fiz8-6.8· Bölmə 6 İstilik hadisələrində enerjinin saxlanması qanunu· ~13 dəq

Buxar mühərriki

Buxar mühərrikinin quruluşu (buxar qazanı, soplo, turbin, kondensator) və dövri iş prinsipi.

Buxar mühərriki su buxarının daxili enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən istilik mühərrikidir. Hər hansı istilik mühərrikində olduğu kimi, o da üç əsas hissədən ibarətdir: qızdırıcı, işçi cisim və soyuducu. Buxar mühərrikində qızdırıcı yanacağın yandırıldığı sobadır, işçi cisim buxardır, soyuducu isə kondensatordur. İş prinsipi dövri təkrarlanan bir sxem üzərində qurulub: soba buxar qazanındakı suyu qaynadır, yaranan buxar isə borudan keçərkən bir daha qızdırılıb yüksək təzyiqə və temperatura çatdırılır. Sonra buxar soplo adlanan boruda sürətlənərək daxili enerjisini kinetik enerjiyə çevirir, soplodan çıxan şırnaq isə buxar turbinini fırlanmağa məcbur edir və enerjinin bir hissəsi turbinin mexaniki enerjisinə keçir. İşlənmiş buxar kondensatorda soyudulub yenidən suya çevrilir və nasosla qazana qaytarılır, beləliklə proses dövri olaraq təkrarlanır. Turbin valına bərkidilmiş mexanizmləri hərəkətə gətirir, müasir turbinlər isə onlarca diskdən ibarət olub böyük sürətlə fırlanır.

📌Nümunə

Məsələn: soba buxar qazanındakı suyu qızdırır, yaranan buxar soplodan sürətlə çıxaraq buxar turbinini fırladır və turbin val vasitəsilə gəmi pərlərini hərəkətə gətirir.

Əsas terminlər

Buxar mühərriki — Su buxarının daxili enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən istilik mühərriki.
Soba — Buxar mühərrikində qızdırıcı funksiyasını yerinə yetirən hissə; yanacağı yandırıb buxar qazanındakı suyu qaynadır.
Buxar qazanı — Sobanın istiliyi ilə suyun qaynadılıb buxara çevrildiyi qurğu; buxar sonra qızdırıcıda bir daha qızdırılır.
Soplo — Buxarın sürətlənərək daxili enerjisini şırnağın kinetik enerjisinə çevirdiyi boru hissəsi.
Buxar turbini — Val, disk və pərlərdən ibarət qurğu; soplodan çıxan buxar şırnağı onu fırladaraq buxarın enerjisinin bir hissəsini mexaniki enerjiyə çevirir.
Kondensator — Buxar mühərrikində soyuducu funksiyasını yerinə yetirən hissə; işlənmiş buxarı soyudub suya çevirir, su nasosla yenidən qazana vurulur.
Buxar mühərrikinin üç hissəsi
HissəMühərrik rolu
SobaQızdırıcı
Buxarİşçi cisim
KondensatorSoyuducu

İstənilən istilik mühərrikinin ümumi qızdırıcı-işçi cisim-soyuducu quruluşu buxar mühərrikində bu üç konkret hissəyə uyğun gəlir.

Buxarın enerji çevrilmələri
MərhələEnerji çevrilməsi
SoploBuxarın daxili enerjisi →\to şırnağın kinetik enerjisi
TurbinŞırnağın kinetik enerjisi →\to turbinin mexaniki enerjisi
Kondensatorİşlənmiş buxarın qalan istiliyi soyuducuya ötürülür, buxar suya çevrilir

Soba →\to buxar qazanı →\to buxar qızdırıcısı →\to soplo →\to turbin →\to kondensator →\to nasos — bu, prosesin dövri ardıcıllığıdır.

✎FİƏ-nin maksimal mümkün qiymətini (ηmax\eta_{\text{max}}) tap
  1. 1Verilənlər: t1=600 ∘Ct_1=600\ ^\circ\text{C} (qızdırıcı), t2=260 ∘Ct_2=260\ ^\circ\text{C} (soyuducu).
  2. 2Mütləq temperatura keç: T=t+273T=t+273: T1=873 KT_1=873\ \text{K}, T2=533 KT_2=533\ \text{K}.
  3. 3Düstur: ηmax=T1−T2T1\eta_{\text{max}}=\dfrac{T_1-T_2}{T_1}.
  4. 4Hesablama: ηmax=873−533873=340873≈0.39\eta_{\text{max}}=\dfrac{873-533}{873}=\dfrac{340}{873}\approx0.39.
  5. 5Nəticə: ηmax≈39%\eta_{\text{max}}\approx39\%.
✎Fırlanma tezliyini dövr/saniyədən dövr/dəqiqəyə çevir
  1. 1Verilənlər: Turbin diski saniyədə 5050 dövr edir.
  2. 2Vahid əlaqəsi: 11 dəqiqədə 6060 saniyə var.
  3. 3Hesablama: 50⋅60=300050\cdot60=3000.
  4. 4Nəticə: 30003000 dövr/dəqiqə.
🚫Tez-tez səhv

ηmax=(T1−T2)/T1\eta_{\text{max}}=(T_1-T_2)/T_1 düsturunda Selsi dərəcələrini birbaşa yazmayın — əvvəlcə T=t+273T=t+273 ilə mütləq temperatura keçin.

🚫Tez-tez səhv

ηmax=(T1−T2)/T1\eta_{\text{max}}=(T_1-T_2)/T_1-dir, T2/T1T_2/T_1 deyil: bu ikinci ifadə itirilən payı verər, qazanılan payı yox.

💡Qeyd

Prosesin ardıcıllığı sabitdir: soba →\to buxar qazanı →\to buxar qızdırıcısı →\to soplo →\to buxar turbini →\to kondensator →\to nasos, sonra dövr təkrarlanır.

⚠️Diqqət

Buxar mühərriki heç vaxt 100%100\% FİƏ ilə işləyə bilməz — istənilən istilik mühərriki kimi onun da soyuducusu (kondensatoru) var və ona mütləq müəyyən istilik miqdarı ötürülür.

🚫Tez-tez səhv

Kondensator soyuducudur, qızdırıcı deyil — buxarı soyudub suya çevirir; soba isə əksinə qızdırıcıdır, buxarı hazırlayan sudan fərqli hissədir.

Qaydalar

  1. 1Buxar mühərriki su buxarının daxili enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən istilik mühərrikidir.
  2. 2İstilik mühərrikinin üç əsas hissəsi qızdırıcı, işçi cisim və soyuducudur.
  3. 3Buxar mühərrikində qızdırıcı sobadır, işçi cisim buxardır, soyuducu isə kondensatordur.
  4. 4Soplo buxarın daxili enerjisini kinetik enerjiyə çevirən boru hissəsidir.
  5. 5Ən sadə buxar turbini val, disk və pərlərdən ibarətdir və soplodan çıxan buxar şırnağı ilə fırlanmağa məcbur olunur.
  6. 6Kondensatorda soyudulan buxar suya çevrilir və nasosla yenidən buxar qazanına vurulur, proses dövri təkrarlanır.
  7. 7Buxar mühərrikinin FİƏ-si η=Af/Q1\eta = A_f/Q_1 düsturu ilə, maksimal mümkün qiyməti isə ηmax=(T1−T2)/T1\eta_{max} = (T_1-T_2)/T_1 düsturu ilə hesablanır.

Məşq

7 asan · 7 orta · 7 çətin

Hər testdə təsadüfi 10-dək sual seçilir

AsanOrtaÇətinQarışıq