เครื่องยนต์ความร้อนคืออะไร?

เครื่องยนต์ความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงพลังงานความร้อนหรือความร้อนเป็นงานเชิงกล สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อความร้อนเกิดจากแหล่งความร้อนผ่านเครื่องยนต์และเข้าสู่อ่างเย็น ตู้เย็นเป็นส่วนอุณหภูมิต่ำกว่าของวงจรเทอร์โมไดนามิกเช่นหน่วยกลั่นที่พบในแรนคินหรือไอน้ำรอบ เครื่องยนต์ความร้อนมีหลายประเภทซึ่งแต่ละชนิดมีวงจรเฉพาะของตัวเอง ตัวอย่างของเครื่องยนต์ความร้อน ได้แก่ ไอน้ำและเครื่องยนต์สันดาปภายในพร้อมกับเครื่องยนต์สเตอร์ลิงและกังหันก๊าซ

โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์ความร้อนจะสับสนกับวงจรเทอร์โมไดนามิกที่เกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์ นี่เป็นสาเหตุหลักเนื่องจากเครื่องยนต์ความร้อนมักถูกจำแนกตามวัฏจักรเทอร์โมไดนามิกของพวกเขา อุปกรณ์ที่แปลงพลังงานความร้อนเพื่อการทำงานเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "เครื่องยนต์" ในขณะที่แบบจำลองทางอุณหพลศาสตร์ถูกนำไปใช้กับเครื่องยนต์คือ "วงจร" ด้วยเหตุนี้เครื่องยนต์ไอน้ำจึงไม่เรียกว่าเครื่องยนต์ Rankine

เครื่องยนต์ความร้อนที่มีประสิทธิภาพจะพยายามเลียนแบบวัฏจักรของมันให้ได้มากที่สุด ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแหล่งร้อนและอ่างเย็นภายในวงจรยิ่งเครื่องยนต์มีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่นเครื่องยนต์ไอน้ำที่มีประสิทธิภาพต้องใช้ทั้งแหล่งความร้อนที่อุณหภูมิสูงและอ่างเย็นที่อุณหภูมิต่ำ ในวัฏจักร Rankine หม้อไอน้ำใช้เครื่องเผาอุณหภูมิสูงเพื่อแปลงน้ำให้กลายเป็นไอน้ำ ไอน้ำนี้ผ่านเครื่องยนต์และควบแน่นกลับสู่น้ำผ่านคอนเดนเซอร์อุณหภูมิต่ำ

ยิ่งคอนเดนเซอร์เย็นมากเท่าไรก็จะยิ่งมีไอน้ำจับตัวเป็นก้อนมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากคอนเดนเซอร์ถูกสร้างขึ้นเพื่อย้อนกลับกระบวนการอิ่มตัวโดยหม้อไอน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ การทำเช่นนี้จะช่วยให้บรรลุอัตราการควบแน่นที่สูงขึ้น อัตราที่สูงขึ้นคือน้ำจะถูกส่งกลับมากขึ้น สิ่งนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของวัฏจักรไอน้ำ

ในขณะที่ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนสามารถปรับให้เหมาะสมอย่างมากผ่านความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแหล่งร้อนและอ่างเย็น นี่เป็นเพราะอุณหภูมิของตู้เย็นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบซึ่งในบางสถานการณ์ไม่สามารถทำให้เย็นลงในสภาวะที่เหมาะสม ด้วยเหตุนี้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนจึงถูก จำกัด อยู่ที่ขีด จำกัด อุณหภูมิของตู้เย็น วิธีแก้ปัญหาทั่วไปนี้คือการเพิ่มอุณหภูมิของแหล่งร้อน แต่สิ่งนี้ จำกัด อยู่ที่การขาดความแข็งแรงของวัสดุภายใต้อุณหภูมิสูง

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์และรอบที่เฉพาะเจาะจง ประสิทธิภาพเชิงความร้อนอยู่ที่ใดก็ได้ตั้งแต่ 3% ถึงประมาณ 70% โดยเครื่องยนต์ของรถยนต์จะมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนประมาณ 25% เครื่องยนต์ความร้อนที่มีประสิทธิภาพจะพบได้ในโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ซึ่งใช้ทั้งกังหันก๊าซและไอน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

ภาษาอื่น ๆ

บทความนี้ช่วยคุณได้ไหม ขอบคุณสำหรับความคิดเห็น ขอบคุณสำหรับความคิดเห็น

เราจะช่วยได้อย่างไร เราจะช่วยได้อย่างไร