نسبة العمل الخلفي: ماذا ، كيف ، الصيغة ، عدة دورات


تتناول هذه المقالة نسبة العمل الخلفي. سيأخذك الاسم نفسه إلى معناه وسنناقش حوله في هذه المقالة.

يحتاج الضاغط للعمل من أجل تشغيله بينما ينتج التوربين عملاً بعد التشغيل. نتيجة لذلك ، يُقال أن عمل الضاغط سلبي ويعتبر عمل التوربينات إيجابيًا. سنناقش في هذه المقالة نسبة العمل الخلفي وأنواع الأجهزة المختلفة المستخدمة في محطات الطاقة الحرارية.

ما هي نسبة العمل الخلفي؟

نسبة المدى تعني أن العمل الخلفي نسبة هي نسبة كميتين. يشير مصطلح العمل الخلفي إلى أنه شيء متعلق بالعمل السلبي وهو عمل ضاغط.

ومن ثم ، يمكننا تحديد نسبة العمل الخلفي على أنها النسبة بين العمل الذي يقوم به الضاغط إلى العمل الذي يقوم به التوربين في محطة الطاقة الحرارية. يشتق عمل الضاغط من التوربين نفسه ، أي أن حوالي ثلاثين بالمائة من عمل التوربين يترجم إلى عمل ضاغط.

صيغة نسبة العمل الخلفي

في القسم أعلاه ناقشنا حول تعريف نسبة العمل الخلفي. دعونا نرى صيغة نفسه.

رياضيا ، يمكن إعطاء نسبة العمل الخلفي على النحو التالي -

BWR = عمل الضاغط / عمل التوربينات

دورة رانكين

دورة رانكين هي مثال على دورة ديناميكية حرارية مثالية تُستخدم فيها أجهزة حرارية مختلفة للاستخراج الطاقة الميكانيكية من سائل العمل.

في دورة رانكين ، يتم استخدام غلاية ومكثف وضاغط وتوربين ، ويتم استخدام البخار في سائل العمل. يعطي التوربين ناتج العمل الذي يستخدم لتوليد الكهرباء باستخدام مولد. ال كفاءة دورة رانكين من خلال الكفاءة = الإخراج / الإدخال = إجمالي العمل المنجز / عمل التوربينات

عمل دورة رانكين

في القسم أعلاه قدمنا ​​أنفسنا بمفهوم دورة رانكين. الآن دعونا نفكر في دورة رانكين التي ترد أدناه عملياتها الديناميكية الحرارية ، ثم يجب أن نفهم عمل دورة رانكين.

  • 1-2: التوسع Adiabatic : هذا يمثل توسع ثابت الحرارة في التوربينات. يدخل البخار من المرجل إلى التوربين ويدور عمود التوربين.
  • 2-3: طرد الحرارة الأثري- يستخرج المكثف الحرارة من بخار الضغط المنخفض ، وبهذه الطريقة يتحول البخار إلى سائل. يحدث تغيير طور البخار عند درجة حرارة ثابتة.
  • 3-4: عمل الضاغط- يتم تشغيل الضاغط بمساعدة الشغل الذي يقوم به التوربين. يقوم الضاغط بضغط السائل ويزيد من ضغط السائل. يتم دفع السائل المضغوط داخل المرجل.
  • 4 إضافة حرارة متساوية- تضاف الحرارة إلى الغلاية بحيث يتحول السائل إلى بخار. تتم عملية إضافة الحرارة بطريقة متساوية بحيث لا تتغير درجة الحرارة.
نسبة العمل الخلفي
الصورة: الشكل المادي لدورة رانكين

اعتمادات الصورة: Wikipedia (user: andrew.ainsworth) user [[: User: Andrew.Ainsworth: User: {{{3}}} | {{{3}}}]] ، تخطيط دورة رانكينCC BY-SA 3.0

نسبة العمل الخلفي لدورة رانكين

دعونا ننظر في دورة رانكين التي تمت مناقشتها أعلاه. يتم تمثيل عمل التوربين بـ h2-h1 ويمثل عمل الضاغط h4-h3. إجمالي العمل المنجز يمثله h1-h4.

ومن ثم يتم إعطاء نسبة العمل الخلفي من خلال ما يلي:

نسبة العمل الخلفي = عمل الضاغط / عمل التوربينات = (h4-h3) / (h2-h1)

أوتو سيكل

دورة أوتو هو مثال للدورة الديناميكية الحرارية المثالية التي تستخدم لوصف عمل محركات الاشتعال بالشرارة. محركات الإشعال بالشرارة هي تلك المحركات التي تشعل الشحنة المضغوطة بمساعدة شمعة الإشعال الكهربائية.

سائل العمل المستخدم هنا هو البنزين ، وتستخدم محركات الإشعال بالشرارة في المركبات خفيفة الوزن مثل العجلتين. تحتوي هذه الدورة على عمليتي تمدد وضغط متساويين وعمليتي حجم ثابت (إضافة الحرارة وطرد الحرارة).

عمل أوتو سيكل

لقد ناقشنا في القسم أعلاه ماهية دورة أوتو. الآن دعونا نفكر في دورة أوتو التي تجري فيها العمليات الديناميكية الحرارية التالية ونرى عمل دورة أوتو-

  • 1 الضغط المتساوي: يتم ضغط الشحنة بشكل متساوي. يحدث هذا عندما يتحرك المكبس من المركز الميت السفلي إلى أعلى المركز الميت.
  • 2 إضافة حرارة ثابتة الحجم: تضاف الحرارة إلى النظام بحجم ثابت. يكون المكبس في أعلى مركز ميت عند إضافة الحرارة.
  • 3 التوسع المتساوي: بسبب إضافة الحرارة ، يتحرك المكبس من المركز الميت العلوي إلى المركز الميت السفلي. بهذه الطريقة يحدث التوسع في الانتروبيا الثابتة.
  • 4 رفض الحرارة بالحجم الثابت: يتم رفض الحرارة أثناء هذه العملية. يتم الإجراء بأكمله بحجم ثابت. المكبس في أسفل المركز الميت.

نسبة العمل الخلفي لدورة أوتو

دعونا ننظر في نفس دورة أوتو كما تمت مناقشتها في القسم أعلاه. يتم إعطاء النسبة الخلفية لدورة أوتو على النحو التالي:

نسبة العمل الخلفي = عمل الضغط / عمل التوربينات = (T2-T1) / (T3-T4)

حيث T1 هي درجة الحرارة عند 1st نقطة

T2 هي درجة الحرارة عند 2nd نقطة

T3 هي درجة الحرارة عند 3rd نقطة

T4 هي درجة الحرارة عند 4th نقطة

أهمية نسبة العمل الخلفي

لقد فهمنا بوضوح معنى نسبة العمل الخلفي. يشير العمل الخلفي إلى مقدار العمل الذي يحتاجه الضاغط للتشغيل. لها قيمة سالبة لأن الضاغط يعمل على حساب العمل ولا ينتج عنه أي عمل.

يتم توفير هذا العمل في معظم الحالات بواسطة التوربين نفسه. تشير نسبة العمل الخلفي إلى مقدار العمل الذي يحتاجه الضاغط من حيث الشغل الذي يقوم به التوربين. يخبرنا مقدار الشغل الذي يجب على التوربين توفيره للضاغط ليعمل.

كيف تحسب نسبة العمل الخلفي؟

يتم تعريف نسبة العمل الخلفي على أنها نسبة عمل الضاغط إلى عمل التوربينات. لحساب نسبة العمل الخلفي ، نجد ببساطة النسبة بين هذين المصطلحين. لدينا هذا بالفعل في الأقسام أعلاه من هذه المقالة.

أولاً نجد عمل الضاغط باستخدام قيم المحتوى الحراري عند النقطتين 3 و 4. ثم نجد عمل التوربين باستخدام قيم المحتوى الحراري عند النقطتين 1 و 2. يتم طرح المحتوى الحراري (h2-h1 و h4-h3) لإيجاد الشغل المنجز بواسطة الضاغط والتوربينات. لاحقًا نقسم قيم عمل الضاغط وعمل التوربين لإيجاد نسبة الشغل الخلفي.

يتم إعطاء الصيغة بواسطة-

نسبة العمل الخلفي أو BWR = العمل المنجز بواسطة الضاغط / الشغل المنجز بواسطة التوربينات

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات