Silnik cieplny - Google

Silnik cieplny

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj
Schemat energetyczny silnika cieplnego
Schemat energetyczny silnika cieplnego

Silnik cieplny - urządzenie, które zamienia energię termiczną (cieplną) w energię mechaniczną (praca)[1][2][3][4][5] lub elektryczną[6].

IdealizacjÄ… silnika cieplnego jest silnik pracujÄ…cy wg cyklu Carnota. Silnik taki ma najwiÄ™kszÄ… teoretycznÄ… sprawność dla danych temperatur źródeÅ‚ ciepÅ‚a górnego i dolnego. Sprawność rzeczywistych silników jest także zależna od temperatury dolnego i górnego źródÅ‚a ciepÅ‚a ale mniejsza od sprawnoÅ›ci cyklu Carnota. Stosunek sprawnoÅ›ci silnika do sprawnoÅ›ci obiegu Carnota to sprawność egzergetyczna.

Silniki cieplne dzielÄ… siÄ™ na silniki:

Inny podział ze względu na sposób generowania mocy:

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.

[edytuj] Sprawność

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

Z praw termodynamiki mamy:

dW \ = \ dQ_c \ - \ (-dQ_h)
gdzie
dW = − PdV jest pracą odbieraną od silnika. (Jest to wielkość ujemna, kiedy praca jest wykonana przez silnik)
dQh = ThdSh jest ciepłem pobranym z górnego źródła ciepła, stąd ( − dQh) jest dodatnie.
dQc = TcdSc jest ciepłem oddanym 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.

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

\eta = \frac{-dW}{-dQ_h} = \frac{-dQ_h - dQ_c}{-dQ_h} = 1 - \frac{dQ_c}{-dQ_h}

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., dSc = − dSh), a łączna entropia układu nie zmienia się. W takim przypadku:

\eta_\text{max} = 1 - \frac{T_cdS_c}{-T_hdS_h} = 1 - \frac{T_c}{T_h}

gdzie Th jest temperaturą bezwzględną źródła ciepła; Tc temperaturą bezwzględną chłodnicy. dSc jest dodatnie, kiedy dSh 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.

[edytuj] Inne definicje

Poniżej podane są mniej powszechne definicje silnika cieplnego.

  • 1964- wybitny polski termodynamik StanisÅ‚aw OchÄ™duszko zdefiniowaÅ‚ silnik cieplny jako "maszyna, która część dostarczonego ciepÅ‚a zamienia na pracÄ™ mechanicznÄ… i może to czynić bez przerwy"[7].
  • 2001- definicja Univerystetu Bluffton to "urzÄ…dzenie zmieniajÄ…ce ciepÅ‚o w innÄ… formÄ™ energii"[8].


Przypisy

  1. ↑ Douglas C. Giancoli: Physics- Principles with Applications (6th. Ed.). New Jersey, USA: Pearson Education, Inc., 2005, s. 416. ISBN 0130606200. 
  2. ↑ IMB Innovation: Silniki cieplne (polski). [dostęp 19 marca 2008].
  3. ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Rutgers, New Jersey: O silniku cieplnym (angielski). [dostęp 10 marca 2008].
  4. ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu George Mason, Wirginia: Eksperyment z Silnikiem Cieplnym (angielski). [dostęp 10 marca 2008].
  5. ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Ohio State, Ohio: Aplikacje praw Termodynamiki (angielski). [dostęp 10 marca 2008].
  6. ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Toledo, Ohio: Termodynamika (angielski). [dostęp 10 marca 2008].
  7. ↑ Stanisław Ochęduszko, Termodynamika stosowana, rozdział: D. Druga zasada termodynamiki, XIV Obiegi termodynamiczne, Warszawa, Wyd. Naukowo-Techniczne, ss. 127-128, 1974, ISBN - n/a
  8. ↑ Daniel J. Berger,Uniwersytet Bluffton, Ohio: Silniki cieplne i wydajność. (angielski). [dostęp 10 marca 2008].

AMD podzieli się na dwa oddziały
AMD ma ogłosić podział na dwie oddzielne firmy: jedną, która projektować będzie procesory i drugą, zajmującą się samą produkcją.
Sony VAIO, czyli wszystko w jednym
Komputer typu all-in-one z serii VAIO JS1 wyposażono w 21,1-calowy panel LCD, dysk twardy o pojemności 500 GB, 3 GB pamięci RAM oraz procesor Intel Core 2 Duo.
Notebook z tatuażem, czyli specjalna edycja HP Pavilion
Na rynek trafiają dwa modele notebooków z serii Pavilion, wyposażone w procesory Core 2 Duo, 4 GB pamięci RAM oraz wymyślne wzorki na obudowach.
Bojkot Naszej-Klasy
Nasza-Klasa, serwis społecznościowy, który podbił serca polskich internatów, zniesmaczył swoich wiernych użytkowników nową usługą. Po ogłoszeniu, że rozszerzona funkcja "Goście" będzie realizowana jako płatna usługa, pojawiła się lawina protestów.
Dobre strony - październik 2008
Strony WWW polecane przez redakcję Republiki WWW. Październik 2008.
Linki: Strona g³ówna