Apa itu mesin panas?

Mesin panas adalah perangkat yang digunakan untuk mengonversi energi termal, atau panas, menjadi pekerjaan mekanis.Ini dilakukan ketika panas, berasal dari sumber panas, melewati mesin itu sendiri dan ke wastafel dingin.Wastafel dingin adalah bagian suhu yang lebih rendah dari siklus termodinamika, seperti unit kondensasi yang ditemukan di rankine, atau uap, siklus.Ada banyak jenis mesin panas, yang masing -masing memiliki siklus spesifiknya sendiri.Beberapa contoh mesin panas akan mencakup mesin pembakaran uap dan internal, bersama dengan mesin stirling dan turbin gas.

Umumnya, mesin panas akan bingung dengan siklus termodinamika yang terjadi di dalam mesin itu sendiri.Ini terutama karena mesin panas sering diklasifikasikan oleh siklus termodinamika spesifiknya.Perangkat itu sendiri yang mengubah energi termal menjadi bekerja dikenal sebagai mesin, sedangkan model termodinamika yang diterapkan pada mesin adalah siklus.Karena ini, mesin uap tidak disebut sebagai mesin Rankine.

Mesin panas yang efisien akan mencoba dan meniru siklus masing -masing serta mungkin.Semakin tinggi perbedaan suhu antara sumber panas dan wastafel dingin dalam siklus, semakin efisien mesinnya.Misalnya, mesin uap yang efisien membutuhkan sumber panas suhu tinggi dan wastafel dingin suhu rendah.Dalam siklus Rankine, boiler memanfaatkan pembakar suhu tinggi untuk mengubah air menjadi uap.Uap ini melewati mesin dan kemudian dikondensasi kembali ke dalam air melalui kondensor suhu rendah.

Semakin dingin kondensor, semakin banyak uap akan dikondensasi kembali ke dalam air.Ini karena kondensor dibuat untuk secara efektif membalikkan proses saturasi yang dilakukan oleh boiler.Melakukan hal itu akan membantu mencapai tingkat kondensasi yang lebih tinggi;Semakin tinggi laju, semakin banyak air akan dikembalikan.Ini membantu meningkatkan efisiensi keseluruhan dari siklus uap.

Sementara efisiensi mesin panas dapat sangat dioptimalkan melalui perbedaan besar dalam suhu antara sumber panas dan wastafel dingin, masih terbatas.Ini karena suhu wastafel dingin tergantung pada suhu di sekitarnya, yang dalam beberapa situasi, tidak dapat didinginkan hingga kondisi ideal.Karena ini, efisiensi mesin panas terbatas pada batas suhu wastafel dingin.Solusi umum untuk ini adalah meningkatkan suhu sumber panas;Namun bahkan ini terbatas pada kurangnya kekuatan material di bawah suhu tinggi.

Efisiensi mesin panas bervariasi tergantung pada mesin dan siklus tertentu.Efisiensi termal berkisar dari 3%hingga sekitar 70%, dengan mesin mobil mencapai efisiensi termal di suatu tempat sekitar 25%.Mesin panas yang lebih efisien ditemukan di pembangkit listrik besar, di mana turbin gas dan uap digunakan untuk menghasilkan listrik.