Wat is een warmtemotor?

Een warmtemotor is een apparaat dat wordt gebruikt om thermische energie of warmte om te zetten in mechanisch werk.Dit wordt gedaan wanneer warmte, afkomstig van een hete bron, door de motor zelf gaat en in een koude wastafel.De koude wastafel is het onderdeel van de lagere temperatuur van een thermodynamische cyclus, zoals de condenserende eenheid die in de Rankine of Steam wordt gevonden, cyclus.Er zijn veel verschillende soorten warmtemotoren, die elk zijn eigen specifieke cyclus hebben.Enkele voorbeelden van warmtemotoren omvatten stoom- en interne verbrandingsmotoren, samen met Stirling -motoren en gasturbines.

Vaak zal een warmtemotor worden verward met de thermodynamische cyclus die plaatsvindt binnen de motor zelf.Dit komt vooral omdat warmtemotoren vaak worden geclassificeerd door hun specifieke thermodynamische cycli.Het apparaat zelf dat thermische energie omzet om te werken, staat bekend als de motor, terwijl het thermodynamische model dat op de motor wordt aangebracht de cyclus is.Hierdoor worden stoommotoren niet aangeduid als Rankine -motoren.

Een efficiënte warmtemotor zal proberen de respectieve cyclus zo goed mogelijk na te bootsen.Hoe hoger het temperatuurverschil tussen de hete bron en de koude wastafel in de cyclus, hoe efficiënter de motor is.Een efficiënte stoommotor vereist bijvoorbeeld zowel een warmtebron op hoge temperatuur als een koude gootsteen met een lage temperatuur.In de Rankine-cyclus maakt een ketel gebruik van een brander op de hoge temperatuur om water in de stoom om te zetten.Deze stoom gaat door de motor en wordt vervolgens terug in water door een condensor met een lage temperatuur.

Hoe kouder de condensor is, hoe meer stoom terug in water wordt gecondenseerd.Dit komt omdat condensors worden gemaakt om het verzadigingsproces dat door de ketel wordt uitgevoerd effectief om te keren.Dit zal helpen hogere condensatiepercentages te bereiken;Hoe hoger de snelheid is, hoe meer water wordt geretourneerd.Dit helpt om de algehele efficiëntie van de stoomcyclus te verhogen.

Hoewel de efficiëntie van warmtemotor sterk kan worden geoptimaliseerd door een groot verschil in temperaturen tussen de hete bron en koude gootsteen, is het nog steeds beperkt.Dit komt omdat de temperatuur van de koude wastafel afhankelijk is van de temperatuur eromheen, die in sommige situaties niet kan worden gekoeld tot ideale omstandigheden.Hierdoor is de efficiëntie van een warmtemotor beperkt tot de temperatuurlimieten van de koude gootsteen.Een veel voorkomende oplossing hiervoor is om de temperatuur van de hete bron te verhogen;Maar zelfs dit is beperkt tot een gebrek aan materiaalsterkte onder hoge temperaturen.

De efficiëntie van warmtemotor varieert afhankelijk van de specifieke motor en cyclus.Thermische efficiëntie varieert overal van 3%tot ongeveer 70%, waarbij auto -motoren een thermische efficiëntie bereiken ergens ongeveer 25%.De efficiëntere warmtemotoren worden aangetroffen in grote energiecentrales, waarbij zowel gas- als stoomturbines worden gebruikt om elektriciteit te genereren.