Silnik cieplny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Schemat energetyczny silnika cieplnego

Silnik cieplny – urządzenie (maszyna cieplna), które zamienia energię termiczną (cieplną) w energię mechaniczną (praca) lub elektryczną.

Transport lotniczy – gałąź transportu powietrznego (czyli przemieszczania drogą powietrzną osób lub towarów), w którym środki transportu stanowią statki powietrzne z kategorii samolotów i śmigłowców. Jest najnowocześniejszą i najbardziej dynamicznie rozwijającą się gałęzią transportu. Opiera się na skomplikowanych środkach lokomocji, nawigacji i obsługi naziemnej oraz wymaga dużych nakładów kapitałowych i wysoko wykwalifikowanych kadr. Transport lotniczy pozwala na bardzo szybkie dotarcie do wyznaczonego celu i jest jednym z najbezpieczniejszych środków transportu.Silnik spalinowy – silnik wykorzystujący sprężanie i rozprężanie czynnika termodynamicznego (gazu) do wytworzenia momentu obrotowego lub siły. Sprężany jest gaz "zimny", a rozprężany — "gorący". Do sprężenia gazu zimnego zużywana jest mniejsza ilość energii mechanicznej niż uzyskuje się z rozprężania. Z tego powodu energia uzyskana z rozprężania zużywana jest do sprężania gazu i do napędu dowolnej maszyny. Gorący gaz uzyskuje się w wyniku spalenia paliwa, stąd nazwa: silnik spalinowy.

Idealizacją silnika cieplnego jest silnik pracujący w cyklu Carnota. Silnik taki ma największą teoretyczną sprawność dla danych temperatur źródeł ciepła górnegodolnego. Sprawność rzeczywistych silników jest także zależna od temperatury dolnego i górnego źródła ciepła, ale mniejsza od sprawności cyklu Carnota. Stosunek sprawności silnika do sprawności obiegu Carnota to sprawność egzergetyczna.

Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.Moc mechaniczna (wg Oskara) jest pochodną pracy mechanicznej po czasie, czyli stosunkiem pracy mechanicznej do czasu, w jakim została ona wykonana. Jeszcze inaczej można powiedzieć, że jest ona strumieniem energii mechanicznej.

Silniki cieplne dzielą się na silniki:

  • o spalaniu wewnętrznym,
  • o spalaniu zewnętrznym.
  • Inny podział ze względu na sposób generowania mocy:

  • silnik objętościowy (tłokowy),
  • silnik przepływowy (turbinowy).
  • Najczęściej spotykanymi w technice silnikami cieplnymi są silniki tłokowe, służące powszechnie do napędu samochodów. Nieco rzadsze zastosowanie ma silnik turbinowy, będący podstawowym źródłem mocy mechanicznej w transporcie lotniczym.

    Sprawność[ | edytuj kod]

    Sprawność silnika odnosi się do ilości pracy użytecznej jaką możemy uzyskać z określonej ilości dostarczonego ciepła.

    Tzw. górne źródło ciepła (niezależnie od fizycznego położenia) to zbiornik (źródło) ciepła, z którego pobierane jest ciepło napędowe obiegu termodynamicznego (w silnikach cieplnych) lub do którego oddawane jest ciepło (w maszynach cieplnych roboczych realizujących pełny obieg termodynamiczny).Energia mechaniczna — suma energii kinetycznej i potencjalnej. Jest postacią energii związaną z ruchem i położeniem obiektu fizycznego (układ punktów materialnych, ośrodka ciągłego itp.) względem pewnego układu odniesienia.

    Z praw termodynamiki mamy:

    gdzie: – praca odbierana od silnika (jest to wielkość ujemna, kiedy praca jest wykonana przez silnik), – ciepło pobrane z górnego źródła ciepła (stąd jest dodatnie), – ciepło oddane do chłodnicy (jest to wielkość dodatnia jeśli ciepło jest przekazywane do chłodnicy).

    Innymi słowy, silnik cieplny pobiera ciepło ze zbiornika ciepła o wysokiej temperaturze, przekształca jego część w użyteczną pracę, a resztę oddaje do chłodnicy.

    Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców. Entropia – termodynamiczna funkcja stanu, określająca kierunek przebiegu procesów spontanicznych (samorzutnych) w odosobnionym układzie termodynamicznym. Entropia jest miarą stopnia nieuporządkowania układu. Jest wielkością ekstensywną. Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, jeżeli układ termodynamiczny przechodzi od jednego stanu równowagi do drugiego, bez udziału czynników zewnętrznych (a więc spontanicznie), to jego entropia zawsze rośnie. Pojęcie entropii wprowadził niemiecki uczony Rudolf Clausius.

    Ogólnie, sprawność danego procesu przepływu ciepła (niezależnie, czy będzie to chłodziarka, pompa ciepła lub silnik) jest definiowana nieformalnie jako „to co otrzymujesz” do tego „co dostarczasz”.

    W przypadku silnika, kiedy otrzymujemy pracę mechaniczną, a dostarczamy ciepło

    Teoretyczne maksimum sprawności danego silnika cieplnego zależy tylko od temperatur, pomiędzy którymi on pracuje. Sprawność ta jest zwykle obliczana dla idealnego silnika Carnota, jednakże silniki pracujące według innych cykli osiągają także określoną dla danego cyklu maksymalną sprawność zależną od temperatur źródła ciepła i chłodnicy. Maksymalna sprawność danego cyklu osiąga przy odwracalnych przemianach termodynamicznych, kiedy zmiana entropii chłodnicy ma przeciwny znak do zmiany entropii źródła ciepła (tj. ), a łączna entropia układu nie zmienia się. W takim przypadku:

    Dolne źródło ciepła (niezależnie od fizycznego położenia) to zbiornik (źródło) ciepła, do którego oddawane jest ciepło odpadowe obiegu termodynamicznego (w silnikach cieplnych) lub z którego pobierane jest ciepło (w maszynach cieplnych roboczych realizujących pełny obieg termodynamiczny).Silnik o spalaniu zewnętrznym - silnik, w którym paliwo spalane jest poza silnikiem, a do silnika dostarczane są spaliny lub inne medium, którego energia jest podnoszona w wyniku spalania paliwa.

    gdzie:

    Biblioteka Narodowa Francji (fr. Bibliothèque nationale de France, BnF) – francuska biblioteka narodowa, znajdująca się w Paryżu. Przewidziana jest jako repozytorium dla wszystkich materiałów bibliotecznych, wydawanych we Francji. Obecnym dyrektorem Biblioteki jest Bruno Racine.Silnik przepływowy - silnik wytwarzający energię mechaniczną kosztem entalpii, energii potencjalnej bądź energii kinetycznej przepływającego czynnika.
    temperatura bezwzględna źródła ciepła, – temperatura bezwzględna chłodnicy. jest dodatnie, kiedy jest ujemne.

    W każdym odwracalnym procesie wykonywania pracy entropia cyklu nie wzrasta, ale wysoka entropia źródła ciepła maleje, a rośnie entropia otoczenia (chłodnicy), gdzie oddawane jest ciepło.

    Układ termodynamiczny – rodzaj układu fizycznego, czyli zespołu wzajemnie oddziałujących obiektów makroskopowych (ciał i pól), które mogą wymieniać energię i materię. Układ jest oddzielony od otoczenia jednoznacznie zdefiniowaną granicą, istniejącą realnie i dostrzegalną albo czysto myślową. Wyodrębniony zespół obiektów nazywa się układem termodynamicznym wtedy, gdy jest przedmiotem badań prowadzonych metodami termodynamicznymi, pozwalającymi opisać stan układu w różnych warunkach oraz przemiany, które w nim zachodzą.Maszyna cieplna – zespół urządzeń energetycznych realizujący zamknięty cykl przemian (obieg termodynamiczny), w wyniku których następuje wymiana energii między układem mechanicznym, a dwoma zbiornikami ciepła o różnych temperaturach.


    Podstrony: 1 [2] [3]




    Warto wiedzieć że... beta

    Silnik tłokowy – silnik, który do wytwarzania pracy wykorzystuje tłoki poruszające się w cylindrach. Tłoki najczęściej są połączone z wałem korbowym, od którego odbierany jest moment obrotowy.
    Kontrola autorytatywna – w terminologii bibliotekoznawczej określenie procedur zapewniających utrzymanie w sposób konsekwentny haseł (nazw, ujednoliconych tytułów, tytułów serii i haseł przedmiotowych) w katalogach bibliotecznych przez zastosowanie wykazu autorytatywnego zwanego kartoteką wzorcową.
    Silnik turbowałowy – silnik turbinowy (turbina gazowa), w którym ciąg zimny nie jest stunelowany i jest uzyskiwany za pomocą śmigła, a turbina jest zaprojektowana tak, aby możliwie dużą część energii spalin zamienić na energię mechaniczną i przekazywać na wał (śmigło). Niemniej odrzut może stanowić nawet około 20% całości ciągu zespołu silnika turbowałowego ze śmigłem (silnik turbośmigłowy).
    Gemeinsame Normdatei (GND) – kartoteka wzorcowa, stanowiąca element centralnego katalogu Niemieckiej Biblioteki Narodowej (DNB), utrzymywanego wspólnie przez niemieckie i austriackie sieci biblioteczne.
    Energia termiczna (zwana też potocznie energią cieplną) – część energii wewnętrznej układu, która jest związana z chaotycznym ruchem cząsteczek układu. Miarą energii termicznej jest temperatura. Każda postać energii może się przemienić w energię termiczną, czemu towarzyszy wzrost entropii.
    Sprawność egzergetyczna – dla silnika cieplnego – stosunek sprawności rzeczywistego silnika pracującego pomiędzy temperaturami T 1 {displaystyle T_{1}} i T 2 {displaystyle T_{2}} do sprawności cyklu Carnota dla tych temperatur; dla ogniwa paliwowego - stosunek sprawności rzeczywistego ogniwa pracującego w temperaturze T 1 {displaystyle T_{1}} do maksymalnej teoretycznej sprawności tego ogniwa wynikającej z jej ograniczenia przez drugą zasadę termodynamiki.

    Reklama