Αναλογία εργασίας πίσω: Τι, πώς, τύπος, αρκετοί κύκλοι -

Αυτό το άρθρο περιγράφει την αναλογία εργασίας πίσω. Το ίδιο το όνομα θα σας οδηγήσει στη σημασία του και θα το συζητήσουμε σε αυτό το άρθρο.

Ο συμπιεστής χρειάζεται να εργαστεί για τη λειτουργία του, ενώ ο στρόβιλος παράγει έργο μετά τη λειτουργία. Εξαιτίας αυτού, το έργο του συμπιεστή λέγεται ότι είναι αρνητικό και το έργο του στροβίλου θεωρείται θετικό. Σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε για την αναλογία εργασίας πίσω και τους διαφορετικούς τύπους συσκευών που χρησιμοποιούνται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.

Τι είναι η αναλογία εργασίας πίσω;

Ο όρος αναλογία υποδηλώνει ότι η πίσω εργασία αναλογία είναι μια αναλογία δύο ποσοτήτων. Ο όρος back work αντιπροσωπεύει ότι είναι κάτι που σχετίζεται με αρνητική εργασία που είναι εργασία συμπιεστή.

Ως εκ τούτου, μπορούμε να ορίσουμε την αναλογία πίσω εργασίας ως την αναλογία μεταξύ της εργασίας που εκτελείται από τον συμπιεστή προς την εργασία που εκτελείται από τον στρόβιλο στον θερμοηλεκτρικό σταθμό. Το έργο του συμπιεστή προέρχεται από τον ίδιο τον στρόβιλο, δηλαδή περίπου το τριάντα τοις εκατό του έργου του στροβίλου μεταφράζεται σε έργο συμπιεστή.

Τύπος αναλογίας εργασίας πίσω

Στην παραπάνω ενότητα συζητήσαμε για τον ορισμό της αναλογίας πίσω εργασίας. Ας δούμε τον τύπο του ίδιου.

Μαθηματικά, ο λόγος πίσω εργασίας μπορεί να δοθεί ως -

BWR= Εργασία συμπιεστή / Εργασία στροβίλου

Κύκλος Rankine

Ο κύκλος Rankine είναι ένα παράδειγμα ενός εξιδανικευμένου θερμοδυναμικού κύκλου στον οποίο χρησιμοποιούνται διάφορες θερμικές συσκευές για την εξαγωγή μηχανική ενέργεια από το ρευστό εργασίας.

Στον κύκλο Rankine χρησιμοποιείται λέβητας, συμπυκνωτής, συμπιεστής και στρόβιλος και το ρευστό εργασίας που χρησιμοποιείται είναι ατμός. Ο στρόβιλος εκπέμπει την παραγωγή εργασίας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια. ο αποτελεσματικότητα του κύκλου Rankine δίνεται από, efficiency= Output/Input= Συνολική εργασία που έγινε/Εργασία στροβίλου

Εργασία του κύκλου Rankine

Στην παραπάνω ενότητα συστηθήκαμε με την έννοια του κύκλου Rankine. Ας εξετάσουμε τώρα έναν κύκλο Rankine του οποίου οι θερμοδυναμικές διεργασίες δίνονται παρακάτω, τότε θα κατανοήσουμε τη λειτουργία του κύκλου Rankine.

1-2: Αδιαβατική επέκταση :Αυτό αντιπροσωπεύει την αδιαβατική διαστολή στον στρόβιλο. Ο ατμός από το λέβητα εισέρχεται στον στρόβιλο και περιστρέφει τον άξονα του στροβίλου.
2-3: Ισοθερμική απόρριψη θερμότητας– Ο συμπυκνωτής εξάγει τη θερμότητα από τον ατμό χαμηλής πίεσης, με αυτόν τον τρόπο ο ατμός μετατρέπεται σε υγρό. Η αλλαγή φάσης του ατμού συμβαίνει σε σταθερή θερμοκρασία.
3-4: Εργασία συμπιεστή– Ο συμπιεστής κινείται με τη βοήθεια της εργασίας που γίνεται από τον στρόβιλο. Ο συμπιεστής συμπιέζει το υγρό και αυξάνει την πίεση του υγρού. Το συμπιεσμένο υγρό ωθείται στον λέβητα.

4-1 Προσθήκη ισοθερμικής θερμότητας– Η θερμότητα προστίθεται στο λέβητα με τέτοιο τρόπο ώστε το υγρό να μετατρέπεται σε ατμό. Η διαδικασία προσθήκης θερμότητας γίνεται ισοθερμικά, δηλαδή η θερμοκρασία δεν αλλάζει.

αναλογία εργασίας πίσω — **Εικόνα: Φυσική διάταξη εκτός του κύκλου Rankine**

Πιστώσεις εικόνας: Wikipedia (user:andrew.ainsworth) χρήστης [[:User:Andrew.Ainsworth:User:{{{3}}}|{{{3}}}]], Διάταξη κύκλου Rankine, CC BY-SA 3.0

Πίσω αναλογία εργασίας του κύκλου Rankine

Ας εξετάσουμε τον κύκλο Rankine που συζητήθηκε παραπάνω. Το έργο του στροβίλου αντιπροσωπεύεται από h2-h1 και το έργο του συμπιεστή αντιπροσωπεύεται από το h4-h3. Η συνολική εργασία που έγινε αντιπροσωπεύεται από h1-h4.

Ως εκ τούτου, η αναλογία πίσω εργασίας δίνεται από το ακόλουθο:

Αναλογία εργασίας πίσω = Εργασία συμπιεστή/Εργασία στροβίλου = (h4-h3)/(h2-h1)

Κύκλος Otto

Κύκλος Otto είναι ένα παράδειγμα εξιδανικευμένου θερμοδυναμικού κύκλου που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη λειτουργία των κινητήρων ανάφλεξης με σπινθήρα. Οι κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα είναι εκείνοι οι κινητήρες που αναφλέγουν το συμπιεσμένο φορτισμένο με τη βοήθεια ηλεκτρικού μπουζί.

Το υγρό εργασίας που χρησιμοποιείται εδώ είναι βενζίνη, οι κινητήρες ανάφλεξης με σπινθήρα χρησιμοποιούνται σε ελαφρά οχήματα όπως τα δίτροχα. Αυτός ο κύκλος περιλαμβάνει δύο διεργασίες ισεντροπικής διαστολής και συμπίεσης και δύο διεργασίες σταθερού όγκου (προσθήκη θερμότητας και απόρριψη θερμότητας).

Εργασία του Otto Cycle

Στην παραπάνω ενότητα έχουμε συζητήσει τι είναι ο κύκλος Otto. Ας εξετάσουμε τώρα έναν κύκλο Otto στον οποίο λαμβάνουν χώρα οι ακόλουθες θερμοδυναμικές διεργασίες και ας δούμε τη λειτουργία του κύκλου Otto-

1-2 Ισεντροπική συμπίεση: Το φορτίο συμπιέζεται ισεντροπικά. Αυτό συμβαίνει όταν το έμβολο μετακινείται από το κάτω νεκρό σημείο στο πάνω νεκρό σημείο.
2-3 Προσθήκη θερμότητας σταθερού όγκου: Η θερμότητα προστίθεται στο σύστημα σε σταθερό όγκο. Το έμβολο βρίσκεται στο πάνω νεκρό σημείο όταν λαμβάνει χώρα προσθήκη θερμότητας.
3-4 Ισεντροπική επέκταση: Λόγω της προσθήκης θερμότητας, το έμβολο μετακινείται από το πάνω νεκρό σημείο στο κάτω νεκρό σημείο. Με αυτόν τον τρόπο η διαστολή λαμβάνει χώρα σε σταθερή εντροπία.
4-1 Απόρριψη θερμότητας σταθερού όγκου: Η θερμότητα απορρίπτεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας. Η όλη διαδικασία πραγματοποιείται σε σταθερή ένταση. Το έμβολο βρίσκεται στο κάτω νεκρό σημείο.

Πίσω αναλογία εργασίας του κύκλου Otto

Ας εξετάσουμε τον ίδιο κύκλο Otto όπως συζητήθηκε στην παραπάνω ενότητα. Η αναλογία πίσω του κύκλου Otto δίνεται ως εξής-

Αναλογία οπίσθιας εργασίας= Εργασία συμπίεσης/Εργασία στροβίλου= (T2-T1)/(T3-T4)

Όπου T1 είναι η θερμοκρασία στο 1^st σημείο

T2 είναι η θερμοκρασία στο 2^nd σημείο

T3 είναι η θερμοκρασία στο 3^rd σημείο

T4 είναι η θερμοκρασία στο 4^th σημείο

Σημασία αναλογίας εργασίας πίσω

Έχουμε κατανοήσει ξεκάθαρα την έννοια της αναλογίας εργασίας πίσω. Το πίσω έργο υποδεικνύει την ποσότητα εργασίας που χρειάζεται ο συμπιεστής για να λειτουργήσει. Έχει αρνητική τιμή γιατί ο συμπιεστής λειτουργεί σε βάρος της εργασίας και δεν παράγει κανένα έργο.

Αυτή η εργασία στις περισσότερες περιπτώσεις παρέχεται από τον ίδιο τον στρόβιλο. Η αναλογία οπίσθιας εργασίας υποδεικνύει την ποσότητα εργασίας που χρειάζεται ο συμπιεστής όσον αφορά την εργασία που εκτελείται από τον στρόβιλο. Μας λέει πόση δουλειά έχει ο στρόβιλος για να παρέχει στον συμπιεστή για να λειτουργήσει.

Πώς να υπολογίσετε την αναλογία αντίστροφης εργασίας;

Ο λόγος εργασίας πίσω ορίζεται ως ο λόγος του έργου του συμπιεστή προς το έργο του στροβίλου. Για να υπολογίσουμε την αναλογία πίσω εργασίας βρίσκουμε απλώς την αναλογία μεταξύ αυτών των δύο όρων. Το έχουμε ήδη αυτό στις παραπάνω ενότητες αυτού του άρθρου.

Πρώτα βρίσκουμε το έργο του συμπιεστή χρησιμοποιώντας τις τιμές ενθαλπίας στα σημεία 3 και 4. Στη συνέχεια βρίσκουμε το έργο του στροβίλου χρησιμοποιώντας τις τιμές ενθαλπίας στα σημεία 1 και 2. Οι ενθαλπίες αφαιρούνται (h2-h1 και h4-h3) για να βρούμε το έργο που έγινε με συμπιεστή και στρόβιλο. Αργότερα διαιρούμε τις τιμές της εργασίας του συμπιεστή και του στροβίλου για να βρούμε την αναλογία πίσω εργασίας.

Ο τύπος δίνεται από-

Αναλογία οπίσθιας εργασίας ή BWR= Εργασία που γίνεται από συμπιεστή/ Εργασία που γίνεται από τουρμπίνα