大物實驗空氣熱機效率是多少

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大物實驗空氣熱機效率是多少的答案是:小於0.5%

大物實驗空氣熱機效率是多少

空氣熱機的結構及工作原理可用圖1說明。熱機主機由高溫區,低溫區,工作活塞及汽缸,位移活塞及汽缸,飛輪,連桿,熱源等部分組成。

熱機中部爲飛輪與連桿機構,工作活塞與位移活塞通過連桿與飛輪連接。飛輪的下方爲工作活塞與工作汽缸,飛輪的右方爲位移活塞與位移汽缸,工作汽缸與位移汽缸之間用通氣管連接。

位移汽缸的右邊是高溫區,可用電熱方式或酒精燈加熱,位移汽缸左邊有散熱片,構成低溫區。

工作活塞使汽缸內氣體封閉,並在氣體的推動下對外做功。

位移活塞是非封閉的佔位活塞,其作用是在循環過程中使氣體在高溫區與低溫區間不斷交換,氣體可通過位移活塞與位移汽缸間的間隙流動。工作活塞與位移活塞的運動是不同步的,當某一活塞處於位置極值時,它本身的速度最小,而另一個活塞的速度最大。

當工作活塞處於最底端時,位移活塞迅速左移,使汽缸內氣體向高溫區流動,;

進入高溫區的氣體溫度升高,使汽缸內壓強增大並推動工作活塞向上運動, 在此過程中熱能轉換爲飛輪轉動的機械能;工作活塞在最頂端時,位移活塞迅速右移,使汽缸內氣體向低溫區流動;

進入低溫區的氣體溫度降低,使汽缸內壓強減小,同時工作活塞在飛輪慣性力的作用下向下運動,完成循環,如圖1 d 所示。在一次循環過程中氣體對外所作淨功等於P-V圖所圍的面積。

根據卡諾對熱機效率的研究而得出的卡諾定理, 對於循環過程可逆的理想熱機。

η = A/Q1 =(Q1-Q2)/Q1=(T1-T2)/T1 = ΔT/ T1。

式中A爲每一循環中熱機做的功,Q1爲熱機每一循環從熱源吸收的熱量,Q2爲熱機每一循環向冷源放出的熱量,T1爲熱源的絕對溫度,T2爲冷源的絕對溫度。

實際的熱機都不可能是理想熱機,由熱力學第2定律可以證明,循環過程不可逆的實際熱機,其效率不可能高於理想熱機。

η ≦ ΔT/ T1。

卡諾定理指出了提高熱機效率的途徑,就過程而言,應當使實際的不可逆機儘量接近可逆機。就溫度而言,應儘量的提高冷熱源的溫度差。

熱機每一循環從熱源吸收的熱量Q1正比於ΔT/n,n爲熱機轉速,η正比於nA/ΔT。n,A,T1及ΔT均可測量,測量不同冷熱端溫度時的nA/ΔT,觀察它與ΔT/ T1的關係,可驗證卡諾定理。

當熱機帶負載時,熱機向負載輸出的功率可由力矩計測量計算而得,且熱機實際輸出功率的大小隨負載的變化而變化。在這種情況下,可測量計算出不同負載大小時的熱機實際效率。

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