ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி: ரிஜெனரேட்டருடன் கூடிய வெப்பநிலை மாறா கட்டங்கள்

1 · கணிப்பு

ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி 2 வெப்பநிலை மாறா கட்டங்களையும் 2 கன அளவு மாறா கட்டங்களையும் பயன்படுத்துகிறது, வெப்பக் காப்பு கட்டங்களே இல்லை. ஒரு சரியான "ரிஜெனரேட்டர்" கன அளவு மாறா கட்டங்களுக்கு இடையே வெப்பத்தை மீண்டும் பயன்படுத்துகிறது என்றால், அதன் செயல்திறன் கொள்கை ரீதியாக கார்னோ மதிப்பை எட்ட முடியும். இலட்சிய ரிஜெனரேட்டர் இல்லாமல், நீங்கள் அளக்கும் எளிய சுழற்சி செயல்திறன் கார்னோ எல்லையை எட்டாமல் இருக்குமா?

• ஆம் — ரிஜெனரேட்டர் இல்லாமல், இந்த சுழற்சியின் மூல செயல்திறன் அதே இரண்டு தேக்க வெப்பநிலைகளுக்கு கார்னோ எல்லைக்கு கீழே இருக்கும்.
• மீளுருவாக்கம் இருந்தாலும் இல்லாவிட்டாலும், செயல்திறன் சரியாக கார்னோ எல்லைக்கு சமம்.
• செயல்திறன் கார்னோ எல்லையை மிஞ்சுகிறது.

2 · அமைப்பு

1. ஸ்டிர்லிங்-சுழற்சி முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். 1 mol ஆர்கான், வெப்பநிலை மாறா மற்றும் கன அளவு மாறா கட்டங்களை மட்டுமே பயன்படுத்தி 600 K மற்றும் 300 K இடையே சுழல்கிறது.
2. ஒவ்வொரு-கட்ட வேலை வாசிப்பையும் சுழற்சி-செயல்திறன் வாசிப்பையும் இயக்குங்கள்.
3. சுழற்சியின் ஒவ்வொரு கட்டத்திற்கும் (1 முதல் 4 வரை), அந்த கட்டத்தின் இலக்கு கன அளவையும் அந்த கட்டத்தின்போது வாயு செய்த வேலையையும் படியுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

எல்லா 4 கட்டங்களுக்கும் P-V வரைபடத்தை வரைந்து, 2 வெப்பநிலை மாறா (வளைந்த) மற்றும் 2 கன அளவு மாறா (செங்குத்து) பகுதிகளைக் குறியுங்கள்.

4 · பகுப்பாய்வு

1. கட்டங்கள் 2 மற்றும் 4 (கன அளவு மாறா) W = 0 காட்டுகின்றன என்பதை உறுதிப்படுத்துங்கள். நிகர சுழற்சி வேலைக்கு எல்லா 4 கட்டங்களின் வேலையையும் கூட்டி, சுழற்சியின் செயல்திறன் வாசிப்பை கார்னோ எல்லை η_c = 1 − 300/600 = 0.5 உடன் ஒப்பிடுங்கள்.
2. இந்த சுழற்சியின் மூல செயல்திறன் (கன அளவு மாறா கட்டங்களின் வெப்பத்தை மீட்கும் இலட்சிய ரிஜெனரேட்டர் இல்லாமல்) 0.5-க்கு கீழே இருக்கும். முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி, கன-அளவு-மாறா-குளிர்தல் கட்டத்தின்போது வெளியேற்றப்படும் வெப்பம், எளிய இயந்திரம் மீட்காத ஆற்றலைக் குறிக்கிறது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. உண்மையான ஸ்டிர்லிங் இயந்திரம் ஒரு ரிஜெனரேட்டரைப் பயன்படுத்துகிறது — கன அளவு மாறா குளிர்தலின்போது வெளியிடப்படும் வெப்பத்தை சேமித்து, கன அளவு மாறா சூடாக்கத்தின்போது திருப்பித் தரும் ஒரு வலை. சரியான ரிஜெனரேட்டர் வெப்பக் காப்பு கட்டங்கள் இல்லாமலேயே இந்த சுழற்சியை கார்னோ செயல்திறனை நெருங்க விடும் ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
2. ஸ்டிர்லிங் இயந்திரங்கள், உள் எரிப்பு தேவைப்படுவதற்கு பதிலாக எந்த வெளி வெப்ப மூலத்திலும் (சூரிய, கழிவு வெப்பம், விண்வெளியில் வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் கூட) இயங்குவதற்காக மதிக்கப்படுகின்றன. வெளி சூடாக்கம் கொண்ட மூடிய-சுழற்சி இயந்திரம் அந்த பயன்பாடுகளுக்கு ஏன் கவர்ச்சிகரமாக இருக்கலாம்?

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்