热机效率( 二 ) _生活百科

文章插图
Tc 代表卡诺热机低温端（环境）的绝对温度值、Th 代表热机高温端工质(气体)的绝对温度值；由此计算得知：假如高温端工质绝对温度Th在1000K（727℃）、低温端（环境）绝对温度Tc在300K（27℃）时，卡诺热机的最大热功转换效率是1-Tc/Th=70%ηC是指工质从发热器得到的热量和燃料燃烧时放出热量的比。如果用ηC表示，燃料燃烧效率可写成ηC=Q1/Q 。公式是指热机工作部分中转变为机械功的热量和工质从发热器得到的热量的比。如果用ηt表示，则有ηt=W/ Q1=( Q1-Q2) / Q1=1- Q2/ Q1 。从式中很明显地看出Q1越大， Q2越小，热效率越高，这是热机效率中的主要部分，它表明了热机中热量的利用程度。热机的机械效率是指推动机轴做功所需的热量和热机工作过程中转变为机械功的热量的比，如果用ηm表示，则有ηm=Q3/(Q1-Q2)等。热机效率公式应为η=Q有/Q放×100%弹性流体试验构想有一种弹性流体，例如大气，封闭在装有活动隔板或活塞cd的圆柱形容器abcd中。1.将A与容器 abcd中的空气或与容器之壁接触，假设此壁是热质的良导体。由于这一接触，空气得到与A相同的温度。cd为活塞所处的位置。2.活塞逐渐上升，直至取得ef的位置。保持空气与A接触，因此在空气稀释的过程中温度保持恆定，物体A提供了保持恆温所需的热质。3.移开物体A ，空气不再与任何能够提供热质的物体接触，但活塞仍继续移动，从位置ef达到位置gh ，空气未获任何热质而稀释，它的温度下降了。假设下降到和物体B的温度相等，这时活塞停止运动，占有位置gh 。4.将空气与物体B接触，活塞压缩空气由位置gh回复到cd 。但由于仍与B接触，空气保持恆温，并将热质交给物体B 。5.移开物体B ，继续压缩空气。由于空气这时已被隔绝，温度上升。压缩一直继续到空气达到A的温度。活塞在此期间从位置cd到了位置ik 。6.空气再与 A接触，活塞从位置ik回到位置 ef ，温度保持不变。7.再重新进行（3）中的步骤，以后相继经4、5、6、3、4、5、6、3、4、5…… 。”热机定律定义转变为有用功的热量跟燃料燃烧时放出的热量的比叫做热机的效率，也叫热机的有效效率。通常用百分数来表示。说明①凡是能够利用燃料燃烧时放出的能来做机械功的机器就叫做热机。②热机在工作过程中，发热器(高温热源)里的燃料燃烧时放出的热量并没有全部被工作物质(工质)所吸收，而工质从发热器所得到的那部分热量也只有一部分转变为机械功，其余部分随工质排出，传给冷凝器(低温热源) 。工质所作的机械功中还有一部分因克服机件摩擦而损失。根据热机的工作特点，下面对热机中热量的利用和损耗情况作说明。以蒸汽轮机为例，蒸汽对汽轮膨胀做功的同时，汽轮对蒸汽产生一个反作用力使其压缩，不能完全做功，由于这对作用力大小相等，且压缩的膨胀能又等于蒸汽冷却释放的热量，即w胀=w缩=q放，也就是说这三者各占总能量的三分之一，这就是蒸汽轮机效率只有30%的原因，也是热电厂只有60%的原因，而压缩的30%的能量白白释放掉了。效率数值蒸汽机百分之4~百分之8蒸汽轮机百分之25~百分之30燃气轮机百分之50~百分之60汽油机百分之26~百分之45柴油机百分之34~百分之45喷气发动机百分之50~百分之60提高效率热机的效率是热机问世以来科学家、发明家和工程师们一直研究的重要问题。内燃机和喷气机跟最初的蒸汽机相比，效率虽然提高了很多，但从节约能源的要求来看，热机的效率还远远不能满意。最好的空气喷气发动机，在比较理想的情况下其效率也只有60% 。用的最广的内燃机，其效率最多只达到40% 。大部分能量被浪费掉了。1.保证活塞滑动灵活，并且密封性好2.保证喷头无损，喷雾均匀3.连桿转轴等处摩擦小4.使用合适的燃料5.对于不可避免的热能损失，可以用来加热水等其他用途