열 엔진이란 무엇입니까?

열 엔진은 열 에너지 또는 열을 기계 작업으로 변환하는 데 사용되는 장치입니다. 이것은 열원에서 비롯된 열이 엔진 자체를 통과하여 콜드 싱크로 들어갈 때 이루어집니다. 콜드 싱크는 랭킨 또는 증기 사이클에서 발견되는 응축 장치와 같은 열역학적 사이클의 저온 부분입니다. 열 엔진에는 여러 가지 유형의 열 엔진이 있으며 각각 고유 한 사이클이 있습니다. 열 엔진의 일부 예에는 스털링 엔진 및 가스 터빈과 함께 증기 및 내연 기관이 포함됩니다.

일반적으로 열 엔진은 엔진 자체 내에서 열역학적 사이클과 혼동됩니다. 이는 주로 열 엔진이 종종 특정 열역학적 사이클로 분류되기 때문입니다. 열 에너지를 작동으로 변환하는 장치 자체는 "엔진"이라고하며 엔진에 적용되는 열역학적 모델은 "사이클"입니다. 이로 인해 증기 엔진은 랭킨 엔진으로 지칭되지 않습니다.

효율적인 열 엔진은 가능한 한 각각의 사이클을 모방 할 것입니다. 사이클 내에서 핫 소스와 콜드 싱크의 온도 차이가 높을수록 엔진이 더 효율적입니다. 예를 들어, 효율적인 증기 엔진은 고온 열원과 저온 콜드 싱크가 모두 필요합니다. Rankine 사이클에서 보일러는 고온 버너를 사용하여 물을 증기로 변환합니다. 이 증기는 엔진을 통과 한 다음 저온 응축기를 통해 물로 반축됩니다.

응축기가 더 차가울수록 증기가 물로 더 많이 응축됩니다. 이는 응축기가 보일러가 수행하는 포화 공정을 효과적으로 역전시키기 위해 만들어 졌기 때문입니다. 그렇게하면 더 높은 응축률을 달성하는 데 도움이됩니다. 비율이 높을수록 더 많은 물이 반환됩니다. 이것은 증기 사이클의 전반적인 효율을 높이는 데 도움이됩니다.e.

열 엔진 효율은 핫 소스와 콜드 싱크 사이의 온도의 큰 차이를 통해 고도로 최적화 될 수 있지만 여전히 제한적입니다. 콜드 싱크의 온도는 어떤 상황에서는 이상적인 조건으로 냉각 할 수없는 주변 온도에 의존하기 때문입니다. 이로 인해 열 엔진의 효율은 콜드 싱크의 온도 한계로 제한됩니다. 이에 대한 일반적인 해결책은 핫스크의 온도를 높이는 것입니다. 그러나 이것은 고온에서 재료 강도의 부족으로 제한됩니다.

열 엔진 효율은 특정 엔진과 사이클에 따라 다릅니다. 열 효율은 3%에서 약 70%사이이며 자동차 엔진은 약 25%어딘가에서 열 효율을 달성합니다. 가스와 증기 터빈이 모두 전기를 생성하는 데 사용되는 대형 발전기에서 더 효율적인 열 엔진이 발견됩니다.