Mi az a hőmotor?

A hőmotor egy olyan eszköz, amelyet a hőenergia vagy a hő mechanikai munkává alakítanak.Ez akkor történik, amikor a forró forrásból származó hő maga a motoron keresztül és hideg mosogatóba megy keresztül.A hideg mosogató egy termodinamikai ciklus alsó hőmérsékletű része, például a rankinban található kondenzációs egység vagy a gőz ciklusa.Sokféle típusú hőmotor létezik, amelyek mindegyikének megvan a saját specifikus ciklusa.A hőmotorok néhány példája lehet a gőz- és belső égésű motorok, valamint a Stirling motorok és a gázturbinák.Ennek oka elsősorban az, hogy a hőmotorokat gyakran specifikus termodinamikai ciklusuk alapján osztályozzák.Maga az a eszköz, amely a hőenergiát működőképessé alakítja, motornak nevezik, míg a motorra alkalmazott termodinamikai modell a ciklus.Emiatt a gőzmotorokat nem Rankine motoroknak nevezik.Minél magasabb a hőmérsékleti különbség a forró forrás és a hideg süllyedés között a cikluson belül, annál hatékonyabb a motor.Például egy hatékony gőzmotorhoz magas hőmérsékletű hőforrást és alacsony hőmérsékletű hideg mosogatót igényel.A Rankine ciklusban a kazán magas hőmérsékletű égőt használ a víz gőzzé történő átalakításához.Ez a gőz átmegy a motoron, majd egy alacsony hőmérsékletű kondenzátoron keresztül kondenzálódik a vízbe.Ennek oka az, hogy a kondenzátorokat a kazán által végzett telítettségi folyamat hatékony megfordítására készítik.Ezzel elősegíti a magasabb kondenzációs sebesség elérését;Minél nagyobb a sebesség, annál több vizet fog visszatérni.Ez elősegíti a gőzciklus általános hatékonyságának növelését.Ennek oka az, hogy a hideg mosogató hőmérséklete az azt körülvevő hőmérséklettől függ, amelyet bizonyos helyzetekben nem lehet ideális körülmények között lehűteni.Emiatt a hőmotor hatékonysága a hideg mosogató hőmérsékleti határaira korlátozódik.Ennek általános megoldása a forró forrás hőmérsékletének növelése;Ennek ellenére ez még a magas hőmérsékleten történő anyag szilárdságának hiányára is korlátozódik.

A hőmotor hatékonysága az adott motortól és ciklustól függően változik.A hőhatékonyság 3%-ig és körülbelül 70%-ig terjed, az autómotorok pedig a hőhatékonyságot valahol 25%-on érik el.A hatékonyabb hőmotorok a nagy erőművekben megtalálhatók, ahol mind a gáz-, mind a gőzturbinákat villamos energia előállításához használják.