هل المضخة الحرارية محرك حراري؟ تعرف على الحقائق


تستخدم المضخات الحرارية في تطبيقات التبريد وتستخدم المحركات الحرارية لإنتاج العمل. دعونا نرى ما إذا كانت المضخة الحرارية هي محرك حراري أم لا.

لا يمكن الإشارة إلى المضخة الحرارية على أنها محرك حراري لأن كلاهما مختلف. أحدهما يستخرج الحرارة من الخزان ذي درجة الحرارة المنخفضة والأخرى تستخلص الحرارة من الخزان ذي درجة الحرارة المرتفعة. كلاهما يستخدم لتطبيقات مختلفة.

يعتبر المحرك الحراري جهازًا منتجًا للعمل بينما تستخدم المضخة الحرارية العمل لأداء عملية نقل الحرارة. دعونا نناقش عملهم ومعادلاتهم والاختلافات بالتفصيل في هذه المقالة.

المضخة الحرارية مقابل المحرك الحراري

يختلف المحرك الحراري تمامًا عن المضخة الحرارية. دعونا نناقش الاختلافات بين المحرك الحراري ومضخة الحرارة.

معاملمضخة الحرارةمحرك حراري
اتجاه تدفق الحرارةتتدفق الحرارة من الخزان ذي درجة الحرارة المنخفضة إلى الخزان ذي درجة الحرارة العالية. يمكن أن يكون هذا مرتبطًا بمضخة مياه ينتقل فيها الماء من رأس منخفض إلى رأس مرتفع. تتدفق الحرارة من الخزان ذي درجة الحرارة العالية إلى الخزان ذي درجة الحرارة المنخفضة.
العمليعمل المحرك الحراري عن طريق تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. تضاف الحرارة في المحرك الحراري من خزان ساخن. يتم نقل الحرارة غير المستخدمة إلى خزان بارد يسمى بالوعة. يتم الحصول على هذا العمل الميكانيكي بشكل عام في شكل عمل عمود التوربين الذي يولد الكهرباء.تعمل المضخات الحرارية من خلال الجمع بين العمل الخارجي والحرارة المأخوذة من الخزان البارد ويتم نقلها إلى خزان بدرجة حرارة أعلى.
التطبيقاتتستخدم المضخات الحرارية في دورات التبريد.تستخدم المحركات الحرارية لتوليد الكهرباء
قياس الأداءيقاس مقياس الكفاءة عمومًا بمصطلح يسمى معامل الأداء ، وتُعطى المعادلة بواسطة Q2/ (س1-Q2).يتم قياس كفاءة القياس عن طريق قياس العمل الناتج لكل وحدة حرارة مضافة. يتم إعطاء الكفاءة بواسطة η = W / Q1 حيث ، η هي الكفاءة الحرارية للمحرك الحراري.
علامة على العمل المنجزيعتبر العمل المنجز سلبيًا حيث يتم استخدام العمل في هذه الحالة.العمل المنجز إيجابي حيث يتم إنتاج العمل في هذه الحالة.
معادلة انتقال الحرارةQ2+ W = س1. أين س2 هي الحرارة الممتصة من الخزان البارد ، W هي العمل الخارجي و Q1 هي إجمالي الحرارة المنقولة إلى الخزان الساخن. Q1 - W = س2. س1 هي الحرارة الممتصة من الخزان الساخن ، W هو الشغل الناتج عن المحرك الحراري ، Q2 هي الحرارة المرفوضة إلى الحوض أو الخزان البارد.
المكونات المستخدمةالضاغط هو المكون الرئيسي لمضخة الحرارةيشيع استخدام ترتيب أسطوانة المكبس في المحركات الحرارية.
تطبيق قانون الديناميكا الحراريةيتم تطبيق القانون الثاني للديناميكا الحرارية في المضخة الحراريةيتم تطبيق القانونين الأول والثاني للديناميكا الحرارية في المحرك الحراري.
مقارنة بين المحرك الحراري والمضخة الحرارية

هل يمكننا استخدام المضخة الحرارية لإنتاج العمل؟

مضخات الحرارة مماثلة لمضخات المياه. دعونا نناقش ما إذا كان يمكننا استخدام المضخة الحرارية لإنتاج العمل.

لا يمكن استخدام المضخات الحرارية لإنتاج العمل حيث يتم استخدام المضخات الحرارية لنقل الحرارة في اتجاه معاكس للتدفق الطبيعي ، وهذا يحتاج إلى عمل خارجي حيث لا يمكن للحرارة أن تذهب في الاتجاه المعاكس من تلقاء نفسها.

هي مضخة حرارية محرك حراري
الصورة: محرك حراري يعمل

اعتمادات الصورة: جونفر at ويكيبيديا الإنجليزيةمحرك حراريCC BY-SA 3.0

لماذا يحتاج المحرك الحراري لرفض الحرارة؟

المحرك الحراري هو جهاز يستخدم لإنتاج العمل. دعونا نناقش لماذا يحتاج المحرك الحراري لرفض الحرارة.

يحتاج المحرك الحراري إلى رفض الحرارة لأن القانون الثاني للديناميكا الحرارية ينص على أنه لا يمكن لأي محرك أن يعمل بخزان واحد فقط أو أنه لا يمكن أن يكون فعالاً بنسبة 100٪. يحتاج إلى مصدر ومغسلة. يتم امتصاص الحرارة من المصدر ورفضها إلى الحوض.

ما هي درجة حرارة المضخة الحرارية غير فعالة؟

مضخات الحرارة هي محركات حرارية عكسية. دعونا نناقش نطاق درجة الحرارة التي لا تكون فيها المضخات الحرارية فعالة.

لن تعمل المضخات الحرارية إذا كان فرق درجة الحرارة أو التدرج في درجة الحرارة بين الخزانين كبيرًا جدًا.

في الختام

ناقشنا في هذه المقالة حول المحرك الحراري والمضخة الحرارية. أزلنا الفكرة الخاطئة بأنهما متماثلان. هم معاكسين تماما لبعضهم البعض. أحدهما ينتج العمل والآخر يستخدم العمل ليعمل.

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

الرابط بكيفية نقل الحرارة بالحمل الحراري: حقائق مهمة

كيف يتم نقل الحرارة بالحمل الحراري: حقائق حاسمة

نعرف عن الأنواع الثلاثة لانتقال الحرارة. في هذا المنشور ، سنرى عملية كيفية نقل الحرارة بالحمل الحراري. عندما نقوم بتسخين سائل ، تسخن الطبقة السفلية وتتوسع وتتحرك ...