তাত্ত্বিক মডেলে তাপ ইঞ্জিনতিনটি সংস্থা বিবেচনা করা হয়: হিটার, কর্মরত শরীরএবং ফ্রিজ.

হিটার - একটি তাপীয় জলাধার (বড় শরীর), যার তাপমাত্রা স্থির থাকে।

ইঞ্জিন অপারেশনের প্রতিটি চক্রে, কার্যকারী তরল হিটার থেকে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ গ্রহণ করে, প্রসারিত হয় এবং সম্পাদন করে। যান্ত্রিক কাজ. হিটার থেকে প্রাপ্ত শক্তির কিছু অংশ রেফ্রিজারেটরে স্থানান্তর করা প্রয়োজনীয় তরলটিকে তার আসল অবস্থায় ফিরিয়ে আনার জন্য।

যেহেতু মডেলটি অনুমান করে যে হিটার এবং রেফ্রিজারেটরের তাপমাত্রা তাপ ইঞ্জিনের অপারেশন চলাকালীন পরিবর্তিত হয় না, তারপরে চক্রের শেষে: কার্যকারী তরলের গরম-সম্প্রসারণ-কুলিং-কম্প্রেশন, এটি বিবেচনা করা হয় যে মেশিনটি ফিরে আসে। তার আসল অবস্থায়।

প্রতিটি চক্রের জন্য, তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রের উপর ভিত্তি করে, আমরা তাপের পরিমাণ লিখতে পারি প্রহিটার থেকে প্রাপ্ত লোড, তাপের পরিমাণ | প্রশীতল |, রেফ্রিজারেটরে দেওয়া, এবং কর্মরত সংস্থা দ্বারা করা কাজ কএকে অপরের সাথে সম্পর্কিত:

ক = প্রলোড – | প্রঠান্ডা |

বাস্তবে প্রযুক্তিগত ডিভাইস, যাকে তাপ ইঞ্জিন বলা হয়, কাজ তরল জ্বালানীর দহনের সময় নির্গত তাপ দ্বারা উত্তপ্ত হয়। সুতরাং, একটি বিদ্যুৎ কেন্দ্রের একটি বাষ্প টারবাইনে, হিটারটি গরম কয়লা সহ একটি চুল্লি। ইঞ্জিনে অভ্যন্তরীণ জ্বলন(আইসিই) দহন পণ্য একটি হিটার হিসাবে বিবেচিত হতে পারে, এবং অতিরিক্ত বায়ু একটি কার্যকরী তরল হিসাবে বিবেচিত হতে পারে। রেফ্রিজারেটর হিসাবে, তারা বায়ুমণ্ডলের বাতাস বা প্রাকৃতিক উত্স থেকে জল ব্যবহার করে।

একটি তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা (মেশিন)

তাপ ইঞ্জিন দক্ষতা (দক্ষতা)হিটার থেকে প্রাপ্ত তাপের পরিমাণের সাথে ইঞ্জিন দ্বারা সম্পন্ন কাজের অনুপাত:

যে কোনো তাপ ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতা একের কম এবং শতাংশ হিসেবে প্রকাশ করা হয়। হিটার থেকে প্রাপ্ত তাপের পুরো পরিমাণকে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তর করার অসম্ভবতা হল একটি চক্রীয় প্রক্রিয়া সংগঠিত করার প্রয়োজনের জন্য মূল্য পরিশোধ করা এবং তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় আইন থেকে অনুসরণ করা হয়।

বাস্তব তাপ ইঞ্জিনে, দক্ষতা পরীক্ষামূলক যান্ত্রিক শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয় এনইঞ্জিন এবং প্রতি ইউনিট সময় পোড়া জ্বালানীর পরিমাণ। তাই, সময় হলে tভর জ্বালানি পোড়া মিএবং দহনের নির্দিষ্ট তাপ q, যে

জন্য যানবাহনরেফারেন্স বৈশিষ্ট্য প্রায়ই ভলিউম হয় ভিপথে জ্বালানী পোড়া sযান্ত্রিক ইঞ্জিন শক্তিতে এনএবং গতিতে। এই ক্ষেত্রে, জ্বালানীর ঘনত্ব r বিবেচনা করে, আমরা দক্ষতা গণনা করার জন্য একটি সূত্র লিখতে পারি:

তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র

বেশ কিছু ফর্মুলেশন আছে তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র. তাদের মধ্যে একজন বলেছেন যে একটি তাপ ইঞ্জিন অসম্ভব, যা শুধুমাত্র তাপের উত্সের কারণে কাজ করবে, যেমন ফ্রিজ ছাড়া। বিশ্ব মহাসাগর এটির জন্য অভ্যন্তরীণ শক্তির কার্যত অক্ষয় উত্স হিসাবে পরিবেশন করতে পারে (উইলহেম ফ্রেডরিখ অস্টওয়াল্ড, 1901)।

তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের অন্যান্য সূত্রগুলি এর সমতুল্য।

ক্লসিয়াসের সূত্র(1850): একটি প্রক্রিয়া অসম্ভব যেখানে তাপ স্বতঃস্ফূর্তভাবে কম উত্তপ্ত দেহ থেকে আরও উত্তপ্ত দেহে স্থানান্তরিত হবে।

থমসনের সূত্র(1851): একটি বৃত্তাকার প্রক্রিয়া অসম্ভব, যার একমাত্র ফলাফল তাপীয় জলাধারের অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাস করে কাজের উত্পাদন হবে।

ক্লসিয়াসের সূত্র(1865): একটি বন্ধ অ-ভারসাম্য ব্যবস্থায় সমস্ত স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়া এমন একটি দিকে ঘটে যেখানে সিস্টেমের এনট্রপি বৃদ্ধি পায়; তাপীয় ভারসাম্যের অবস্থায়, এটি সর্বাধিক এবং ধ্রুবক।

বোল্টজম্যানের সূত্র(1877): অনেক কণার একটি বদ্ধ সিস্টেম স্বতঃস্ফূর্তভাবে একটি অধিক ক্রমানুসারী অবস্থা থেকে একটি কম আদেশকৃত অবস্থায় চলে যায়। ভারসাম্য অবস্থান থেকে সিস্টেমের স্বতঃস্ফূর্ত প্রস্থান অসম্ভব। বোল্টজম্যান অনেকগুলি সংস্থার সমন্বয়ে একটি সিস্টেমে ব্যাধির একটি পরিমাণগত পরিমাপ প্রবর্তন করেছিলেন - এনট্রপি.

একটি কার্যকরী তরল হিসাবে একটি আদর্শ গ্যাস সহ একটি তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা

যদি একটি তাপ ইঞ্জিনে কার্যকরী তরলের মডেল দেওয়া হয় (উদাহরণস্বরূপ, একটি আদর্শ গ্যাস), তবে প্রসারণ এবং সংকোচনের সময় কার্যকারী তরলটির তাপগতিগত পরামিতিগুলির পরিবর্তন গণনা করা সম্ভব। এটি আপনাকে গণনা করতে দেয় তাপ দক্ষতাতাপগতিবিদ্যার আইনের উপর ভিত্তি করে ইঞ্জিন।

চিত্রটি সেই চক্রগুলি দেখায় যার জন্য কার্যকারিতা গণনা করা যেতে পারে যদি কার্যকারী তরল একটি আদর্শ গ্যাস হয় এবং পরামিতিগুলি একটি থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়ার অন্যটিতে স্থানান্তরের বিন্দুতে সেট করা থাকে।

	আইসোবারিক-আইসোকোরিক
	আইসোকোরিক-এডিয়াব্যাটিক
	আইসোবারিক-এডিয়াব্যাটিক
	আইসোবারিক-আইসোকোরিক-আইসোথার্মাল
	আইসোবারিক-আইসোকোরিক-লিনিয়ার

কার্নোট চক্র। একটি আদর্শ তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা

সর্বোচ্চ দক্ষতা এ তাপমাত্রা সেট করুনহিটার টিহিটিং এবং রেফ্রিজারেটর টিঠান্ডার একটি তাপ ইঞ্জিন থাকে যেখানে কার্যকারী তরল প্রসারিত হয় এবং সংকুচিত হয় কার্নোট চক্র(চিত্র 2), যার গ্রাফটিতে দুটি আইসোথার্ম (2-3 এবং 4-1) এবং দুটি অ্যাডিয়াব্যাট (3–4 এবং 1–2) রয়েছে।

কার্নোটের উপপাদ্যপ্রমাণ করে যে এই জাতীয় ইঞ্জিনের কার্যকারিতা ব্যবহৃত কার্যকরী তরলের উপর নির্ভর করে না, তাই এটি একটি আদর্শ গ্যাসের জন্য থার্মোডাইনামিক সম্পর্ক ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে:

তাপ ইঞ্জিনের পরিবেশগত পরিণতি

পরিবহন এবং শক্তিতে তাপ ইঞ্জিনের নিবিড় ব্যবহার (তাপ ও ​​পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র) পৃথিবীর জীবজগৎকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। যদিও পৃথিবীর জলবায়ুতে মানুষের ক্রিয়াকলাপের প্রভাবের প্রক্রিয়া সম্পর্কে বৈজ্ঞানিক বিরোধ রয়েছে, তবে অনেক বিজ্ঞানী সেই কারণগুলি চিহ্নিত করেছেন যার কারণে এই জাতীয় প্রভাব ঘটতে পারে:

1. গ্রীনহাউস প্রভাব হল বায়ুমণ্ডলে কার্বন ডাই অক্সাইডের (তাপীয় মেশিনের হিটারে দহনের একটি পণ্য) ঘনত্ব বৃদ্ধি। কার্বন ডাই অক্সাইড সূর্য থেকে দৃশ্যমান এবং অতিবেগুনী বিকিরণ প্রেরণ করে, কিন্তু পৃথিবী থেকে ইনফ্রারেড বিকিরণ শোষণ করে। এটি বায়ুমণ্ডলের নিম্ন স্তরের তাপমাত্রা বৃদ্ধি, হারিকেন বায়ু এবং বিশ্বব্যাপী বরফ গলনের বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।
2. বিষাক্তের সরাসরি প্রভাব নিষ্কাশন গ্যাসেরবন্যপ্রাণীর উপর (কার্সিনোজেন, ধোঁয়াশা, দহন উপজাত থেকে অ্যাসিড বৃষ্টি)।
3. বিমানের ফ্লাইট এবং রকেট উৎক্ষেপণের সময় ওজোন স্তরের ধ্বংস। উপরের বায়ুমণ্ডলের ওজোন সূর্যের অতিরিক্ত অতিবেগুনী বিকিরণ থেকে পৃথিবীর সমস্ত প্রাণকে রক্ষা করে।

উদীয়মান পরিবেশগত সংকট থেকে বেরিয়ে আসার উপায় হল তাপ ইঞ্জিনগুলির দক্ষতা বৃদ্ধি করা (আধুনিক তাপ ইঞ্জিনগুলির কার্যকারিতা খুব কমই 30% অতিক্রম করে); সেবাযোগ্য ইঞ্জিন এবং ক্ষতিকারক নিষ্কাশন গ্যাসের নিউট্রালাইজার ব্যবহার; বিকল্প শক্তির উৎসের ব্যবহার ( সৌর প্যানেলএবং হিটার) এবং পরিবহনের বিকল্প উপায় (বাইসাইকেল, ইত্যাদি)।

আধুনিক বাস্তবতা তাপ ইঞ্জিন ব্যাপক অপারেশন জড়িত. বৈদ্যুতিক মোটর দিয়ে তাদের প্রতিস্থাপন করার অনেক প্রচেষ্টা এখনও পর্যন্ত ব্যর্থ হয়েছে। বিদ্যুত জমা হওয়ার সাথে সম্পর্কিত সমস্যা স্বায়ত্তশাসিত সিস্টেমঅনেক কষ্টে সমাধান করা হয়।

এখনও প্রাসঙ্গিক হল বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয়কারী তৈরির জন্য প্রযুক্তির সমস্যাগুলি, তাদের দীর্ঘমেয়াদী ব্যবহারের বিষয়টি বিবেচনা করে। গতির বৈশিষ্ট্যবৈদ্যুতিক যানবাহনগুলি অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনের গাড়িগুলির থেকে অনেক দূরে।

তৈরি করার প্রথম ধাপ হাইব্রিড ইঞ্জিনমেগাসিটিগুলিতে ক্ষতিকারক নির্গমনকে উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে, পরিবেশগত সমস্যার সমাধান করতে পারে।

একটু ইতিহাস

বাষ্প শক্তিকে গতি শক্তিতে রূপান্তর করার সম্ভাবনা প্রাচীনকালে পরিচিত ছিল। 130 বিসি: আলেকজান্দ্রিয়ার দার্শনিক হেরন দর্শকদের কাছে একটি বাষ্পের খেলনা উপস্থাপন করেছিলেন - এওলিপিল। বাষ্পে ভরা একটি গোলক এটি থেকে নির্গত জেটগুলির ক্রিয়ায় ঘুরতে শুরু করে। আধুনিক এই প্রোটোটাইপ বাষ্প টারবাইনসেই সময় আবেদন পাওয়া যায়নি।

বহু বছর এবং শতাব্দী ধরে, দার্শনিকের বিকাশ কেবল একটি মজার খেলনা হিসাবে বিবেচিত হয়েছিল। 1629 সালে, ইতালীয় ডি. ব্রাঞ্চি একটি সক্রিয় টারবাইন তৈরি করে। ব্লেড দিয়ে সজ্জিত একটি ডিস্ক গতিতে বাষ্প সেট করে।

সেই মুহূর্ত থেকে দ্রুত বিকাশ শুরু হয় বাষ্প ইঞ্জিনের.

তাপ ইঞ্জিন

তাপ ইঞ্জিনগুলিতে মেশিন এবং প্রক্রিয়াগুলির অংশগুলির চলাচলের জন্য জ্বালানীকে শক্তিতে রূপান্তর করা হয়।

মেশিনের প্রধান অংশ: একটি হিটার (বাইরে থেকে শক্তি পাওয়ার জন্য একটি সিস্টেম), একটি কার্যকরী তরল (একটি দরকারী ক্রিয়া সম্পাদন করে), একটি রেফ্রিজারেটর।

কাজের তরলটি দরকারী কাজ সম্পাদন করার জন্য অভ্যন্তরীণ শক্তির পর্যাপ্ত সরবরাহ জমা করেছে তা নিশ্চিত করার জন্য হিটারটি ডিজাইন করা হয়েছে। রেফ্রিজারেটর অতিরিক্ত শক্তি দূর করে।

দক্ষতার প্রধান বৈশিষ্ট্যকে তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা বলা হয়। এই মানটি দেখায় যে গরম করার জন্য ব্যয় করা শক্তির কোন অংশ দরকারী কাজ করার জন্য ব্যয় করা হয়। দক্ষতা যত বেশি, মেশিনের অপারেশন তত বেশি লাভজনক, তবে এই মানটি 100% অতিক্রম করতে পারে না।

দক্ষতা গণনা

হিটারটিকে Q 1 এর সমান শক্তি বাইরে থেকে অর্জন করতে দিন। কর্মক্ষম তরল A কাজ করেছিল, যখন রেফ্রিজারেটরে দেওয়া শক্তি ছিল Q 2।

সংজ্ঞার উপর ভিত্তি করে, আমরা দক্ষতা গণনা করি:

η= A/Q 1। আমরা বিবেচনা করি যে A \u003d প্রশ্ন 1 - প্রশ্ন 2।

এখান থেকে, তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা, যার সূত্রটির ফর্ম η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1, আমাদের নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তগুলি আঁকতে দেয়:

• দক্ষতা 1 (বা 100%) অতিক্রম করতে পারে না;
• এই মানটি সর্বাধিক করার জন্য, হয় হিটার থেকে প্রাপ্ত শক্তি বাড়ানো বা রেফ্রিজারেটরে দেওয়া শক্তি হ্রাস করা প্রয়োজন;
• জ্বালানীর গুণমান পরিবর্তন করে হিটারের শক্তি বৃদ্ধি পাওয়া যায়;
• রেফ্রিজারেটর দেওয়া শক্তি হ্রাস, আপনি অর্জন করতে অনুমতি দেয় নকশা বৈশিষ্ট্যইঞ্জিন

আদর্শ তাপ ইঞ্জিন

এমন একটি ইঞ্জিন তৈরি করা কি সম্ভব, যার কার্যকারিতা সর্বাধিক হবে (আদর্শভাবে, 100% এর সমান)? ফরাসি তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী এবং প্রতিভাবান প্রকৌশলী সাদি কার্নোট এই প্রশ্নের উত্তর খোঁজার চেষ্টা করেছিলেন। 1824 সালে, গ্যাসগুলিতে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়াগুলি সম্পর্কে তার তাত্ত্বিক গণনাগুলি সর্বজনীন করা হয়েছিল।

পিছনে মূল ধারণা নিখুঁত গাড়ি, আমরা একটি আদর্শ গ্যাসের সাথে বিপরীত প্রক্রিয়াগুলি বহন করার কথা বিবেচনা করতে পারি। আমরা গ্যাসের বিস্তৃতি দিয়ে শুরু করি তাপমাত্রা T 1 তাপমাত্রায়। এর জন্য প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ হল Q 1। তাপ বিনিময় ছাড়াই গ্যাস প্রসারিত হওয়ার পরে। তাপমাত্রা T 2-এ পৌঁছানোর পরে, গ্যাসটি আইসোথার্মালভাবে সংকুচিত হয়, শক্তি Q 2 রেফ্রিজারেটরে স্থানান্তরিত করে। গ্যাসের তার আসল অবস্থায় ফিরে আসা হল diabatic।

একটি আদর্শ কার্নোট হিট ইঞ্জিনের কার্যকারিতা, যখন সঠিকভাবে গণনা করা হয়, হিটারের তাপমাত্রার সাথে হিটিং এবং কুলিং ডিভাইসগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্যের অনুপাতের সমান। এটি এইরকম দেখাচ্ছে: η=(T 1 - T 2)/ T 1।

একটি তাপ ইঞ্জিনের সম্ভাব্য কার্যকারিতা, যার সূত্র হল: η= 1 - T 2 / T 1 , শুধুমাত্র হিটার এবং কুলারের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে এবং 100% এর বেশি হতে পারে না।

তদুপরি, এই অনুপাতটি আমাদের প্রমাণ করতে দেয় যে তাপ ইঞ্জিনগুলির দক্ষতা হতে পারে একের সমানশুধুমাত্র যখন রেফ্রিজারেটরের তাপমাত্রা পৌঁছে যায়। আপনি জানেন, এই মান অপ্রাপ্য.

কার্নোটের তাত্ত্বিক গণনাগুলি যে কোনও ডিজাইনের তাপ ইঞ্জিনের সর্বাধিক দক্ষতা নির্ধারণ করা সম্ভব করে তোলে।

কার্নোট দ্বারা প্রমাণিত উপপাদ্যটি নিম্নরূপ। একটি নির্বিচারে তাপ ইঞ্জিন কোনো অবস্থাতেই একটি আদর্শ তাপ ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতার অনুরূপ মানের চেয়ে বেশি দক্ষতার গুণাঙ্ক রাখতে সক্ষম হয় না।

সমস্যা সমাধানের উদাহরণ

উদাহরণ 1 হিটারের তাপমাত্রা 800°C এবং রেফ্রিজারেটরের তাপমাত্রা 500°C কম হলে একটি আদর্শ তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা কত?

T 1 \u003d 800 o C \u003d 1073 K, ∆T \u003d 500 o C \u003d 500 K, η -?

সংজ্ঞা অনুসারে: η=(T 1 - T 2)/ T 1।

আমাদের রেফ্রিজারেটরের তাপমাত্রা দেওয়া হয়নি, তবে ∆T = (T 1 - T 2), এখান থেকে:

η \u003d ∆T / T 1 \u003d 500 K / 1073 K \u003d 0.46।

উত্তর: দক্ষতা = 46%।

উদাহরণ 2 একটি আদর্শ তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা নির্ধারণ করুন যদি, অর্জিত এক কিলোজুল হিটার শক্তির কারণে, দরকারী কাজ 650 J. কুল্যান্টের তাপমাত্রা 400 K হলে তাপ ইঞ্জিন হিটারের তাপমাত্রা কত?

Q 1 \u003d 1 kJ \u003d 1000 J, A \u003d 650 J, T 2 \u003d 400 K, η -?, T 1 \u003d?

এই সমস্যায়, আমরা একটি তাপীয় ইনস্টলেশন সম্পর্কে কথা বলছি, যার কার্যকারিতা সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে:

হিটারের তাপমাত্রা নির্ধারণ করতে, আমরা একটি আদর্শ তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতার জন্য সূত্রটি ব্যবহার করি:

η \u003d (T 1 - T 2) / T 1 \u003d 1 - T 2 / T 1।

গাণিতিক রূপান্তর সম্পাদন করার পরে, আমরা পাই:

T 1 \u003d T 2 / (1- η)।

T 1 \u003d T 2 / (1- A / Q 1)।

আসুন গণনা করা যাক:

η= 650 J/1000 J = 0.65।

T 1 \u003d 400 K / (1- 650 J / 1000 J) \u003d 1142.8 K।

উত্তর: η \u003d 65%, T 1 \u003d 1142.8 K।

বাস্তব অবস্থা

আদর্শ তাপ ইঞ্জিন আদর্শ প্রক্রিয়া মাথায় রেখে ডিজাইন করা হয়েছে। কাজ শুধুমাত্র আইসোথার্মাল প্রক্রিয়ায় করা হয়, এর মান কার্নোট চক্র গ্রাফ দ্বারা আবদ্ধ এলাকা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

প্রকৃতপক্ষে, তাপমাত্রার পরিবর্তন ছাড়াই গ্যাসের অবস্থা পরিবর্তনের প্রক্রিয়ার জন্য শর্ত তৈরি করা অসম্ভব। এমন কোন উপকরণ নেই যা আশেপাশের বস্তুর সাথে তাপ বিনিময় বাদ দেবে। adiabatic প্রক্রিয়া আর সম্ভব নয়. তাপ স্থানান্তরের ক্ষেত্রে, গ্যাসের তাপমাত্রা অবশ্যই পরিবর্তন করতে হবে।

বাস্তব পরিস্থিতিতে তৈরি তাপ ইঞ্জিনগুলির কার্যকারিতা দক্ষতার থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক আদর্শ ইঞ্জিন. উল্লেখ্য যে প্রক্রিয়াগুলি বাস্তব ইঞ্জিনএত দ্রুত ঘটে যে কাজকারী পদার্থের অভ্যন্তরীণ তাপ শক্তির তার ভলিউম পরিবর্তনের প্রক্রিয়ায় তারতম্য হিটার থেকে তাপের প্রবাহের দ্বারা ক্ষতিপূরণ করা যায় না এবং কুলারের দিকে ফিরে আসে।

অন্যান্য তাপ ইঞ্জিন

বাস্তব ইঞ্জিন বিভিন্ন চক্রে কাজ করে:

• অটো চক্র: একটি ধ্রুবক আয়তনে প্রক্রিয়াটি adiabatically পরিবর্তিত হয়, একটি বন্ধ চক্র তৈরি করে;
• ডিজেল চক্র: isobar, adiabat, isochor, adiabat;
• ধ্রুবক চাপে ঘটমান প্রক্রিয়াটি একটি adiabatic এক দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়, চক্রটি বন্ধ করে।

বাস্তব ইঞ্জিনগুলিতে ভারসাম্য প্রক্রিয়া তৈরি করুন (তাদেরকে আদর্শের কাছাকাছি আনতে) অবস্থার অধীনে আধুনিক প্রযুক্তিসম্ভব বলে মনে হয় না। তাপ ইঞ্জিনগুলির কার্যকারিতা অনেক কম, এমনকি একই বিবেচনায় নিয়ে তাপমাত্রা অবস্থা, একটি আদর্শ তাপ ইনস্টলেশনের মতো।

তবে আপনার দক্ষতা গণনা সূত্রের ভূমিকা হ্রাস করা উচিত নয়, কারণ এটিই আসল ইঞ্জিনগুলির দক্ষতা বাড়ানোর জন্য কাজ করার প্রক্রিয়ার সূচনা পয়েন্ট হয়ে ওঠে।

দক্ষতা পরিবর্তনের উপায়

আদর্শ এবং বাস্তব তাপ ইঞ্জিনগুলির তুলনা করার সময়, এটি লক্ষণীয় যে পরবর্তী রেফ্রিজারেটরের তাপমাত্রা কোনও হতে পারে না। সাধারণত বায়ুমণ্ডলকে রেফ্রিজারেটর হিসেবে বিবেচনা করা হয়। বায়ুমণ্ডলের তাপমাত্রা কেবলমাত্র আনুমানিক গণনায় নেওয়া যেতে পারে। অভিজ্ঞতা দেখায় যে কুল্যান্টের তাপমাত্রা ইঞ্জিনগুলিতে নিষ্কাশন গ্যাসের তাপমাত্রার সমান, যেমনটি অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলির ক্ষেত্রে (সংক্ষেপে অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন)।

আইসিই আমাদের বিশ্বের সবচেয়ে সাধারণ তাপ ইঞ্জিন। এই ক্ষেত্রে একটি তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা জ্বলন্ত জ্বালানী দ্বারা তৈরি তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। অপরিহার্য ICE সম্মানবাষ্প ইঞ্জিন থেকে হিটারের ফাংশন এবং ডিভাইসের কার্যকারী বডির মধ্যে ফিউশন হয় বায়ু-জ্বালানির মিশ্রণ. জ্বলন্ত, মিশ্রণটি ইঞ্জিনের চলমান অংশগুলিতে চাপ সৃষ্টি করে।

জ্বালানীর বৈশিষ্ট্যগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করে কার্যকরী গ্যাসের তাপমাত্রায় বৃদ্ধি পাওয়া যায়। দুর্ভাগ্যক্রমে, এটি অনির্দিষ্টকালের জন্য করা সম্ভব নয়। যে কোনও উপাদান যা থেকে একটি ইঞ্জিনের দহন চেম্বার তৈরি করা হয় তার নিজস্ব গলনাঙ্ক রয়েছে। এই জাতীয় উপকরণগুলির তাপ প্রতিরোধের ইঞ্জিনের প্রধান বৈশিষ্ট্য, সেইসাথে দক্ষতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করার ক্ষমতা।

মোটর দক্ষতা মান

যদি আমরা বিবেচনা করি যে খাঁড়িতে কাজ করা বাষ্পের তাপমাত্রা 800 কে, এবং নিষ্কাশন গ্যাস 300 কে, তবে এই মেশিনের কার্যকারিতা 62%। বাস্তবে, এই মান 40% অতিক্রম করে না। টারবাইন হাউজিং গরম করার সময় তাপের ক্ষতির কারণে এই ধরনের হ্রাস ঘটে।

অভ্যন্তরীণ জ্বলনের সর্বোচ্চ মান 44% অতিক্রম করে না। এই মান বৃদ্ধি অদূর ভবিষ্যতের বিষয়। উপকরণ, জ্বালানীর বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা একটি সমস্যা যা মানবজাতির সেরা মন কাজ করছে।

ইঞ্জিন দ্বারা সম্পন্ন কাজ হল:

এই প্রক্রিয়াটি প্রথম বিবেচনা করেছিলেন ফরাসি প্রকৌশলী এবং বিজ্ঞানী এন এল এস কার্নট 1824 সালে রিফ্লেকশনস অন বইটিতে। চালিকা শক্তিঅগ্নি এবং এই শক্তি বিকাশ করতে সক্ষম মেশিন সম্পর্কে.

কার্নোটের গবেষণার উদ্দেশ্য ছিল সেই সময়ের তাপ ইঞ্জিনগুলির অসম্পূর্ণতার কারণ খুঁজে বের করা (তাদের কার্যক্ষমতা ≤ 5%) এবং সেগুলিকে উন্নত করার উপায় খুঁজে বের করা।

কার্নোট চক্রটি সবচেয়ে কার্যকর। এর কার্যকারিতা সর্বাধিক।

চিত্রটি চক্রের থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলি দেখায়। একটি তাপমাত্রায় আইসোথার্মাল সম্প্রসারণের প্রক্রিয়ায় (1-2) টি 1 , কাজটি হিটারের অভ্যন্তরীণ শক্তি পরিবর্তন করে, অর্থাৎ গ্যাসে তাপের পরিমাণ সরবরাহ করে করা হয় প্র:

ক 12 = প্র 1 ,

কম্প্রেশন (3-4) এর আগে গ্যাসের ঠাণ্ডা অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রসারণের সময় ঘটে (2-3)। অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন ΔU 23 একটি adiabatic প্রক্রিয়ায় ( প্রশ্ন=০) সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তরিত হয়:

ক 23 = -ΔU 23 ,

অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রসারণের ফলে গ্যাসের তাপমাত্রা (2-3) রেফ্রিজারেটরের তাপমাত্রায় হ্রাস পায় টি 2 < টি 1 . প্রক্রিয়ায় (3-4), গ্যাসটি আইসোথার্মালভাবে সংকুচিত হয়, রেফ্রিজারেটরে তাপের পরিমাণ স্থানান্তর করে প্রশ্ন ২:

A 34 = Q 2,

চক্রটি অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশন (4-1) প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সম্পন্ন হয়, যেখানে গ্যাসকে তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় টি 1.

কার্নোট চক্র অনুসারে আদর্শ গ্যাসে চালিত তাপ ইঞ্জিনগুলির দক্ষতার সর্বাধিক মান:

.

সূত্রের সারমর্ম প্রমাণিত হয় সঙ্গে. কার্নোটের উপপাদ্য যে কোনো তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা হিটার এবং রেফ্রিজারেটরের একই তাপমাত্রায় কার্নোট চক্রের কার্যকারিতা অতিক্রম করতে পারে না।

সমস্যা 15.1.1.চিত্র 1, 2 এবং 3 তিনটি চক্রীয় প্রক্রিয়ার গ্রাফ দেখায় যা একটি আদর্শ গ্যাসের সাথে ঘটে। এই প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে কোন গ্যাসটি একটি চক্র সম্পন্ন করেছে ইতিবাচক কাজ?

সমস্যা 15.1.3. আদর্শ গ্যাস, কিছু চক্রাকার প্রক্রিয়া সম্পন্ন করে, প্রাথমিক অবস্থায় ফিরে আসে। পুরো প্রক্রিয়া চলাকালীন গ্যাস দ্বারা প্রাপ্ত মোট তাপের পরিমাণ (হিটার থেকে প্রাপ্ত তাপের পরিমাণ এবং রেফ্রিজারেটরে দেওয়া পার্থক্য) এর সমান। চক্রের সময় গ্যাস দ্বারা কি কাজ করা হয়?

সমস্যা 15.1.5। চিত্রটি গ্যাসের সাথে ঘটে এমন চক্রীয় প্রক্রিয়ার একটি গ্রাফ দেখায়। প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি গ্রাফে দেখানো হয়েছে। এই চক্রাকার প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কি কাজ করা হয়?

সমস্যা 15.1.6. একটি আদর্শ গ্যাস একটি চক্রীয় প্রক্রিয়া সঞ্চালন করে, স্থানাঙ্কের গ্রাফ চিত্রে দেখানো হয়েছে। এটা জানা যায় যে প্রক্রিয়া 2-3 আইসোকোরিক; প্রক্রিয়া 1-2 এবং 3-1, যথাক্রমে গ্যাস কাজ করেছিল এবং। চক্রের সময় গ্যাস দ্বারা কি কাজ করা হয়?

সমস্যা 15.1.7.একটি তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা দেখায়

সমস্যা 15.1.8.চক্র চলাকালীন, তাপ ইঞ্জিন হিটার থেকে একটি পরিমাণ তাপ গ্রহণ করে এবং রেফ্রিজারেটরে তাপের পরিমাণ দেয়। ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতা নির্ণয়ের সূত্র কী?

সমস্যা 15.1.10।কার্নোট চক্র অনুযায়ী পরিচালিত একটি আদর্শ তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা 50%। হিটারের তাপমাত্রা দ্বিগুণ হয়, রেফ্রিজারেটরের তাপমাত্রা পরিবর্তন হয় না। ফলস্বরূপ আদর্শ তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা কী হবে?