Was ist eine Hitze-Maschine?

Eine Hitzemaschine ist eine Vorrichtung, die benutzt werden, um thermische Energie, oder Hitze, in mechanische Arbeit umzuwandeln. Dieses wird getan, wenn die Hitze, entstehend von einer heißen Quelle, durch die Maschine selbst und in eine kalte Wanne einsteigt. Die kalte Wanne ist das Niedrigtemperatur Teil eines thermodynamischen Zyklus, wie der kondensierenden Maßeinheit, die im Rankine gefunden wird, oder Dampf, Zyklus. Es gibt viele verschiedenen Arten Hitzemaschinen, von denen jede seinen eigenen spezifischen Zyklus hat. Einige Beispiele der Hitzemaschinen würden Dampf und Verbrennungsmotoren, zusammen mit Stirling Maschinen und Gasturbinen umfassen.

Allgemein wird eine Hitzemaschine mit dem thermodynamischen Zyklus verwechselt, der innerhalb der Maschine selbst stattfindet. Dieses ist, hauptsächlich weil Hitzemaschinen häufig durch ihre spezifischen thermodynamischen Zyklen eingestuft werden. Die Vorrichtung selbst, die thermische Energie in Arbeit umwandelt, bekannt als die „Maschine,“, während das thermodynamische Modell, das auf die Maschine zugetroffen wird, ist der „Zyklus.“ Passend zu diesem, Dampfmaschinen gekennzeichnet nicht als Rankine Maschinen.

Eine leistungsfähige Hitzemaschine versucht und ahmt seinen jeweiligen Zyklus sowie möglich nach. Das höher der Temperaturunterschied zwischen der heißen Quelle und der kalten Wanne innerhalb des Zyklus, ist die Maschine das leistungsfähiger. Z.B. erfordert eine leistungsfähige Dampfmaschine eine Hochtemperaturwärmequelle und eine kalte niedrigtemperaturwanne. Im Rankine Zyklus gebraucht ein Dampfkessel einen Hochtemperaturbrenner zum Bekehrten Wasser in den Dampf. Dieser Dampf läuft die Maschine durch und wird dann zurück in Wasser durch einen niedrigtemperaturkondensator kondensiert.

Der Kondensator das kälter ist, werden mehr der Dampf zurück in Wasser kondensiert. Dieses ist, weil Kondensatore gebildet werden, um den Sättigungsprozeß effektiv aufzuheben, der durch den Dampfkessel durchgeführt wird. So tun hilft, höher kondensierende Rate zu erzielen; die Rate das höher ist, mehr wird das Wasser zurückgegangen. Dieses hilft, die Gesamt-Leistungsfähigkeit des Dampfzyklus zu erhöhen.

Während Hitzemaschinen-Leistungsfähigkeit in hohem Grade sein kann - optimiert durch einen großen Unterschied bezüglich der Temperaturen zwischen der heißen Quelle und der kalten Wanne, wird sie noch begrenzt. Dieses ist, weil die Temperatur der kalten Wanne von der Temperatur abhängig ist, die sie umgibt, die in einigen Situationen, kann nicht zu den idealen Bedingungen abgekühlt werden. Passend zu diesem, wird die Leistungsfähigkeit einer Hitzemaschine auf die Temperaturbegrenzungen auf die kalte Wanne begrenzt. Eine allgemeine Lösung zu diesem ist, die Temperatur der heißen Quelle zu erhöhen; dennoch wird sogar dieses auf einen Mangel an Materialfestigkeit unter Hochtemperaturen begrenzt.

Hitzemaschinen-Leistungsfähigkeit schwankt abhängig von der spezifischen Maschine und dem Zyklus. Thermische Leistungsfähigkeit reicht überall von 3% bis herum 70%, wenn die Automaschinen irgendwo eine thermische erzielen Leistungsfähigkeit, herum 25%. Die leistungsfähigeren Hitzemaschinen werden in den großen Kraftwerken gefunden, in denen Gas- und Dampfturbinen benutzt werden, um Elektrizität zu erzeugen.