የካርኖት ዑደት፡ ልታውቃቸው የሚገቡ 21 ጠቃሚ እውነታዎች

የካርቶን ዑደት

ኒኮላስ ሌኦናርድ ሳዲ-ካርኖት።ፈረንሳዊው ሜካኒካል መሐንዲስ፣ ሳይንቲስት እና የፊዚክስ ሊቅ፣ “ካርኖት ኢንጂን” በመባል የሚታወቀውን የሙቀት ሞተር “የእሳት ተነሳሽነት ነጸብራቆች” በሚለው መጽሐፍ ውስጥ አስተዋውቀዋል። የሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ እና የኢንትሮፒ ህግ መሰረት ወደ መሆን ይመራል። የካርኖት አስተዋጽዖ “የቴርሞዳይናሚክስ አባት” የሚል ማዕረግ የሰጠው አስተያየት ይዟል።

ይዘት ማውጫ

የካርኖት ዑደት በቴርሞዳይናሚክስ | የካርኖት ዑደት የስራ መርህ | ሃሳባዊ የካርኖት ዑደት | የካርኖት ዑደት ቴርሞዳይናሚክስ | የካርኖት ዑደት ትርጉም | የካርኖት ዑደት የስራ መርህ | የአየር ደረጃ የካርኖት ዑደት | የካርቶን ዑደት ሊቀለበስ የሚችል።

የካርኖት ዑደት በሁለት የሙቀት ማጠራቀሚያዎች (Th & Tc) ስር የሚሠራ የቲዎሬቲካል ዑደት በአንድ ጊዜ መጭመቅ እና መስፋፋት ነው.

እሱ አራት ተለዋጭ ሂደቶችን ያቀፈ ነው ፣ ከእነዚህም ውስጥ ሁለቱ ኢሶተርማል ናቸው ፣ ማለትም ፣ ቋሚ የሙቀት መጠን በተለዋዋጭ በሁለት ሊቀለበስ በሚችሉ አድያባቲክ ሂደቶች ይከተላሉ።

በሳዲ-ካርኖት ዑደት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው የሥራው መካከለኛ የከባቢ አየር አየር ነው. 

የሙቀት መጨመር እና ሙቀትን አለመቀበል በቋሚ የሙቀት መጠን ይከናወናሉ, ነገር ግን የደረጃ ለውጥ አይታሰብም.

የካርኖት ዑደት አስፈላጊነት

የ. ፈጠራ Carnot ዑደት በቴርሞዳይናሚክስ ታሪክ ውስጥ በጣም ትልቅ እርምጃ ነበር። በመጀመሪያ ፣ ለትክክለኛው የሙቀት ሞተር ዲዛይን ጥቅም ላይ የዋለውን የሙቀት ሞተር የንድፈ ሀሳብ ሥራ ሰጠ። ከዚያም ዑደቱን በመገልበጥ, የማቀዝቀዣ ውጤት እናገኛለን (ከዚህ በታች የተጠቀሰው). 

የካርኖት ዑደት ሥራ በሁለት የሙቀት ማጠራቀሚያዎች (ቲ_h & ቲ_c), እና ውጤታማነቱ በዚህ የሙቀት መጠን ላይ ብቻ የተመካ እና በፈሳሽ ዓይነት ላይ የተመሰረተ አይደለም. ይህ የካርኖት ዑደት ውጤታማነት ፈሳሽ ራሱን የቻለ ነው።

የካርኖት ዑደት pv ዲያግራም | የካርኖት ዑደት ቲ ዲያግራም | የካርኖት ዑደት pv እና ts ዲያግራም | የካርኖት ዑደት pv ts | የካርኖት ዑደት ግራፍ | የካርኖት ዑደት pv ዲያግራም ተብራርቷል | የካርኖት ዑደት ቲ ስዕላዊ መግለጫ ተብራርቷል

ሂደት 1-2: Isothermal መስፋፋት

በዚህ ሂደት ውስጥ አየር ሙቀት እየጨመረ በቋሚ የሙቀት መጠን ይሰፋል. 

ያም ማለት የማያቋርጥ የሙቀት ሙቀት መጨመር ይከናወናል. 

ማስፋፊያ => ግፊት ↑ => ውጤቶች የሙቀት መጠን ↓

ሙቀት መጨመር => የሙቀት መጠን ↑

ስለዚህ የሙቀት መጠኑ ቋሚ ነው 

ሂደት 2-3፡ ሊቀለበስ የሚችል adiabatic መስፋፋት። 

በዚህ ሂደት ውስጥ, አየሩ ይስፋፋል, ኢንትሮፒን የማያቋርጥ እና ያለ ሙቀት መስተጋብር ይጠብቃል. 

ያ በ entropy ላይ ምንም ለውጥ የለም ፣ እና ስርዓቱ የታሸገ ነው።

በዚህ ሂደት ውስጥ የሥራ ውጤት እናገኛለን

ሂደት 3-4: isothermal መጭመቂያ

በዚህ ሂደት ውስጥ, ሙቀቱ በሚጠፋበት ጊዜ አየሩ በቋሚ የሙቀት መጠን ይጨመቃል.

ያም ማለት የማያቋርጥ የሙቀት ሙቀትን አለመቀበል ይከናወናል.

መጨናነቅ => ግፊት ↓ => ውጤቶች: የሙቀት መጠን ↑

ሙቀት መጨመር => የሙቀት መጠን ↓

ስለዚህ የሙቀት መጠኑ ቋሚ ነው 

ሂደት 4-1፡ ሊቀለበስ የሚችል አድያባቲክ መጭመቅ

በዚህ ሂደት ውስጥ, አየሩ ተጨምቆበታል, ኢንትሮፒን የማያቋርጥ እና የሙቀት መስተጋብር አይኖርም. 

ያ በ entropy ላይ ምንም ለውጥ የለም ፣ እና ስርዓቱ የታሸገ ነው።

በዚህ ሂደት ውስጥ ሥራን እናቀርባለን

የካርኖት ዑደት | የካርኖት ዑደት ንድፍ | የካርቶን ዑደት ደረጃዎች | የካርኖት ዑደት 4 ደረጃዎች | የካርቶን ዑደት ሥራ| በካርኖት ዑደት ውስጥ የኢሶተርማል መስፋፋት| የካርኖት ዑደት ሙከራ

የካርኖት ዑደት እኩልታዎች| የካርኖት ዑደት አመጣጥ

ሂደት 1-2: Isothermal መስፋፋት

እንደ ቲ_h በቋሚነት ይጠበቃል. [የውስጥ ጉልበት (ዱ) = 0] (PV = K)

Q_h = ወ

ወ = ∫^v2_v1 ፒዲቪ

P = K/V

ወ=ፒ₁V₁∫_V1^V2 ዲቪ/ቪ

ወ=ፒ₁V₁(ኢንቪ₂/V₁)

ወ=mRT_h(ኢንቪ₂/V₁)

ሂደት 2-3፡ ሊቀለበስ የሚችል adiabatic መስፋፋት።

PV^γ=K

ወ=∫_V2^V3ፒዲቪ

PV^γ=K

ወ=ኬ∫_V2^V3ዲቪ/ቪ^γ

ወ=ኬ[V^1-γ/1-γ]³₂

PV^γ=K=P₂V₂^γ=P₃V₃^γ

ወ=[ፒ₃V₃-P₂V₂/1-γ]

ወ=[ፒ₃V₃-P₂V₂/1-γ]

ደግሞ

P₂V₂^γ=P₃V₃^γ=K

[T₂/T₃]=[V₃/V₂]^γ-1

ሂደቱ አድያባቲክ እንደመሆኑ፣ Q = 0
ስለዚህ ወ = -ዱ

ሂደት 3-4: isothermal መጭመቂያ

ከሂደቱ 1-2 ጋር ተመሳሳይ, እኛ ማግኘት እንችላለን

እንደ ቲ_c በቋሚነት ይጠበቃል. [የውስጥ ጉልበት (ዱ) = 0] (PV = K)

Qc = ወ

ወ=ፒ₃V₃(ኢንቪ₃/V₄)

ወ=mRT_c(ኢንቪ₃/V₄)

ሂደት 4-1፡ ሊቀለበስ የሚችል አድያባቲክ መጭመቅ

ከሂደቱ 2-3 ጋር ተመሳሳይ, እኛ ማግኘት እንችላለን

w=[P1V1-P4V4/1-γ]

P₄V₄^γ=P₁V₁^γ=K

[T₁T₄]=[V₄V₁]^γ-1

የካርኖት ዑደት ሥራ ተሰርቷል

በመጀመሪያ ደረጃ የቴርሞዳይናሚክስ ህግ

W_የተጣራ = ጥ_ጠቅላላ

W_የተጣራ = ጥ_h-Q_c

ኢንትሮፒን ከካርኖት ዑደት የተገኘ | entropy ለውጥ በካርኖት ዑደት | የኢንትሮፒ ካርኖት ዑደት ለውጥ | ኤንትሮፒን ከካርኖት ዑደት ማግኘት | በካርኖት ዑደት ውስጥ የኢንትሮፒ ለውጥ

ዑደት እንዲቀለበስ ለማድረግ፣ ኢንትሮፒ ለውጥ ዜሮ ነው (du = 0)።

ds=δQ/T+S_ጄ

S_ጄ=0, ለሚቀለበስ ሂደት

ይሄ ማለት,

δQ/T=0፣ ለሚቀለበስ ሂደት

ds=δQ/T=δQ_h/T_h+δQ_c/T_c=0

ለሂደቱ፡1-2

ds_1-2= mRIn (ፒ₁/P₂)

ለሂደቱ፡1-2

ds_3-4=-mRIn (ፒ₃/P₄)

ds_3-4=-mRIn (ፒ₄/P₃)

d_s=ds_1-2+ds_3-4=0

የካርኖት ዑደት ውጤታማነት| የካርኖት ዑደት ውጤታማነት ስሌት| የካርኖት ዑደት ውጤታማነት እኩልታ| የካርኖት ዑደት ውጤታማነት ቀመር | የካርኖት ዑደት ውጤታማነት ማረጋገጫ | የካርኖት ዑደት ከፍተኛው ውጤታማነት | የካርኖት ዑደት ውጤታማነት ከፍተኛው ሲሆን | የካርኖት ዑደት ከፍተኛው ውጤታማነት

የካርኖት ዑደት ውጤታማነት የቲ_h እንደ ሙቅ ማጠራቀሚያ እና ቲ_c ማንኛውንም ኪሳራ ለማስወገድ እንደ ቀዝቃዛ ማጠራቀሚያ.

በሙቀት ሞተር የሚሠራው የሥራ መጠን እና በሙቀት ሞተር ከሚፈለገው የሙቀት መጠን ጋር ሬሾ ነው.

η=በሙቀት ሞተር/ሙቀት በሙቀት ሞተር የሚሰራ የተጣራ ስራ

η=Q_h-Q_c/Q_h

η=1-ጥ_c/Q_h

η=1-ቲ_c/T_h

ሙቀትን በ 100 ኪ (ቲ_c = 0)

ካርኖት እንደ ካርኖት ዑደት ስራ በሚገለበጥበት ተመሳሳይ የሙቀት ማጠራቀሚያ ስር የሚሰሩ ሁሉንም ሞተሮች ከፍተኛውን ቅልጥፍና ይይዛል ፣ ሁሉንም ኪሳራዎች ለማስወገድ እና ዑደቱን ፍሪክሽን የለሽ ዑደት ያደርገዋል ፣ ይህ በተግባር በጭራሽ የማይቻል ነው።

ስለዚህ ሁሉም ተግባራዊ ዑደቶች ከካርኖት ቅልጥፍና ያነሰ ቅልጥፍና ይኖራቸዋል።

የተገላቢጦሽ የካርኖት ዑደት | የተገለበጠ የካርኖት ዑደት | የተገለበጠ የካርኖት ማቀዝቀዣ ዑደት

የተገላቢጦሽ የካርኖት ዑደት;

በካርኖት ዑደት ውስጥ የተከናወኑት ሁሉም ሂደቶች ተለዋዋጭ እንደመሆናቸው መጠን በተቃራኒው እንዲሠራ ልናደርገው እንችላለን, ማለትም, ከዝቅተኛ የሙቀት መጠን የሰውነት ሙቀትን ወስደህ ወደ ከፍተኛ የሙቀት መጠን በመወርወር የማቀዝቀዣ ዑደት ያደርገዋል.

.

ሂደት 1-2፡ ሊቀለበስ የሚችል adiabatic መስፋፋት። 

በዚህ ሂደት ውስጥ አየር ይስፋፋል, የሙቀት መጠኑ ወደ ቲ ይቀንሳል_c, ኢንትሮፒን የማያቋርጥ እና ያለ ሙቀት መስተጋብር ማቆየት. 

ያ በ entropy ላይ ምንም ለውጥ የለም ፣ እና ስርዓቱ የታሸገ ነው።

ሂደት 2-3: Isothermal መስፋፋት

በዚህ ሂደት ውስጥ አየር ሙቀት እየጨመረ በቋሚ የሙቀት መጠን ይሰፋል. ሙቀቱ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ከሙቀት ማጠራቀሚያ የሚገኘው ትርፍ ነው. የሙቀት መጨመር የሚከናወነው ሙቀትን በሚጠብቅበት ጊዜ ነው (ቲ_c) በቋሚነት ተቀምጧል. 

ሂደት 3-4፡ ሊቀለበስ የሚችል አድያባቲክ መጭመቅ

በዚህ ሂደት ውስጥ አየሩ ተጨምቆ, የሙቀት መጠኑን ወደ ቲ_h, ኢንትሮፒን የማያቋርጥ እና ምንም የሙቀት መስተጋብር እንዲኖር ማድረግ. 

ያ በ entropy ላይ ምንም ለውጥ የለም ፣ እና ስርዓቱ የታሸገ ነው።

ሂደት 4-1: isothermal መጭመቂያ

በዚህ ሂደት ውስጥ, ሙቀቱ በሚጠፋበት ጊዜ አየሩ በቋሚ የሙቀት መጠን ይጨመቃል. ሙቀት ወደ ሙቅ ማጠራቀሚያ ውድቅ ይደረጋል. ሙቀትን አለመቀበል የሚከናወነው የሙቀት መጠን በሚቆይበት ጊዜ ነው (ቲ_h) በቋሚነት ተቀምጧል. 

የተገላቢጦሽ የካርኖት ዑደት ውጤታማነት

የተገለበጠ የካርኖት ዑደት ቅልጥፍና የአፈጻጸም Coefficient ይባላል።

COP የሚፈለገው የውጤት መጠን ከተሰጠው ሃይል ጋር ያለው ጥምርታ ነው።

COP=የሚፈለግ ውፅዓት/ኃይል ቀርቧል

የካርቶን ማቀዝቀዣ ዑደት| የካርኖት ማቀዝቀዣ ዑደት ውጤታማነት | የአፈጻጸም ካርኖት ማቀዝቀዣ ዑደት Coefficient | የካርኖት ዑደት ማቀዝቀዣ ውጤታማነት

የማቀዝቀዣው ዑደት በተገለበጠ የካርኖት ዑደት ላይ ይሰራል. የዚህ ዑደት ዋና ዓላማ የሙቀት ምንጭ / ሙቅ ማጠራቀሚያ ሙቀትን መቀነስ ነው.

COP=የሚፈለግ ውፅዓት/የኃይል አቅርቦት=Q_c/W^የተጣራ

COP=Q_c/Q_h-Q_c=Q_c/Q_h-1

 መተግበሪያ: የአየር ማቀዝቀዣ, የማቀዝቀዣ ሥርዓት

የካርኖት ዑደት የሙቀት ፓምፕ

የ የሙቀት ፓምፕ ይሠራል በተገላቢጦሽ የካርኖት ዑደት ላይ. የሙቀት ፓምፑ ዋና ዓላማ ሙቀትን ከአንድ አካል ወደ ሌላው ማስተላለፍ ነው, አብዛኛው ከዝቅተኛ የሙቀት መጠን ወደ ከፍተኛ የሙቀት አካል በተሰጠ ሥራ እርዳታ.

COP=የሚፈለግ ውፅዓት/የኃይል አቅርቦት=Q_c/W^የተጣራ

COP=የሚፈለግ ውፅዓት/የኃይል አቅርቦት=Q_h/W^የተጣራ

COP=Q_h/Q_h-Q_c=1-ጥ_h/Q_c

COP_HP= ኮፒ_REF+1

የካርኖት እና የደረጃ ዑደት ማነፃፀር | በካርኖት እና በደረጃ ዑደት መካከል ያለው ልዩነት

 ማወዳደር

የልኬት	Carnot ዑደት	የደረጃ ዑደት
መግለጫ	የካርኖት ዑደት በሁለት የሙቀት ማጠራቀሚያዎች ስር የሚሰራ ተስማሚ ቴርሞዳይናሚክስ ዑደት ነው.	Rankine ዑደት የእንፋሎት ሞተር እና ተርባይን ተግባራዊ ዑደት ነው።
TS ንድፍ
ሙቀት መጨመር እና አለመቀበል	ሙቀት መጨመር እና አለመቀበል የሚከናወነው በቋሚ የሙቀት መጠን ነው.(isothermal)	የሙቀት መጨመር እና አለመቀበል የሚከናወነው በቋሚ ግፊት (አይሶባሪክ)
የሚሰራ መካከለኛ	በካርኖት ውስጥ የሚሠራው መካከለኛ የከባቢ አየር አየር ነው. ነጠላ-ደረጃ ስርዓት	በካርኖት ውስጥ የሚሰራው መካከለኛ ውሃ/እንፋሎት ነው። ሁለት ደረጃዎችን ይቆጣጠራል
ዉጤት የሚሰጥ ችሎታ	የካርኖት ውጤታማነት ከሁሉም ዑደቶች መካከል ከፍተኛ ነው።	የ Rankine ቅልጥፍና ከካርኖት ያነሰ ነው.
መተግበሪያ	የካርኖት ዑደት የሙቀት ሞተርን ለመሥራት ያገለግላል.	Rankine ዑደት የእንፋሎት ሞተር/ተርባይን ለመንደፍ ያገለግላል።

በኦቶ ዑደት እና በካርኖት ዑደት መካከል ያለው ልዩነት

የልኬት	Carnot ዑደት	የኦቶ ዑደት
መግለጫ	የካርኖት ዑደት በሁለት የሙቀት ማጠራቀሚያዎች ስር የሚሰራ ተስማሚ ቴርሞዳይናሚክስ ዑደት ነው.	የኦቶ ዑደት ተስማሚ የሙቀት-አማቂ የቃጠሎ ዑደት ነው።
Ts ንድፍ
ሂደቶች	ሁለት isothermal እና ሁለት Isentropic	ሁለት isochoric እና ሁለት isentropic.
ሙቀት መጨመር እና አለመቀበል	ሙቀት መጨመር እና አለመቀበል የሚከናወነው በቋሚ የሙቀት መጠን ነው.(isothermal)	ሙቀት በቋሚ መጠን ይመረታል እና በጭስ ማውጫው ላይ ውድቅ ይደረጋል. የውጭ ሙቀት ምንጭ አያስፈልግም. በኬሚካላዊ ሂደቶች ሙቀትን ያመነጫል, ይህም የፔትሮል አየር ድብልቅን በማቃጠል በእርዳታ ሻማ በከፍተኛ ግፊት.
የሚሰራ መካከለኛ	በካርኖት ውስጥ የሚሠራው መካከለኛ የከባቢ አየር አየር ነው.	የነዳጅ እና የአየር ድብልቅ ጥቅም ላይ ይውላል.
ዉጤት የሚሰጥ ችሎታ	የካርኖት ውጤታማነት ከሁሉም ዑደቶች መካከል ከፍተኛ ነው።	የኦቶ ዑደት ከካርኖት ዑደት ያነሰ ቅልጥፍና አለው.
መተግበሪያ	የካርኖት ዑደት የሙቀት ሞተርን ለመሥራት ያገለግላል.	የኦቶ ዑደት ለውስጣዊ ማቃጠያ SI ሞተር ጥቅም ላይ ይውላል.

የካርቶን ዑደት የማይመለስ

የካርኖት ዑደቱ በAdiabatic ላይ ሳይሆን በሚቀለበስ adiabatic ላይ ሲሄድ የማይቀለበስ የካርኖት ዑደት ምድብ ስር ይመጣል።

ኢንትሮፒ በሂደት 2-3 እና 4-1 ውስጥ በቋሚነት አይቆይም፣ (ዲኤስ ከዜሮ ጋር እኩል አይደለም)

ከዚህ በታች እንደሚታየው

በማይቀለበስ ዑደት ውስጥ የሚመረተው ምርት በአንፃራዊነት ከሚቀለበስ የካርኖት ዑደት ያነሰ ነው።

ስለዚህ የማይቀለበስ የካርኖት ዑደት ውጤታማነት ከሚቀለበስ የካርኖት ዑደት ያነሰ ነው።

ለምን የካርኖት ዑደት ሊቀለበስ ይችላል።

እንደ ካርኖት ገለጻ የካርኖት ዑደት ከፍተኛውን ውጤታማነት የሚሰጥ የቲዎሬቲካል ዑደት ነው. ይህንን ከፍተኛ ቅልጥፍና ለማግኘት, ሁሉንም ኪሳራዎች ማስወገድ እና ስርዓቱ ሊቀለበስ እንደሚችል ግምት ውስጥ ማስገባት አለብን.

ማንኛውንም ኪሳራ ግምት ውስጥ ካስገባን, ዑደቱ በማይቀለበስ ምድብ ውስጥ ይወድቃል እና ከፍተኛውን ውጤታማነት አይሰጥም.

የካርኖት ዑደት መጠን ሬሾ

[T₁/T₄]=[V₄/V₁]^γ-1

&

[T₂/T₃]=[V₃/V₂]^γ-1

ግን
T₁=T₂=T_h

T₃=T₄=T_C

V₂/V₁=V₃/V₄

የካርኖት ዑደት ጥቅሞች

• የካርኖት ዑደት ከሚገኙት ሁሉም ዑደቶች መካከል ከፍተኛውን ውጤታማነት የሚሰጥ ተስማሚ ዑደት ነው።
• የካርኖት ዑደት ከፍተኛውን ውጤት ለማግኘት ትክክለኛውን ሞተር ለመንደፍ ይረዳል።
• የማንኛውንም ዑደት የመገንባት እድል ለመወሰን ይረዳል. ሞተሩ ከካርኖት ያነሰ ቅልጥፍናን እስከሚጠብቅ ድረስ, ሞተሩ ይቻላል; አለበለዚያ ግን አይደለም.

የካርኖት ዑደት ጉዳቶች

• በስራው ቁሳቁስ ላይ የደረጃ ለውጥ ከሌለ ሙቀትን ለማቅረብ እና ሙቀትን በቋሚ የሙቀት መጠን ላለመቀበል የማይቻል ነው ።
• የተገላቢጦሽ ሙቀትን መገንባት አይቻልም በጣም በዝግታ ፍጥነት ፒስተን ለመጓዝ ሞተር የኢሶተርማል መስፋፋትን ለማርካት ከመስፋፋቱ መጀመሪያ አንስቶ እስከ መሃከል ድረስ እና ከዚያም በጣም ፈጣን የሆነ ተለዋዋጭ የ adiabatic ሂደትን ለመርዳት.

ለምን የካርኖት ዑደት በሃይል ማመንጫ ውስጥ ጥቅም ላይ አይውልም

የካርኖት ዑደት isothermal ወደ adiabatic ማስተላለፊያ አለው. አሁን ኢሶተርማልን ለመስራት ሂደቱን በጣም አዝጋሚ ማድረግ ወይም የደረጃ ለውጥን መቋቋም አለብን። ቀጥሎ የሚቀለበስ adiabatic ነው, እሱም የሙቀት መስተጋብርን ለማስወገድ በፍጥነት መከናወን አለበት.

ስለዚህ የግማሽ ዑደት በጣም ቀርፋፋ እና ግማሹ በጣም በፍጥነት ስለሚሮጥ ስርዓቱን ለመገንባት አስቸጋሪ ያደርገዋል።

የካርኖት ዑደት መተግበሪያ | የካርኖት ዑደት ምሳሌ | በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ የካርኖት ዑደት አተገባበር

የሙቀት መሳሪያዎች እንደ

• የሙቀት ፓምፕ: ሙቀትን ለማቅረብ
• ማቀዝቀዣ: ሙቀትን በማስወገድ የማቀዝቀዝ ውጤት ለማምረት
• የእንፋሎት ተርባይን; ኃይልን ለማምረት ማለትም የሙቀት ኃይልን ወደ ሜካኒካል ኃይል.
• የማቃጠያ ሞተሮች: ኃይልን ለማምረት ማለትም የሙቀት ኃይልን ወደ ሜካኒካል ኃይል.

የካርኖት የእንፋሎት ዑደት | የካርኖት የእንፋሎት ዑደት

በካርኖት የእንፋሎት ዑደት ውስጥ የእንፋሎት ፈሳሽ ይሠራል

ሂደት 1-2: Isothermal መስፋፋት	በማሞቂያው ውስጥ ያለውን የሙቀት መጠን በማቆየት ፈሳሽ ማሞቅ.
ሂደት 2-3፡ ሊቀለበስ የሚችል adiabatic መስፋፋት።	ፈሳሽ በተርባይን ውስጥ ኢሴንትሮፕሲያዊ ማለትም ኢንትሮፒ ቋሚ ነው።
ሂደት 3-4: isothermal መጭመቂያ	በማጠራቀሚያው ውስጥ የሙቀት መጠንን በማቆየት የፈሳሹን ኮንዲሽን.
ሂደት 4-1፡ ሊቀለበስ የሚችል አድያባቲክ መጭመቅ	ፈሳሽ በሴንትሮፒካል ማለትም ኢንትሮፒ ቋሚ እና ወደ መጀመሪያው ሁኔታው ​​ይመለሳል።

ተግባራዊ አለመሆኑ፡-

1) በቋሚ የሙቀት መጠን ጠብቆ ማቆየት የሙቀት መጠኑን በሙሌት ዋጋ ላይ ስለሚያስተካክለው በሁለት ደረጃዎች በቋሚ የሙቀት መጠን መጨመር ወይም አለመቀበል ከባድ አይደለም ። ነገር ግን ሙቀትን አለመቀበል ወይም የመሳብ ሂደትን ወደ ድብልቅ ደረጃ ፈሳሽ መገደብ የዑደቱን የሙቀት ውጤታማነት ይነካል.

2) የተገላቢጦሽ የ adiabatic የማስፋፊያ ሂደት በጥሩ ሁኔታ በተሰራ ተርባይን ሊገኝ ይችላል. ነገር ግን በዚህ ሂደት ውስጥ የእንፋሎት ጥራት ይቀንሳል. ተርባይኖች ከ10% በላይ ፈሳሽ ያለውን እንፋሎት ማስተናገድ ስለማይችሉ ይህ ጥሩ አይደለም።

3) ሊቀለበስ የሚችል adiabatic compression ሂደት ፈሳሽ መጭመቅን ያካትታል - የእንፋሎት ድብልቅ ወደ ሀ የተሞላ ፈሳሽ. የኮንደንስሽን ሂደትን በትክክል ለመቆጣጠር አስቸጋሪ ነው ሁኔታን 4. የተደባለቀ ደረጃን የሚይዝ ኮምፕረርተር ማዘጋጀት አይቻልም.

የካርኖት ዑደት ጥያቄዎች | የካርኖት ዑደት ችግሮች | የካርኖት ዑደት ምሳሌ ችግሮች

Q1.) የሳይክል ሙቀት ሞተር ኦፕሬተሮች በ 900 K ምንጭ እና በ 380 ኪ. ለ) ከኤንጂኑ የሚወጣው ሙቀት በእያንዳንዱ KW የተጣራ ምን ሊሆን ይችላል?

መልስ = የተሰጠው፡ ቲ_h=900k እና ቲ_c= 380 ሺ

ቅልጥፍና=1-ቲ_c/T_h

η=1-380/900

η=0.5777=55.77%

η=ወ_የተጣራ/Q_h

Q_h=W_የተጣራ/η=1/0.5777=1.731KW

Q_c=Q_h-W_የተጣራ= 1.731-1 = 0.731KW

Q2.) የካርኖት ሞተር በ 40% ቅልጥፍና በሙቀት ማጠራቀሚያ በ 360 K. የሙቀት ምንጭ ሙቀት ምን ይሆናል? የሞተሩ ውጤታማነት ወደ 55% ከጨመረ በሙቀት ምንጭ የሙቀት መጠን ላይ ምን ተጽዕኖ ይኖረዋል?

መልስ = የተሰጠው፡ η=0.4,T_c= 360 ኪ

η=1-ቲ_c/T_h

0.4=1-360/ተ_h

T_h= 600 ኪ

η = 0.55

0.55=1-360/ተ_h

T_h= 800 ኪ

Q3.) ከ 1.5 ኪ.ጂ ሙቀት ጋር በ 360 ኪ.ሜትር የሚሰራ የካርኖት ሞተር እና 420 ጂ ሙቀትን አለመቀበል. በመታጠቢያ ገንዳ ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን ምን ያህል ነው?

መልስ = የተሰጠ፡ ጥ_h= 1500 ጄ, ቲ_h= 360 ኪ, ጥ_c= 420 ጄ

η=1-ቲ_c/T_h=1-ጥ_c/Q_h

T_c/T_h=Q_c/Q_h

T_c/360=420/1500

T_c= 420 / 1500 * 360

T_c= 100.8 ኪ

በየጥ

የካርኖት ዑደት ተግባራዊ መተግበሪያ ምንድነው?

• የሙቀት ፓምፕ: ሙቀትን ለማቅረብ
• ማቀዝቀዣ: ሙቀትን በማስወገድ የማቀዝቀዝ ውጤት ለማምረት
• የእንፋሎት ተርባይን፡ ኃይልን ለማምረት ማለትም የሙቀት ኃይልን ወደ ሜካኒካል ኢነርጂ።
• የማቃጠያ ሞተሮች: ኃይልን ለማምረት ማለትም የሙቀት ኃይልን ወደ ሜካኒካል ኃይል.

የካርኖት ዑደት vs ቀስቃሽ ዑደት

ስተርሊንግ፣ የካርኖት ዑደቱ isentropic compression እና isentropic expansion ሂደት በቋሚ የድምጽ እድሳት ሂደት ይተካሉ። ሌሎቹ ሁለቱ ዘዴዎች ከካርኖት ዑደት ጋር ተመሳሳይ ናቸው የሙቀት መጨመር እና አለመቀበል.

በካርኖት ዑደት እና በተገለበጠ የካርኖት ዑደት መካከል ያለው ልዩነት ምንድነው?

ቀላል የካርኖት ዑደት እንደ ሃይል እያደገ ሲሄድ የተገለበጠ ካርኖት ደግሞ ሃይል የሚበላ ሆኖ ይሰራል።

የካርኖት ዑደት የሙቀት ሞተርን ለመንደፍ ጥቅም ላይ ይውላል, የተገላቢጦሽ ዑደት ደግሞ የሙቀት ፓምፕ እና የማቀዝቀዣ ዘዴን ለመንደፍ ያገለግላል.

ለምን የካርኖት ዑደት እንደ ኦቶ ናፍታ ብሬይተን ተስማሚ ቪሲአር ካሉ ከማንኛውም ጥሩ ዑደቶች የበለጠ ቀልጣፋ የሆነው

የካርኖት ዑደት ሥራ በሁለት የሙቀት ማጠራቀሚያዎች (ቲ_h & ቲ_c), እና ውጤታማነቱ በዚህ የሙቀት መጠን ላይ ብቻ የተመካ እና በፈሳሽ ዓይነት ላይ የተመሰረተ አይደለም. ይህ የካርኖት ዑደት ውጤታማነት ፈሳሽ ራሱን የቻለ ነው።

ካርኖት እንደ ካርኖት ዑደት ስራ በሚገለበጥበት ተመሳሳይ የሙቀት ማጠራቀሚያ ስር የሚሰሩ ሁሉንም ሞተሮች ከፍተኛውን ቅልጥፍና ይይዛል ፣ ሁሉንም ኪሳራዎች ለማስወገድ እና ዑደቱን ፍሪክሽን የለሽ ዑደት ያደርገዋል ፣ ይህ በተግባር በጭራሽ የማይቻል ነው።

በካርኖት ዑደት ውስጥ በኤንትሮፒ ውስጥ ያለው የተጣራ ለውጥ ምንድነው?

በካርኖት ዑደት ውስጥ የኢንትሮፒ ለውጥ ዜሮ ነው።

የካርኖት ዑደት ለምን የማይቻል ነው

የካርኖት ዑደት isothermal ወደ adiabatic ማስተላለፊያ አለው. አሁን ኢሶተርማልን ለመስራት ሂደቱን በጣም አዝጋሚ ማድረግ ወይም የደረጃ ለውጥን መቋቋም አለብን።

ቀጥሎ የሚቀለበስ adiabatic ነው, እሱም የሙቀት መስተጋብርን ለማስወገድ በፍጥነት መከናወን አለበት.

ስለዚህ የግማሽ ዑደት በጣም ቀርፋፋ እና ግማሹ በጣም በፍጥነት ስለሚሮጥ ስርዓቱን ለመገንባት አስቸጋሪ ያደርገዋል።

የካርኖት ዑደት በጣም ውጤታማ የሆነው ለምንድነው?

የካርኖት ዑደት ሥራ በሁለት የሙቀት ማጠራቀሚያዎች (ቲ_h & ቲ_c), እና ውጤታማነቱ በዚህ የሙቀት መጠን ላይ ብቻ የተመካ እና በፈሳሽ ዓይነት ላይ የተመሰረተ አይደለም. ይህ የካርኖት ዑደት ውጤታማነት ፈሳሽ ራሱን የቻለ ነው።

ካርኖት እንደ ካርኖት ዑደት ስራ በሚገለበጥበት ተመሳሳይ የሙቀት ማጠራቀሚያ ስር የሚሰሩ ሁሉንም ሞተሮች ከፍተኛውን ቅልጥፍና ይይዛል ፣ ሁሉንም ኪሳራዎች ለማስወገድ እና ዑደቱን ፍሪክሽን የለሽ ዑደት ያደርገዋል ፣ ይህ በተግባር በጭራሽ የማይቻል ነው።

ለምን የካርኖት ዑደት የአይኦተርማል እና አድያባቲክ ሂደትን ብቻ ነው የሚያካትተው እንጂ እንደ isochoric ወይም isobaric ያሉ ሌሎች ሂደቶችን አያካትተውም።

የካርኖት ሳይክል ዋና አላማ ከፍተኛውን ቅልጥፍና ማሳካት ነው፡ ይህም ስርአት እንዲቀለበስ ያደርጋል፡ ስለዚህ ስርአት እንዲቀለበስ ምንም አይነት የሙቀት መስተጋብር ሂደት ልጠብቀው አይገባም ማለትም adiabatic ሂደት።

እና ከፍተኛውን የስራ ውጤት ለማግኘት የ Isothermal ሂደትን እንጠቀማለን.

የካርኖት ዑደት ከ Stirling ዑደት ጋር እንዴት ይዛመዳል?

ስተርሊንግ፣ የካርኖት ዑደቱ isentropic compression እና isentropic expansion ሂደት በቋሚ የድምጽ እድሳት ሂደት ይተካሉ። ሌሎቹ ሁለቱ ዘዴዎች ከካርኖት ዑደት ጋር ተመሳሳይ ናቸው የሙቀት መጨመር እና አለመቀበል.

ሁለት የካርኖት ሞተር ከተመሳሳይ ምንጭ እና ማጠቢያ ጋር ሲሰራ ምን ይሆናል?

የካርኖት ዑደት ውጤታማነት በምንጩ እና በማጠቢያው የሙቀት መጠን ላይ ብቻ ስለሚወሰን ቅልጥፍናው ተመሳሳይ ይሆናል.

የካርኖት ዑደት እና የካርኖት ማቀዝቀዣ ጥምረት

ለካርኖት ማቀዝቀዣ ሲስተም እንደ የሥራ ግብዓት የቀረበው የካርኖት ሙቀት ሞተር የሥራ ውጤት።

ማቀዝቀዣዎች በካርኖት ዑደት ላይ ብቻ እንዲሰሩ አስፈላጊ ነው?

ከፍተኛውን የአፈጻጸም Coefficient (COP) ለማግኘት፣ በንድፈ ሀሳብ በካርኖት ላይ ለመስራት የማቀዝቀዣ ዑደት እናሰራለን።

የካርኖት ሞተር ሁለት የውኃ ማጠራቀሚያዎች የሙቀት መጠን በተመሳሳይ መጠን ይጨምራሉ ውጤታማነቱ እንዴት ይጎዳል?

የሁለቱም የውሃ ማጠራቀሚያዎች የሙቀት መጠን መጨመር ውጤታማነት ይቀንሳል

በካርኖት ዑደት ውስጥ የመቆሚያ አጠቃቀም?

ማቆሚያው የ adiabatic ሂደትን ለማካሄድ ያገለግላል. ኮንዳክሽን ባልሆኑ ነገሮች የተሰራ ነው።

ለካርኖት ሞተር ዑደት ጠቃሚ ውጤቶች?

በካርኖት መርህ የሚሰሩ እና ተመሳሳይ ምንጭ እና ማጠቢያ ያላቸው ማንኛውም ሞተሮች ተመሳሳይ ቅልጥፍና ይኖራቸዋል።

የካርኖት ሞተር ተርሚናል?

የካርኖት ሞተር የሚከተሉትን ያካትታል: ሙቅ ማጠራቀሚያ, ቀዝቃዛ ማጠቢያ & የማያስተላልፍ አቋም.

የካርኖት ሞተር አካል የሆነው የኢንሱሌሽን ማቆሚያ ፍቺ?

መቆሚያው ለማካሄድ ያገለግላል adiabatic ሂደትእና ኮንዳክሽን ካልሆኑ ነገሮች የተሰራ ነው።

ለተጨማሪ ጽሑፎች ሜካኒካል እና ሙቀት, የእኛን ይጎብኙ መነሻ ገጽ.