Reja: Issiqlik generatorlari

Foydali ish koeffitsiyenti (f.i.k.) — biron bir tizim (qurilma, mashina, dvigatel va boshqalar) sarflagan energiyaning samaradorligini ifodalovchi tushuncha; qancha energiya foydali ishga aylanishini, qancha energiya yoʻqolishini koʻrsatadigan son (odatda, foizlarda ifodalanadi). Foydali ishga sarflangan energiyaning mashina olgan umumiy energiya miqdoriga nisbati bilan aniklanadi.
Issiklik dvigatellaridagi f.i.k. — mexanik foydali ishning sarflangan issiklik miqdoriga nisbati, elektr transformatorlardagi f.i.k. — ikkinchi chulgamda olingan elektromagnit energiyasining birlamchi isteʼmol chulgʻamidagi energiyaga nisbati, elektr dvigatellaridagi f.i.k. — foydali mexanik ishning manbadan olingan elektr energiyasiga nisbatidan iborat va boshqa
Mashinaning umumiy f.i.k. uning ayrim qismlari f.i.k.lari yigindisiga teng . Energiyaning turli koʻrinishda yoʻqolishi tufayli f.i.k. hamisha 1,0 dan kichik boʻladi. Takomillashgan elektr transformatorlarda f.i.k. 98— 99%, elektr generatorlarida 90—95%, ichki yonuv dvigatellarida 40—50% va issiklik elektr styalarida 35—40%.
Issiqlik mashinalarida sodir bo`ladigan jarayonlarda uzatiladigan issiqlik miqdori hisobida A ish bajariladi va bunda energiya saqlanish qonuni bajariladi. Tashqaridan olingan va tashqariga qaytarib berilgan issiqlik miqdorining qiymatlari orasidagi Q<sub>0</sub>Q<sub>1</sub> ayirma hosil qilingan A ishga teng.
Isitgichdan olingan Q<sub>0</sub> issiqlik miqdorining qancha qismi A ishga aylaganini bilish katta amaliy ahamiyatga egadir. Chunki sovitgichga berilgan Q<sub>2</sub> issiqlik miqdorining amaliy ahamiyati yo`q. Shuning uchun F.I.K. tushunchasi kiritiladi.

Bu foydali ish koeffitsientini hisoblashda o`tgan mavzudagi ikkinchi rasmdagi siklni bajarilishida ishlarni hisoblagan edik, 4 ta bosqichdan iborat bo`lgan bu siklda ishlovchi modda biror manbadan olingan Q₀ issiqlik miqdori hisobga A ishni bajaradi. Shuningdek bu jarayonda Q₁ issiqlik miqdori sovutgichga berilishini ko`rdik. Bu protsess murakkab xarakterlidir. Demak, bu jarayonda sovutgichga bajaradigan Q<sub>1</sub> issiqlik bilan aniqlanishini o`rgandik. Bunda A-ish isitgichdan olingan Q₀ issiqlik miqdorining qanday qismini tashkil qilishini aniqlash muhimdir. (18.1) formuladan -birga qancha yaqin bo`lsa, ya`ni A ish olingan issiqlik miqdorining qanchalik katta qismini tashkil qilsa, mashina shunchalik ko`p manfaatli bo`ladi.
Biz o`tgan mavzuda Karno siklini ko`rib, bu jarayon ikkita izoterma va ikkita adiabatadan iborat bo`lgan qaytuvchan aylanma protsess ekanligini bilgandik (18.1-rasm).
1 holat hajm V<sub>0</sub>, bosim Р<sub>0</sub> va temperatura Т<sub>0</sub> bilan xarakterlanadi. 1 mol ideal gazni ishlovchi modda sifatida olib Karno siklini o`rganamiz. Gaz 2-holatni olguncha hajm V₁, bosim Р₁ bilan izotermik (T=const) kengayishiga majbur qilamiz: gaz izotermik kengayishi vaqtida isitgichdan Q₀ issiqlik miqdorini oladi va ish bajaradi.
Gaz 2-hajmdan boshlab, hajmi V₂ bosim Р₂ ga teng bo`lgan adiabatik kengayishi imkonini beramiz va u 3-holatga yetib keladi bu holda gazning temperaturasi Т<sub>1</sub> gacha pasayadi.
Gaz 3-holatdan boshlab hajmi V<sub>2</sub>, bosim Р<sub>2</sub> bilan xarakterlanib, o`zgarmas temperatura Т₁ bilan siqamiz. Bunday siqilish izotermik siqilish bo`lib, gazni hajmi V<sub>3</sub> va bosimi Р<sub>3</sub> ga teng bo`lgan 4-holatni egallaydi. Bu siqilishda gaz sovitgichga Q₁ issiqlikni beradi va ish bajaradi. Nihoyat, gazni 4-holatdan boshlab adiabatik ravishda shunday siqishimiz, uning hajmi boshlang`ich V<sub>0</sub> hajmni, Р<sub>0</sub> bosimni egallash va uning temperaturasi boshlang`ich temperaturagacha ko`tarilsin. Bunday yonish sikl Karno sikli bo`lib, uning f.i.k. orqali ifodalanadi.
Bu yerda A - to`la sikl davomida bajarilgan ish.
Q₀ - isitgichdan olingan issiqlik miqdori.
Q₁ - sovutgichga berilgan issiqlik miqdori.
Agar bu protsessda: - Т₀ - деб gazning (18.1)-( 18.2) izotermik kengayishidagi temperaturasi. Т₁ - deb gazning (18.3)-( 18.4) izotermik siqilishdagi temperaturalar desa u holda izotermik kengayishda gaz isitgichdan Q₂ issiqlik miqdorini beradi. Demak isitgichning temperaturasini, Т₀ va sovitgichning temperaturasini Т₁ desak, Karno siklini f.i.k bilan xarakterlanadi:

Bu Karnoning to`g`ri sikli ideal issiqlik mashinasidir. Bunday ideal issiqlik mashinasining f.i.k.  faqatgina isitgichning Т₀ -temperaturasi va sovutgichning Т₁ temperaturasi deb aniqlanadi.
Bu siklning o`tishi natijasiga gaz ishni bajaradi. Bu holda isitgichdan Q<sub>0</sub> issiqlik miqdori olingan va sovitgichga issiqlik miqdori berilgan bo`ladi. Demak isitgichning temperaturasi Т₀ qanchalik yuqori bo`lsa va sovitkichning temperaturasi Т<sub>1</sub> qancha past bo`lsa F.I.K. shunchalik yuqori bo`ladi. Isitgichdan olingan Q<sub>0</sub> issiqlik miqdorining shancha ko`p qismi ishga aylanadi va shuncha kam Q1 issiqlik miqdori sovitgichga beriladi.
Agar sovitgichning temperaturasi Т₁=0 bo`lsa =1 bo`lishi mumkin. Ammo absolyut О-ni olib bo`lmaydi. Shuning uchun <1 da bo`ladi. Karno to`g`ri siklning (ideal issiqlik mashinasining) ishlash sxemasi quyidagicha:
Korno siklning qaytuvchanlikka nisbatan aksincha yo`nalishda amalga oshirish Karno ideal sovuqlik mashinasi bo`ladi. Uning sxemasi quyidagicha isitgichga issiqlik miqdoori beriladi.
Karno aks siklning (ideal sovuqlik mashinasining) ishlash sxemasi. Yuqorida bayon qilingan barcha xulosalarni chiqarishda biz Karno sikli ideal gaz ustida bajarildi, deb faraz qildik. Ammo termodinamikaning ikkinchi bosh qonunidan foydalanib, ixtiyoriy ishlovchi modda ustida bajarilgan qaytuvchan Karno siklning foydalanish koeffitsienti ideal gaz ustida bajarilgan Karno siklning foydali ish koeffitsientiga tengligini ko`rsatish mumkin.
Aylanm a jarayonda ish jism iga uzatilgan to ‘la issiqlik miqdorining foydali ishga teng qismini jami issiqlik miqdoriga nisbati bilan o ‘lchanadigan kattalik issiqlik mashinasining termik fik deyiladi va u har doim birdan kichik boladi:

lssiqlik mashinalarining foydali ish koeffitsienti ularning turiga va holatiga qarab, bir necha o‘n foizdan 98,9 % gacha bolishi mumkin.

3.
Issiqlik energiyasini mexanik yoki boshqa turdagi energiyaga aylantirish uchun, ishga aylantiruvchi issiqlik mashinasidan tashqari, birorta ish bajaruvchi modda bo'lishi shart. Energiyani hir turdan boshqa turga aylantirish jarayonida ish bajaradigan modda ish jismi deyiladi. Ish jismi deyilganda yoqilgM bilan havo aralashmasi (benzin, mazut, kerosin, solyar moylari bug‘i va gazning havo bilan aralashmasi), porox, suv bug‘i, zarralar yoki plazma oqimi tushuniladi. Masalan, karbyuratorli ichki yonuv dvigatellarida benzin bug‘i bilan havo aralashmasi bu ish jismi hisoblanadi. Issiqlik hosil qilish uchun texnikada quyidagi gazlar eng ko‘p ishlatiladi: 0 2 — kislorod, N 2 — azot, H2 — vodorod, CO — uglerod oksidi (is gazi), C 0 2 — karbonat angidrid, CN 4 — metan (botqoq gazi), H ,0 — suv bug‘i, tabiiy va sun'iy gaz, gazlar aralashmasi — atmosfera havosi, propan, butan, asitilen va sh. k. Issiqlikning uzatilish qonuniyatiga muvofiq isitkich sirti sovitkich sirtiga bevosita tegib, maMum issiqlik miqdorini uzatib turgandagina qt issiqlik miqdori sovitkichga o‘tadi, ammo bunda issiqlik ish bajarmaydi. Har qanday issiqlik dvigateli isitkichning temperaturasi Tv sovitkichning temperaturasi T2 dan katta, ya'ni 16 www.ziyouz.com kutubxonasi 7’l> 7 ’1 shart bajarilganda ish bajarishi mumkin. Ish bajarilishi uchun ish jismi bo‘lishi shart. Ish jismiga tashqaridan keltirilgan yoki undan chiqarilgan issiqlik hisobiga uning termodinamik parametrlari (bosimi, solishtirma hajmi va temperaturasi) ortishi yoki kamayishi mumkin. Masalan, katta bosimli bug'ni biror o‘zgarmas hajmga joylashtirib, so'ngra bug‘ temperaturasini pasaytirilsa, uning bosimi kamayadi, aksincha boMganda esa temperaturasi bilan bosimi ham ortadi.

Sistema bilan kontaktdagi yoki sistema temperaturasidan ozgina farq qiladigan atrof-muhit elementini termodinamikada issiqlik manbayi deyiladi. Issiqlik manbayi o'zining issiqlik sig‘imi bilan tavsiflanadi. Issiqlik manbayining temperaturasi sistemanikidan katta bo‘lsa, issiq, past bo'lsa esa sovuq manba deb yuritiladi. H olat param etrlarc. Tashqi m uhit bilan term odinam ik sistemaning o'zaro ta'sirlashuvi natijasida sistemaning holat parametrlari o'zgaradi. Sistemaning holat parametrlarini ifodalashda holat parametrlari deb ataladigan fizik kattaliklar qabul qilingan. Solishtirma hajm, hosim va temperatura {P, V, T) sistemaning holat parametrlari deyiladi. Berilgan hajmdagi gazga tashqaridan issiqlik miqdori uzatilsa (yoki undan chiqarilsa), sistemaning birdaniga uchala parametri (P, V, T) yoki ularning birortasi o ‘zgarishi mumkin. Gazga tashqaridan issiqlik kiritmasdan gaz egallagan hajm ni kam aytirib (kengaytirib), uning holat parametrlarini o‘zgartirish mumkin.
Ma'lumki, real gaz siqilsa isiydi, aksincha, kengaytirilsa soviydi. Bosim. Qattiq jism, suyuq va gazsimon moddalar, albatta, o‘zi tayangan yuzaga va toMdirgan hajm devori sirtiga tik (perpendikular) yo'nalishda ta'sir etadi. Bu kuch modda zarralarining uzatgan impulsi hisobiga paydo bo'ladi va u bosim kuchi deb yuritiladi. Gaz, suyuqlik molekulalarining idish devoriga bergan impulslari hisobiga bosim yuzaga keladi. Suyuqlik va gaz molekulalari, plazma yoki zarralar oqimining idish devorining yuza hirligiga uzatgan ta'sir kuchi kattaligiga bosim deyiladi. 1.4. Ish jismining asosiy termodinamik parametrlari ( 7) 2—Issiqlik lexnikasi asoslari 17 www.ziyouz.com kutubxonasi Bosim S1 o ‘lchov birliklari sistemasida Paskalda o'lchanadi. 1 Pa = I N /m 2; 1 kPa = I03 Pa; 1 MPa = 106 Pa teng. Texnik atmosfera latm = 9,81 ■ 104 Pa; 1 kgs/sm2= 9,81 • 104 Pa; 1 funt/dyuym = 6,89* 103 Pa; Fizik atmosfera I atm = 1,013 ■ 105 Pa = 760 mm.sim.ust; 1 atm = 1013 gPa; 1 mm.sim.ust. = 133,32 Pa; 1 mm.suv ust. = 9,81 Pa; 1 bar = 105 Pa = 100 kPa = 0,1 MPa. Gaz molekulalarining xaotik harakati natijasida x, y, z o‘q1ari yo'nalishida bosimni quyidagicha ifodalash mumkin: p.= p,= v k T = i ; n« miV 2 = n0kT. (8) bunda R = 8.31441 J/(m o‘l-K ) — universal gaz doimiysi; Na = 6,023 • 1023 mo‘1'1 — Avogadro soni. Termodinamik sistema parametri sifatida qabul qilingan bosim absolut bosimdir. Temperatura (lot. temperalura — o‘lchamdoshlik, normal holat) — makroskopik sistemaning termodinamik muvozanat holatini tavsiflovchi kattalik. Shuning uchun temperatura sistemaning issiqlik holatini tavsiflaydigan asosiy holat parametrlaridan biri hisoblanadi. Jismning isiganlik darajasi temperatura orqali ifodalanadi.
Jism tarkibidagi zarralarning tezligi qancha katta bo‘lsa, ularning kinetik energiyasi ham shuncha katta bo‘ladi. Temperatura bu modda tarkibidagi zarralarning kinetik energiyasi o'lchovidir, ya'ni mfi1 ~2~ = - k T 2 ’ (9) bunda k = 1,380662* 10'23/K — Boltsman doimiysi; £. = ~ ~ — zarraning kinetik energiyasi. Temperatura Selsiy yoki Kelvin shkalasida gradusda oMchanadi. Termodinamik jarayonlardagi temperatura Kelvin (K) shkalasi bo‘yicha o‘lchanadi. 1848-yili ingliz fizigi lord Kelvin tomonidan fanga «termodinamik temperatura» tushunchasi kiritilgan. is www.ziyouz.com kutubxonasi Demak, zarraning o'rtacha kinetik energiyasini absolut temperatura orqali ifodalash mumkin: T = \ ^ (10)
Termodinamik temperatura shkalasining «nol» nuqtasi uchun ideal gaz molekulasining tartibsiz harakati go‘yoki to'xtaydigan shunday temperatura qabul qilinganki, uni absolut noldeb ataymiz. O'zgarmas hajmdagi ideal gaz bosimi shu gazning absolut temperaturasiga mutanosib, ya'ni R » TboMadi. Shu qonuniyatga muvofiq gaz va suyuqlik termometrlari yaratilgan. Temperatura boshqa fizik kattaliklarni o'lchash yo‘li bilan topiladigan (bevosita olchanmaydigan) kattalik. Demak, sistema temperaturasini o ‘lchash — bu gaz yoki suyuqlik hajmining o ‘zgarishini yoki termojuft uchlari orasidagi potensiallar ayirmasini o'lchash demakdir. Gaz va suyuqlik termometrlari hamda termojuftlar asosida yaratilgan termometrlar bunga misol b o ia oladi. Kelvin (K) — termodinamik temperatura shkalasida absolut temperatura qiymati boiib, toza suvning uchlama nuqtasi,ya'ni muz, suv, va bug‘ o ‘zaro muvozanatda boiadigan holat temperaturasi T - 273,16 K deb qabul qilingan. Temperatura shkalasi qilib Selsiy (0°C), Kelvin (0CK), Farengeyt (0°F) va Renkin (R) graduslaridagi temperaturalar olingan. Bu temperatura shkalalarida normal bosim ostidagi suvning qaynash temperaturasi qilib I00CC, muzning eriy boshlash temperaturasi 0“C n uqtalari tem p eratu ra shkalasining tayanch ( r e p e r ) nuqtalari qilib tanlangan. Bu temperatura shkalalari orasida qu'yidagi bog'lanish mavjud, ya'ni T= (t°C + 273,16)K; t*F= (l,8t°C + 32); t°C = (t°F + 32)/1,8; T° R = 1,8 7’ (11) Muhit temperaturasi simobli, spirtli termometrlar, fizik qonuniyatlar asosida yasalgan termojuft yordamida o‘lchanadi (1 1-rasm) /. I-rasm. Termometr. 19 www.ziyouz.com kutubxonasi Solishtirma hajm (v) deb birlik hajmni to ‘Idirgan modda miqdoriga aytiladi. Biror m massali bir jinsli moddaning solishtirma hajmi (m3/kg) quyidagicha aniqlanadi: Jismlar geometrik shaklidan qat'iy nazar muayyan hajmni egallaydi. Termodinamik jarayonlarda qatnashuvchi ish modda hajmi kub metrda o'lchanadi. Moddalarning birlik massasining hajmi bir xil bo‘lmaydi, masalan, massalari bir xil bo‘lgan suv, benzin, simob va shunga o'xshash boshqa moddalar turli hajmni egallaydi. Jismning birlik massasi egallagan birlik hajmdagi modda miqdori Zichlik deyiladi. Zichlik quyidagi ifodadan topiladi: 1 m / n \ P = _ ~ 77 > (12) v V bundap — modda zichligi, kg/m3; m \a V — modda massasi va hajmi, kg va m3.

Foydalanilgan adabiyotlar

1.K a r im o v I.A. Milliy istiqlol mafkurasi-xalq e'tiqodi va buyuk kelajakka ishonchdir — «Fidokor» gazetasi, 2000-yil, 08-iyun.
2. K a r i m o v I. A . 0 ‘zbekiston XXI asrga intilmoqda. — T., «0‘zbekiston», 2000.
3. K a r im o v I. A . Tarixiy xotirasiz kelajak yo‘q. — T., «Sharq», 1998, 32-b.
4. E a c n a K o e A . /7., E e p e E . B . unp. TenjioTexHHxa, — M., «3HeprOH3iiaT», 1982.
5. H p u M a K o e E . B . h ap. TexHHHecKaH TepMOiiHHaMHKa, — M., «Bbicman tuKOJia*, 1971.
6. AjteKceee f H. 06tuaa TeruioTexHHKa. — M., «Bbicman mKOJia», 1980.
7 flaapcKuu E . M . h Jlen tA a< p A . A . CnpaBOHHHK no d)H3HKe, — M., «H ayK a», 1981.
8. E p o H iu m eu H M. H., C eM e H d stu e e K . A CnpaBOHHHK no MaTeMaTHKe, 1981.
9. Bekjanov R. B. Yadro fizikasi, — T., «Fan», 1975.
10. K o jm a K o e /7. E . Ochobm aaepHOH (jjH3HKH — M., «ripocBemeHHe», 1968. II. A H B. C ., C a p K u c o e A . A . 3HepreTHuecKHe aaepHbie peaKTopbi — J1., «Cy/tnpoMrH3», 1961.
12. ^HUHKJioneaH^ecKHft cjioBapb roHoro TexHHKa. — M., «fleuarornKa», 1980.
13. rychKoe C. 10., Po3ame B. E. Jla3epHbiH «kjhoh» k TepMOHiiephoW 3HeprHH. — M., «3HaHHe», «(J)H3HKa»: HOBoe r )kh3hh, Hayxe, TexHHKe. 1986/4.
14. Ky3MUH P H., WeuAKUH E. H. XoJioflHbift BflepHbiH cHHTea. — M., «3HaHne», «())H3HKa»: HOBoe b jkh3hh, Hayxe, TexHHKe. 1989/10. — 64-s.
15. A A (f>epoe )K . H . TejiHOTexHHKa. «HayKa», «3HeprHfl: 3KOHOMHKa, TexHHKa, 3KOJiorHH*. 1988/4.