడి ఉంటుందని నిరూపించారు. అధిక వాటి మధ్య తేడా సదృశ్యంగా అధిక ఉష్ణ సామర్థ్యం. ప్రయత్నాలు కార్నట్ చక్రంలో ఒక ఉష్ణ యంత్రం సృష్టించడానికి మరియు విజయవంతం అభిప్రాయపడుతున్నారు. ఇది చెయ్యలేము ఇది ఆదర్శవంతమైన చక్రం ఉంటుంది. కానీ అతను ఖర్చులు సమానంగా ఉద్యోగం పొందడానికి అసాధ్యమన్న గురించి, ఉష్ణగతిక శాస్త్ర రెండో సూత్రం యొక్క ప్రధాన సూత్రం నిరూపించాడు ఉష్ణ శక్తి. నిర్వచనాలు అనేక రుడోల్ఫ్ క్లాసియస్ ఎంట్రోపి భావనను పరిచయం ప్రకారం, రెండో సూత్రం (చట్టం) ఉష్ణగతిక శాస్త్ర చట్టం రూపొందించారు చేశారు. తన పరిశోధన యొక్క ప్రధాన ముగింపు - ఎంట్రోపి థర్మల్ "మరణం" దారితీస్తుంది, పెరుగుతోంది.

అత్యంత ముఖ్యమైన సాధించిన ద్రవంగా ఎంట్రోపి మారదు దాని అమలులో స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ యొక్క క్లాసియస్ అవగాహన ఉంది. అందువలన, స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ క్లాసియస్ - లు = కాన్స్ట్ ఉంది. ఇక్కడ - isentropic ప్రక్రియ - ప్రాసెస్ సరఫరా లేదా వేడి, తొలగించకుండా నిర్వహిస్తారు కోసం మరొక పేరు ఇస్తుంది ఎంట్రోపీ ఉంది. శాస్త్రవేత్తలు, అటువంటి చక్ర హీట్ ఇంజిన్ శోధించే ఎంట్రోపి పెరుగుదల ఉంది ఎక్కడ. కానీ, దురదృష్టవశాత్తు, ఈ అతను సృష్టించలేకపోయింది. అందువలన ఉష్ణ యంత్రం అన్ని వద్ద సృష్టించిన సాధ్యం అని ఊహించబడింది.

కానీ అన్ని పరిశోధకులు కాబట్టి నిరాశావాద కన్ఫిగర్ చేశారు. వారు థర్మల్ యంత్రాలు వాస్తవ చక్రాల వెతుకుతున్న. వారి శోధనలు ఫలితంగా నికొలాస్ ఆగస్టు ఒట్టో ఇప్పుడు గాసోలిన్ నడుస్తున్న ఇంజిన్లు అమలుచేస్తున్నారు తన చక్ర హీట్ ఇంజిన్, సృష్టించింది. ఇక్కడ, పని శరీరం మరియు isochoric వేడి సరఫరా (స్థిర ఘనపరిమాణము ఇంధన దహన) యొక్క స్థిరోష్ణ కుదింపు ప్రదర్శించిన ప్రక్రియ, అప్పుడు అక్కడ స్థిరోష్ణ విస్తరణ (పని దాని వాల్యూమ్ పెరుగుతున్న ప్రక్రియలో పని మాధ్యమం ద్వారా జరుగుతుంది), మరియు isochoric వేడి తొలగింపు ఉన్నాయి. ఒట్టో సైకిల్ మొదటి అంతర్గత దహన యంత్రాలు లేపే ఇంధన వాయువు ఉపయోగించబడింది. తరువాత కొంత benzovozdushnoy గాసోలిన్ ఆవిర్లు తో గాలి మరియు ఇంజిన్ సిలిండర్లలో వాటిని తినే మిశ్రమం సృష్టించడానికి మారాయి కార్బ్యురేటర్ కనిపెట్టారు.

ఒట్టో లో చక్రం ఇంధన మిశ్రమం సంపీడన, కాబట్టి దాని సాపేక్షంగా చిన్న కుదింపు మొత్తంపై ఉంది - ఇంధన మిశ్రమం పేల్చడంలో ఒక ధోరణి కలిగి (పేలు, క్లిష్టమైన ఒత్తిడులు మరియు ఉష్ణోగ్రతలు). అందువలన, ఒక స్థిరోష్ణ కుదింపు ప్రక్రియలో పని చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఇక్కడ మేము మరొక అంశాన్ని పరిచయం: సంపీడన నిష్పత్తిని - కుదింపు వాల్యూమ్ పరిమాణములో నిష్పత్తి.

శక్తి ఇంధన సామర్థ్యాన్ని పెంచేందుకు వెతుక్కోవడం కొనసాగింది. పెరిగిన సామర్థ్యం సంపీడన నిష్పత్తిని పెంచడం లో చూసిన. రుడాల్ఫ్ డీజిల్ వేడి సరఫరా (isobaric ప్రక్రియలో) స్థిర పీడనం వద్ద నిర్వహిస్తుంది దీనిలో దాని చక్రం అభివృద్ధి. దీని చక్రం డీజిల్ ఇంధన (డీజిల్ ఇంధన అని పిలుస్తారు) ఉపయోగించి ఇంజిన్లు ఆధారంగా ఉంది. చక్రంలో డీజిల్ ఇంధన మిశ్రమం కంప్రెస్, మరియు గాలి. అందువల్ల, వారు రచన స్థిరోష్ణ ప్రక్రియలో నిర్వహిస్తారు చెప్తారు. అధిక కంప్రెషన్ చివరిలో ఉష్ణోగ్రత మరియు ఒత్తిడి, కాబట్టి ముక్కు ఇంధన ఇంజక్షన్ ద్వారా నిర్వహిస్తారు. ఇది ఒక మండే మిశ్రమం ఏర్పాటు వేడి గాలి కలుపుతారు. ఈ కార్యకారి ద్రవం యొక్క అంతర్గత శక్తి పెరుగుతుంది, మండుతుంది. స్థిరోష్ణ విస్తరణ ద్వారా మరింత వాయువు, పని స్ట్రోక్ ను ప్రదర్శించాడు.

డీజిల్ చక్ర హీట్ ఇంజన్లు విఫలమైంది, కాబట్టి గుస్తావ్ Trinkler కలిపి రూపొందించినవారు చక్రం Trinklera అమలు ప్రయత్నిస్తున్నారు. నేటి డీజిల్ ఇంజిన్లు దాన్ని ఉపయోగించండి. Trinklera ద్వారా సరఫరా వేడి చక్రంలో isochore, మరియు సమభార రేఖ అప్పటి. మాత్రమే తర్వాత ఈ కార్యకారి ద్రవం యొక్క విస్తరణ స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ జరుగుతుంది.

పిస్టన్ ఉష్ణ యంత్రాలు మరియు టర్బైన్ పని తో సారూప్యత ద్వారా. కానీ గ్యాస్ ఉపయోగకరమైన స్థిరోష్ణ విస్తరణ చివరిలో వేడి తొలగింపు వారి ప్రక్రియ సమభార రేఖ ద్వారా నిర్వహిస్తారు. విమానాలు, గ్యాస్ టర్బైన్ ఇంజిన్లు మరియు టర్బో ప్రాప్ స్థిరోష్ణ ప్రక్రియపై కుదింపు మరియు విస్తరణ సమయంలో రెండుసార్లు జరుగుతుంది.

స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ యొక్క అన్ని ప్రాధమిక భావనలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి పరిష్కారం సూత్రాలు సమర్థించేందుకు. ఒక ముఖ్యమైన విలువ, స్థిరోష్ణ ఇండెక్స్ అంటారు ఉన్నట్లు కనిపిస్తుంది. ఒక రెండు పరమాణువులు గ్యాస్ కోసం దీని విలువ - 1.4 సమానంగా ఉంటుంది (ఆక్సిజన్ మరియు నైట్రోజన్ ప్రధాన పరమాణువులు వాయువులు గాలిలో ఉంటాయి). ఉపయోగించిన స్థిరోష్ణ ఇండెక్స్ లెక్కించేందుకు రెండు ఆసక్తికరమైన లక్షణాలు, అవి, కార్యకారి ద్రవం యొక్క isobaric మరియు isochoric ఉష్ణ సామర్థ్యం ఉంది. k = CP / CV యొక్క నిష్పత్తి - స్థిరోష్ణ సూచిక.

ఎందుకు ఉష్ణ ఇంజన్లు సైద్ధాంతిక చక్రాల్లో ఒక స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ ఉపయోగించడానికి? అసలైన పాలీట్రోపిక్ ప్రక్రియ ప్రదర్శించారు, కానీ కారణంగా వారు అధిక రేటు సంభవించే వాస్తవం, అది వాతావరణంలో ఉష్ణ వినిమయం లేకపోవడం చేపట్టడానికి అంగీకరించబడినది.

విద్యుత్ 90% ఉష్ణ శక్తి మొక్కల ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. వాటిని కార్యకారి ద్రవం ఆవిరి ఉండేవాడు. మరిగే ఉన్నప్పుడు ఇది ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఆవిరి యొక్క పని సామర్ధ్యం పెంచడానికి, అది వేడెక్కి ఉంది. అప్పుడు, అధిక పీడన వేడెక్కి ఆవిరి ఆవిరి టర్బైన్ సరఫరా అవుతోంది. ఇది కూడా స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ ఆవిరి విస్తరణ జరుగుతుంది. టర్బైన్, రోలింగ్ కావాలి విద్యుత్ జనరేటర్కు సంక్రమిస్తుంది. ఆ, క్రమంగా, వినియోగదారులకు విద్యుత్ను సృష్టిస్తుంది. ఆవిరి టర్బైన్ల రాంకిన్ చక్రం నడపబడుతున్నాయి. ఆదర్శవంతంగా సామర్థ్యం కూడా ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడన ఆవిరి పెరుగుదలతో సంబంధం ఉంది.

పైనుండి చూసినట్లయితే, ఒక స్థిరోష్ణ ప్రక్రియ యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ శక్తుల ఉత్పత్తి సర్వసాధారణం.