સમોષ્મ પ્રક્રિયા શું છે?

એક હીટ એન્જિન, કે જે ગરમી ઉપયોગ કરીને કામ કરી શકે છે બીલ્ડ કરવા માટે, તમારે અમુક શરતો બનાવવાની જરૂર છે. સૌ પ્રથમ, હીટ એન્જિન ચક્રીય સ્થિતિ છે, જ્યાં સતત થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ નંબર લૂપ બનાવવા માટે કામ કરવા માટે. ચક્ર ગેસ જંગમ પિસ્ટન સાથે સિલિન્ડર બંધ, પરિણામ કામ કરતું નથી. પરંતુ એક બેચ મશીન થોડો માટે એક ચક્ર છે, તે ઉપર અને ઉપર ફરીથી થોડા સમય માટે ફરી વળવું જોઇએ. કુલ કામ સમય દ્વારા વિભાજિત વાસ્તવમાં પૂર્વનિર્ધારિત સમય દરમિયાન કરવામાં બીજો મહત્વનો ખ્યાલ આપે છે - શક્તિ છે.

XIX મી સદીના મધ્યમાં માં, પ્રથમ ગરમી એન્જિન બનાવવામાં આવી હતી. તેઓ કામ હોય છે, પરંતુ ગરમી ઇંધણ દહન દ્વારા ઉત્પાદિત વધુ રકમ ખર્ચી નાખે છે. તે પછી હતું કે સૈદ્ધાંતિક ભૌતિક પૂછે છે, "કેવી રીતે હીટ એન્જિન ગેસ કાર્ય કરે છે? કેવી રીતે બળતણ એક ન્યુનત્તમ સાથે સૌથી કામ મેળવવા માટે? "

વિશ્લેષણ કરવા માટે ગેસ કામો , તે વ્યાખ્યાઓ અને વિભાવનાઓ એક સમગ્ર સિસ્ટમ દાખલ કરવો પડ્યો હતો. બધા દૃઢનિશ્ચયો સમગ્રતા છે અને એક આખા સંશોધન વિસ્તાર, જે "એન્જીનિયરિંગમાં થર્મોડાયનામિક્સ" કહેવાય બનાવી છે. વિજ્ઞાન માં, ધારણાઓ એક સંખ્યા દ્વારા અપનાવવામાં આવ્યું હતું, મુખ્ય તારણો અવમુલ્યન થાય તેવી નથી. સાધનો શરીર - ક્ષણજીવી ગેસ (પ્રકૃતિ વર્તમાન નથી) શૂન્ય વોલ્યુમ જેની પરમાણુઓ વાર્તાલાપ નથી સંકુચિત કરી શકાય છે. કુદરતી વાતાવરણમાં જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે વાસ્તવિક વાયુઓ કે જે સારી રીતે સુવ્યાખ્યાયિત ગુણધર્મો થી અસ્પષ્ટતા છે આદર્શ ગેસ.

કામ પ્રવાહી ગતિશાસ્ત્ર એક મોડેલ જોવા માટે, તેને સૂચવવામાં આવ્યું છે વિજ્ઞાન, જે જેમ કે મૂળભૂત ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રક્રિયાઓ વર્ણવે કાયદા:

• isochoric પ્રક્રિયા - એક પ્રક્રિયા છે કે જે કામ પ્રવાહી વોલ્યુમ ફેરફાર કર્યા વિના કરવામાં આવે છે. શરતો isochoric પ્રક્રિયા, V = const;
• isobaric પ્રક્રિયા - એક પ્રક્રિયા છે કે જે કામ પ્રવાહી દબાણ ફેરફાર કર્યા વિના કરવામાં આવે છે. શરતો isobaric પ્રક્રિયા, પી = const;
• સમતાપી (સમતાપી) પ્રક્રિયા - એક પ્રક્રિયા કે જ્યારે પૂર્વનિર્ધારિત સ્તરે તાપમાન જાળવવા કરવામાં આવે છે. શરતો સમોષ્ણતામાનીય પ્રક્રિયા, ટી = const;
• સમોષ્મ પ્રક્રિયા (સમોષ્મ છે, તેથી તેને આધુનિક થર્મલ એન્જિનિયરિંગ કહેવાય છે) - એક પ્રક્રિયા, પર્યાવરણ સાથે ગરમી વિનિમય વગર જગ્યા પરફોર્મ કર્યું હતું. સમોષ્મ પ્રક્રિયા શરતો, ક્યૂ = 0;
• polytropic પ્રક્રિયા - સામાન્યીકૃત પ્રક્રિયા કે ચલિત પિસ્ટન સાથે સિલિન્ડરમાં પરિપૂર્ણતા માટે બધા થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ ઉપરોક્ત, તેમજ અન્ય તમામ શક્યતાઓ વર્ણવે છે.

પ્રથમ ગરમી એન્જિન બનાવટ દરમ્યાન જેમાં સૌથી વધુ કાર્યક્ષમતા (કામગીરી ગુણાંક) વિચાર ચક્ર શોધાયું. Carnot ચક્ર - સાદી Carnot, ઉષ્માગતિ પ્રક્રિયાઓ સમૂહ તપાસ, એક ધૂન પર તેની ક્રમચક્ર, તેમના નામની પાછળ અપાયું વિકાસ માટે ગયા હતા. તે અનુક્રમે, સમોષ્ણતામાનીય પરફોર્મ પછી સમોષ્મ સંકોચન પ્રક્રિયા. આ પ્રક્રિયા અમલીકરણ પછી કામ પ્રવાહી આંતરિક ઊર્જા અનામત ધરાવે છે, પરંતુ ચક્ર પૂર્ણ કરવામાં આવી નથી જેથી કામ પ્રવાહી વિસ્તરણ કરવામાં આવ્યું અને સમોષ્ણતામાનીય વિસ્તરણ પ્રક્રિયા કરે છે. ચક્ર પૂર્ણ અને પ્રારંભિક કામ પ્રવાહી પરિમાણો પાછા ફરવા માટે, સમોષ્મ વિસ્તરણ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

Carnot સાબિત કર્યું કે તેના ચક્રમાં કાર્યક્ષમતા મહત્તમ પહોંચે છે, અને માત્ર બે Isotherms માટે માર્ગદર્શન તાપમાન પર આધાર રાખે છે. ઊંચા તેમની વચ્ચે તફાવત, સંલગ્ન ઊંચા થર્મલ કાર્યક્ષમતા. પ્રયાસો Carnot ચક્ર એક હીટ એન્જિન બનાવવા અને અસફળ રહ્યો છે. તે એક આદર્શ ચક્ર જે કરી શકાતી નથી છે. પરંતુ તેમણે વિજ્ઞાન ના બીજા કાયદા મુખ્ય સિદ્ધાંત સાબિત નોકરી, ખર્ચ સમાન મેળવવાની અશક્યતા વિશે થર્મલ ઊર્જા છે. વ્યાખ્યાઓ એક નંબર છે કે જે રુડોલ્ફ ક્લોસિયસ ઉત્ક્રમ ખ્યાલ પરિચય અનુસાર વિજ્ઞાન બીજા કાયદો (કાયદો) કાયદો ઘડવામાં આવ્યા હતા. તેમના સંશોધનો મુખ્ય નિષ્કર્ષ - ઉત્ક્રમ વધી રહી છે, જે થર્મલ "મૃત્યુ" થાય છે.

સૌથી મહત્વપૂર્ણ સિદ્ધિ કામ પ્રવાહી ઉત્ક્રમ ફેરફાર થતો નથી તેની અમલીકરણમાં સમોષ્મ પ્રક્રિયા ક્લોસિયસ સમજ હતી. તેથી, સમોષ્મ પ્રક્રિયા ક્લોસિયસ - એસ = const છે. અહીં છે - isentropic પ્રક્રિયા - ઉત્ક્રમ, જે કોઈ અન્ય નામ માટે પ્રક્રિયા પુરવઠો અથવા ગરમી, દૂર કર્યા વગર હાથ ધરવામાં આવે છે આપે છે. વિજ્ઞાનીઓ આ પ્રકારના ચક્રનું ગરમી એન્જિન માટે શોધી રહ્યા છે, તમે ગમે ત્યાં ત્યાં ઉત્ક્રમ વધારો થયો હતો. પરંતુ, કમનસીબે, આ તે બનાવી શક્યું નથી. તેથી અનુમાન કર્યું કે હીટ એન્જિન બધા બનાવી શકાતી નથી.

પરંતુ બધા સંશોધકો જેથી નિરાશાવાદી ગોઠવવામાં આવી છે. તેઓ થર્મલ મશીનો માટે વાસ્તવિક ચક્ર રહ્યા છે. તેમની શોધોને પરિણામે નિકોલાઉસ ઓગસ્ટ ઓટ્ટો તેમના ચક્ર હીટ એન્જિન છે, જે હવે ગેસોલિન પર ચાલી એન્જિન અમલમાં આવી રહી છે રચના કરી હતી. અહીં, પ્રક્રિયા કામ શરીર અને isochoric ગરમી પુરવઠો (એકધારો જથ્થાનો ખાતે બળતણ દહન) ના સમોષ્મ સંકોચન દ્વારા કરવામાં આવે છે, તો પછી ત્યાં સમોષ્મ વિસ્તરણ (કામ તેના વોલ્યુમ વધી પ્રક્રિયામાં કામ કરતા માધ્યમ દ્વારા કરવામાં આવે છે), અને isochoric ગરમી દૂર થાય છે. ઓટ્ટો ચક્ર પ્રથમ ઇન્ટર્નલ કમ્બ્શન એન્જિન્સનો ઉપયોગ બળતણ ગેસ જ્વલનશીલ તરીકે થતો હતો. ઘણી પાછળથી તેની શોધ કરી હતી કાર્બ્યુરેટર્સ કે benzovozdushnoy ગેસોલિન વરાળ સાથે હવા અને તેમને એન્જિન સિલિન્ડર માટે ખોરાક મિશ્રણ બનાવવા બની ગયા છે કરવામાં આવી હતી.

ઓટ્ટો માં ચક્ર બળતણ મિશ્રણ સંકુચિત કર્યું છે, તેથી પ્રમાણમાં તેની નાની સંકોચન જથ્થો - બળતણ મિશ્રણ ધડાકો વૃત્તિ ધરાવે છે (વિસ્ફોટ જ્યારે ગંભીર દબાણ અને તાપમાન). તેથી એક સમોષ્મ સંકોચન પ્રક્રિયા કામ પ્રમાણમાં ઓછી છે. અહીં અમે અન્ય વિચાર રજૂ: સંકોચન ગુણોત્તર - સંકોચન વોલ્યુમ કુલ વોલ્યુમ રેશિયો.

ઊર્જા ઈંધણ કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે રસ્તા શોધવા ચાલુ રાખ્યું. વધતો કાર્યક્ષમતા સંકોચન ગુણોત્તર વધી જોવામાં આવે છે. રૂડોલ્ફ ડિઝલને તેની ક્રમચક્ર જેમાં ગરમી પુરવઠો (isobaric પ્રક્રિયામાં) સતત દબાણ પર હાથ ધરવામાં આવે છે વિકસાવી છે. તેની ક્રમચક્ર ડીઝલ ઇંધણ (પણ ડીઝલ ઇંધણ તરીકે ઓળખાય છે) ની મદદથી એન્જિન માટે આધાર હતો. ચક્ર ડીઝલ ઇંધણ મિક્સર સંકુચિત, અને હવા નથી. તેથી, તેઓ કહે છે કામ એક સમોષ્મ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. તાપમાન અને ઉચ્ચ સંકોચન અંતે દબાણ, જેથી નોઝલ ફ્યુઅલ ઇન્જેક્શન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. તે ગરમ હવા સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે જલદ મિશ્રણ રચના કરે છે. તે બળે છે, આ કામ પ્રવાહી આંતરિક ઊર્જા વધે છે. સમોષ્મ વિસ્તરણ દ્વારા વધુ ગેસ, કામ સ્ટ્રોક કરવામાં આવે છે.

ડીઝલ ચક્ર ગરમી એન્જિન નિષ્ફળ, જેથી ગુસ્તાવ Trinkler સંયુક્ત બનાવેલો ચક્ર Trinklera અમલ કરવા પ્રયાસ કરે છે. અને આજના ડીઝલ એન્જિનમાં તે ઉપયોગ કરે છે. ગરમી Trinklera દ્વારા પૂરી પાડવામાં ચક્ર માં isochore, અને પછી સમદબાવ ક્ષેત્રો પર. માત્ર પછી આ કામ પ્રવાહી વિસ્તરણ સમોષ્મ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

પિસ્ટન ગરમી એન્જિન અને ટર્બાઇન કામ સાથે સામ્યતા દ્વારા. પરંતુ ગેસ ઉપયોગી સમોષ્મ વિસ્તરણ અંતે ગરમી દૂર તેમના પ્રક્રિયા સમદબાવ ક્ષેત્રો દ્વારા કરવામાં આવે છે. એરોપ્લેન, ગેસ ટર્બાઇન એન્જિનો અને turboprop સમોષ્મ પ્રક્રિયા પર કોમ્પ્રેસન કરવાનું અને વિસ્તરણ દરમિયાન બે વાર જોવા મળે છે.

ન્યાયોચિત ઠરાવવા માટે બધા સમોષ્મ પ્રક્રિયાના મૂળભૂત ખ્યાલો સમાધાન સૂત્રો દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. એક મહત્વપૂર્ણ મૂલ્ય, સમોષ્મ ઇન્ડેક્સ કહેવાય ત્યાં દેખાય છે. એક દ્વિ-પરમાણુ ગેસ માટે તેનું મૂલ્ય - 1.4 બરાબર (ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન મુખ્ય દ્વિ-પરમાણુ હવા હાજર વાયુઓ છે). સમોષ્મ વપરાય ઇન્ડેક્સ ગણતરી કરવા માટે બે રસપ્રદ લક્ષણો એટલે કે, isobaric અને isochoric ગરમી કામ પ્રવાહી ક્ષમતા ધરાવે છે. k = CP / સીવી ગુણોત્તર - સમોષ્મ અનુક્રમણિકા છે.

શા માટે ગરમી એન્જિન સૈદ્ધાંતિક ચક્ર એક સમોષ્મ પ્રક્રિયા ઉપયોગ કરો છો? ખરેખર polytropic પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, પરંતુ હકીકત એ છે કે તેઓ એક ઉચ્ચ દરે થાય કારણે, તે પર્યાવરણ સાથે ગરમી વિનિમયનો ગેરહાજરીમાં ધારવા સ્વીકારવામાં આવતી નથી.

વીજળી 90% થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ દ્વારા પેદા થાય છે. તેમને કામ પ્રવાહી વરાળ વપરાય છે. જ્યારે ઉકળતા તે પેદા થાય છે. વરાળ કાર્યશીલ ક્ષમતા વધારવા માટે, તે ગરમ છે. પછી, ઉચ્ચ દબાણ ગરમ વરાળ સ્ટીમ ટર્બાઇન માટે પૂરી પાડવામાં આવે છે. તે પણ સમોષ્મ પ્રક્રિયા વરાળ વિસ્તરણ મૂકવા લે છે. ટર્બાઇન રોલિંગ નહીં, તે ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર ફેલાય છે. એટલે કે, બદલામાં, ગ્રાહકો માટે વીજળી પેદા કરે છે. સ્ટીમ ટર્બાઇન રેન્કિન ચક્ર પર કામ કરે છે. આદર્શ રીતે કાર્યક્ષમતા પણ તાપમાન અને દબાણ વરાળ વધારો સાથે સંકળાયેલ છે.

કારણ કે ઉપરથી જોતા, એક સમોષ્મ પ્રક્રિયા યાંત્રિક અને વિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પાદનમાં ખૂબ જ સામાન્ય છે.