내피성 열역학

Endoreversible thermodynamics

내분성 열역학이란 일반적으로 가역성 열역학에서 만들어지는 보다 열 전달에 대해 더 현실적인 가정을 하는 것을 목적으로 하는 되돌릴 수 없는 열역학의 일부분이다. 카르노 사이클에 대해 카르노가 예측한 것보다 낮은 실제 공정에서 도출할 수 있는 에너지 상한을 부여하고, 열이 불가역적으로 전달되면서 발생하는 엑서지 파괴를 수용한다.

내식성 열역학은 노비코프와[1] 샹바달의 동시 작업에서 발견되었는데,[2] 때로는 커존 앤 알본의 잘못으로 기인하기도 했다.[3]

노비코프 엔진

T_iH와 T_iH 사이의 불가역적인 열 전달을 보여주는 노비코프 엔진은 T_iH와 T_C 사이에서 작동하는 카르노 사이클과 결합된다.[4]

열 전달은 되돌릴없지만 다른 구성 요소가 이상적인 최대 출력에서 작동하는 반 이상 열 엔진의 효율에 대한 방정식은 챔바달-노비코프 효율성인 다음과 같은 형태를 가진 것으로 보일 수 있다.[5]

극소량 전력 출력 한계에서 효율성에 대한 표준 Carnot 결과가 복구된다.[4] 일부 일반적인 사이클의 경우 위의 방정식(절대 온도를 사용해야 함)은 다음과 같은 결과를 제공한다.[3][6]

발전소 L C) H C) 카르노) 내부 가능) Observed)
웨스트 서르록(영국) 석탄화력발전소 25 565 0.64 0.40 0.36
CANDU(캐나다) 원자력 발전소 25 300 0.48 0.28 0.30
라르드렐로(이탈리아) 지열 발전소 80 250 0.33 0.178 0.16

표시된 것처럼, 내분비 효율성은 관측된 데이터를 훨씬 더 밀접하게 모델링한다. 그러나 이런 엔진은 온도차가 있을 때 언제든지 작업을 할 수 있다는 카르노의 원칙에 위배된다. 고온저수지와 저온저수지가 접촉하는 작업유체와 같은 온도에 있지 않다는 것은 저온저수지에서 작업을 할 수 있고, 또 저온저수지에서 할 수 있다는 것을 의미한다. 그 결과는 사이클의 고온 부분과 저온 부분을 결합하여 사이클이 붕괴되는 것과 같다.[7] 카르노 사이클에서는 작동 유체가 접촉하는 열 저장소와 동일한 온도에 있어야 하며 열 접촉을 방지하는 단열 변환에 의해 분리되어야 한다. 효율성은 윌리엄 톰슨이 서로[8] 다른 온도에서 신체 사이의 단열 칸막이가 제거되고 최대 작업이 수행되는 불균일하게 가열된 신체에 대한 연구에서 처음 도출했다. It is well known that the final temperature is the geometric mean temperature so that the efficiency is the Carnot efficiency for an engine working between and .

위 방정식의 기원에 대한 가끔 혼동 때문에, 때때로 챔바달-노비코프-쿠르존-알본 효율이라고 명명되기도 한다.

참고 항목

카타리나 바그너의 논문에는 내열역학에 대한 소개가 실려 있다.[4] 호프만 외에서도 도입하고 있다.[9][10] 이 개념에 대한 철저한 논의와 공학에서의 많은 응용이 함께 한스 울리치 푸치의 저서에서 주어진다.[11]

참조

  1. ^ Novikov, I.I. (1958). "The efficiency of atomic power stations (a review)". Journal of Nuclear Energy. 7 (1–2): 125–128. doi:10.1016/0891-3919(58)90244-4.
  2. ^ Chambadal P (1957) Les centrales nuclegers. 프랑스 파리의 아르망 콜린, 4 1-58
  3. ^ Jump up to: a b Curzon, F.L.; Ahlborn, B. (1975). "Efficiency of a Carnot engine at maximum power output". American Journal of Physics. 43: 22–24. Bibcode:1975AmJPh..43...22C. doi:10.1119/1.10023.
  4. ^ Jump up to: a b c M.Sc. Katharina Wagner, Endoreversible Thermodynamics, TU Chemnitz, Fakultett für Naturwissenschaften, Masterarbit(영어)에 대한 그래픽 기반 인터페이스. http://archiv.tu-chemnitz.de/pub/2008/0123/index.html
  5. ^ Bejan, A (1996). "Method of entropy generation minimization, or modeling and optimization based on combined heat transfer and thermodynamics". J. Appl. Phys. 79 (418–419): 1191–1218. doi:10.1016/S0035-3159(96)80059-6.
  6. ^ 캘런, 허버트 B. (1985) 열역학 및 서모스탯 소개(2차 개정) 존 와일리 & 선즈 주식회사.. ISBN 0-471-86256-8
  7. ^ B. H. 라벤다, Am. J. Phys, vol. 75, 페이지 169-175(2007)
  8. ^ W. 톰슨, 필. 매그. (1853년 2월)
  9. ^ K. H. 호프만. 내피성 열역학에 대한 소개. Atti dell Acaditana Peloritana dei Pericolanti - Classse di Scienz Fisiche, Matematiche e Naturali, 2007 페이지 1–19.
  10. ^ Hoffmann, K. H.; Burzler, J. M.; Schubert, S. (1997). "Endoreversible Thermodynamics". J. Non-Equilib. Thermodyn. 22 (4): 311–355.
  11. ^ H. U. Fuchs, The Dynamics of Heat (2차 개정판), 9장. 대학원 물리학 강의, 스프링거 2011, ISBN 978-1-4419-7603-1