Hur beräkna den termiska verkningsgraden hos en Carnot cyklar

Den termiska verkningsgraden för en Carnot- cykeln ger en maximal uppskattning av verkningsgraden hos en motor -och kraftverksdesign . " Thermal - Fluid Sciences " av Stephen R. Slår stater som för en Carnot- cykel , " dess användbarhet ( är ) i upprättandet teoretiska prestandagränser för riktiga enheter ... till exempel slutna ångkraftverk " . Friktion och andra faktorer som uppstått i verkligheten kan minska den termiska verkningsgraden beräknas från en Carnot cycle.Things du behöver
Netto värme i eller högsta temperaturen i cykeln
nettovärmeeller lägsta temperaturen i cykeln
Om värma ut är inte känt , mängden arbete i och ut ur cykeln kan användas i stället .
Visa fler Instruktioner
Metod 1
1

Bestäm värmen i och värma ut om inte redan är kända . Till exempel, om värmen i är kalorier , kan vi använda värme på 150 kalorier och värme av 50 kalorier .
2

Subtrahera värmen i av värmen ut . Detta är värmeflödet . Värmeflödet i vårt exempel är 150 kalorier minus 50 kalorier , ett värmeflödepå 100 kalorier . Addera 3

Dela värmeflödet som finns i steg 2 av värmen i. Resultatet är den termiska verkningsgraden av Carnot- cykeln. I vårt exempel blir det 100 kalorier dividerat med 150 kalorier för en termisk verkningsgrad på 0,666 eller 66,7 % .
Metod 2
4

Bestäm arbete , vilket är det arbete som utförs av pumpen i Carnot- cykeln .
5

Bestäm arbete ut , vilket är det arbete som utförs av turbinen . Detta kommer ofta mäts i kilowattimmar , joule , kalorier , BTU eller foot-pounds .
6

Subtrahera det arbete som utförs av pumpen från det arbete som utförs av turbinen . Detta är det nätverk av Carnot- cykeln .
7

Dela nätet arbete ut av värmen i. Resultatet är den termiska effektiviteten i Carnot cykeln .

Metod 3
8

Bestäm den högsta temperaturen och lägsta temperatur av Carnot- cykeln . Till exempel, i en ångturbin , är den högsta temperaturen 2000 Kelvin och den lägsta temperaturen är 300 Kelvin.
9

Subtrahera den lägsta temperatur från den högsta temperaturen. Detta är värmeflödet . I exemplet kommer denna värmeflödet vara 2000 - . 300 = 1700 Kelvin
10

Dividera värmeflödet från steg 2 av denna metod genom att den högsta temperaturen av Carnot- cykeln. Resultatet är den termiska verkningsgraden av Carnot- cykeln. Till exempel kommer det att vara 1700 Kelvin dividerat med 2000 Kelvin för en termisk verkningsgrad på 0,85 eller 85 % .

Metod 4
11

Bestäm värmen släcka och värmen tas i Carnot- cykeln. Värme kan mätas i kalorier, joule eller British Thermal Units . Till exempel värme i 1500 BTU och värme av 500 BTU .
12

Dela värmen av värmen i. Detta bör resultera i ett förhållande mindre än 1 . Exempelvis 500 BTU ut dividerat med 1500 BTU i för en följd av 0,333 .
13

Subtrahera förhållandet hittades i steg 2 med siffran 1 . procentsatsen återstår är den termiska verkningsgraden av Carnot- cykeln. I det här exemplet , 1 - . 0.333 = 0.666 eller en termisk verkningsgrad på 66,6 %
Metod 5
14

Bestäm de högsta och lägsta temperaturer som finns i Carnot- cykeln . Använd till exempel den högsta temperaturen på 1000 Celsius och lägsta temperatur på 200 Celsius .
15

Dela den lägsta temperaturen med den högsta temperaturen . Till exempel , 200 grader delat med 1000 grader för en följd av 0,200 .
16

Subtrahera förhållandet hittades i steg 2 från talet 1. Procentsatsen återstår är den termiska verkningsgraden av Carnot- cykeln. I detta exempel blir ekvationen 1 - . 0,20 = 0,80 eller 80 % termisk verkningsgrad Addera