Karno sikli - barcha ichki yonuv dvigatellarini loyihalash va ishlatishning nazariy asoslari

Karno sikli - barcha ichki yonuv dvigatellarini loyihalash va ishlatishning nazariy asoslari
Karno sikli - barcha ichki yonuv dvigatellarini loyihalash va ishlatishning nazariy asoslari
Anonim

Barcha tsiklik termodinamik jarayonlar orasida Karno sikli alohida nazariy ahamiyatga ega va amaliy qoʻllanishga ega. Ko'pincha uni beqiyos, buyuk, ideal va hokazo deb atashadi. Ko'pchilik uchun bu sirli va tushunarsiz narsa bo'lib tuyuladi. Biroq, agar barcha urg'ular to'g'ri joylashtirilgan bo'lsa, frantsuz olimi va muhandisi Sadi Karno tomonidan kashf etilgan ushbu ixtironing barcha soddaligi, dahosi va go'zalligi bir zumda ochiladi. Va u taklif qilgan jarayonda g'ayritabiiy narsa yo'qligi, faqat tabiatning ba'zi qonunlaridan eng samarali foydalanish ekanligi ayon bo'ladi.

Karno sikli
Karno sikli

Xo'sh, mashhur va sirli Karno sikli nima? Bu termodinamik tizimni doimiy va barqaror harorat qiymatlariga ega bo'lgan bir juft termostatik tanklar bilan termal aloqaga olib kirishga asoslangan kvazistatik jarayon sifatida aniqlanishi mumkin. Qayerdabirinchi (isitgich) ning harorati ikkinchidan (muzlatgich) oshib ketadi deb taxmin qilinadi. Karno tsikli shundan iboratki, dastlab ma'lum bir termal qiymatga ega bo'lgan termodinamik tizim isitgich bilan aloqa qiladi. Keyin, bosimning cheksiz sekin pasayishi bilan, unda isitgichdan issiqlikni olish va tashqi bosimga qarshilik bilan birga kvazstatik kengayish yuzaga keladi.

Karno siklining samaradorligi
Karno siklining samaradorligi

Shundan keyin tizim izolyatsiya qilinadi, bu esa uning harorati muzlatgichdagi haroratga yetguncha yana kvazstatik adiabatik kengayishni keltirib chiqaradi. Ushbu turdagi kengayish bilan tashqi bosimga qarshilikning ma'lum bir ishi termodinamik tizim tomonidan ham amalga oshiriladi. Bu holatda tizim sovutgich bilan aloqa qiladi va bosimni doimiy ravishda oshirib, u ma'lum bir nuqtaga siqiladi, buning natijasida u keyin isitgichdan olingan issiqlik energiyasini ikkinchi rezervuarga to'liq o'tkazadi. Karno tsiklining o'ziga xos xususiyati shundaki, u hech qanday issiqlik yo'qotilishi bilan birga kelmaydi. Nazariy jihatdan, bunday sxemani abadiy harakat mashinasi deb atash mumkin. Buning sababi shundaki, Carnot tsiklining issiqlik samaradorligi, faqat tanklar juftligining haroratiga bog'liq holda, har doim mumkin bo'lgan eng yuqori bo'ladi. Biroq, hali hech kim issiqlik samaradorligi Sadi Karnoning tsiklik jarayoni ruxsat etilganidan o'ttiz foizdan oshadigan mashinani yaratishga muvaffaq bo'lmadi.

Teskari Karno sikli
Teskari Karno sikli

Va bu jarayon ideal deb ataladi, chunki uboshqa davrlarga qaraganda ancha yaxshi issiqlikni foydali ishga aylantirishga qodir. Boshqa tomondan, izotermik jarayonlarni tashkil etish va o'tkazishdagi qiyinchiliklar tufayli uni haqiqiy dvigatellarda qo'llash juda qiyin. Maksimal issiqlik uzatish samaradorligi uchun bunday mashina tashqi muhitdan butunlay ajratilishi kerak, bu aslida deyarli imkonsizdir.

Karnoning teskari aylanishi issiqlik nasosining ishlash printsipi asosida yotadi, muzlatgichdan farqli o'laroq, isitish tizimi kabi ba'zi issiq ob'ektlarga imkon qadar ko'proq energiya berishi kerak. Issiqlikning bir qismi pastroq haroratga ega bo'lgan muhitdan olinadi, qolgan energiya kompressor kabi mexanik ishlarni bajarish paytida chiqariladi.

Tavsiya: