‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫مدرس‬:
‫اسفندیار‬ ‫علیرضا‬
‫مکانیک‬ ‫مهندسی‬ ‫ارشد‬ ‫کارشناسی‬-‫انرژی‬ ‫تبدیل‬
‫حسین‬ ‫امام‬ ‫دانشگاه‬(‫ع‬)
‫ترمودینامیک‬۲
‫گازی‬ ‫توان‬ ‫های‬ ‫سیکل‬
1
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫توان‬ ‫های‬ ‫سیکل‬ ‫تحلیل‬ ‫در‬ ‫اساسی‬ ‫مالحظات‬:
‫واقعی‬ ‫و‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫سیکل‬:
‫س‬ ‫هستند‬ ‫بسیار‬ ‫های‬ ‫پیچیدگی‬ ‫دارای‬ ‫توان‬ ‫تولید‬ ‫واقعی‬ ‫های‬ ‫سیکل‬ ‫اینکه‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬‫در‬ ‫را‬ ‫یکلی‬
‫د‬ ‫پذیر‬ ‫برگشت‬ ‫آن‬ ‫های‬ ‫فرایند‬ ‫تمام‬ ‫اما‬ ‫بوده‬ ‫واقعی‬ ‫سیکل‬ ‫بر‬ ‫منطبق‬ ‫که‬ ‫میگیند‬ ‫نظر‬‫باشد‬ ‫اخلی‬.
2
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫کارنو‬ ‫چرخه‬:
‫ص‬ ‫به‬ ‫آن‬ ‫بازده‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫کار‬ ِ‫ژ‬‫انر‬ ‫منبع‬ ‫دو‬ ‫بین‬ ‫میتواند‬ ‫که‬ ‫ای‬ ‫چرخه‬ ‫کارآمدترین‬ ‫کارنو‬ ‫چرخه‬‫زیر‬ ‫ورت‬
‫میباشد‬:
‫است‬ ‫بخار‬ ‫یا‬ ‫گاز‬ ‫کارنو‬ ‫چرخه‬ ‫عامل‬ ‫سیال‬.
η = 1 −
𝑇𝐿
𝑇 𝐻
3
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫کارنو‬ ‫چرخه‬ ‫های‬ ‫نمودار‬:
4
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫استاندارد‬ ‫هوای‬ ‫فرضیات‬:
‫مش‬ ‫که‬ ‫میشود‬ ‫گرفته‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫فرضیاتی‬ ‫گازی‬ ‫توان‬ ‫های‬ ‫سیکل‬ ‫تحلیل‬ ‫سازی‬ ‫ساده‬ ‫برای‬‫به‬ ‫هور‬
‫است‬ ‫استاندارد‬ ‫هوای‬ ‫فرضیات‬:
•‫میشود‬ ‫گرفته‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫گاز‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫هوا‬.
•‫هستند‬ ‫داخلی‬ ‫پذیر‬ ‫برگشت‬ ‫میده‬ ‫تشکیل‬ ‫را‬ ‫سیکل‬ ‫که‬ ‫فرآیندهایی‬ ‫تمام‬.
•‫میشود‬ ‫جایگزین‬ ‫خارجی‬ ‫منبع‬ ‫از‬ ‫گرماگیر‬ ‫فرآیند‬ ‫با‬ ‫احتراق‬ ‫فرآیند‬.
•‫میگردد‬ ‫جایگزین‬ ‫میگرداند‬ ‫بر‬ ‫اولیه‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫عامل‬ ‫سیال‬ ‫که‬ ‫ای‬ ‫گرماده‬ ‫ِند‬‫آ‬‫فر‬ ‫با‬ ‫خروج‬ ‫فرآیند‬.
5
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫اتو‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫سیکل‬:
6
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫اتو‬ ‫واقعی‬ ‫سیکل‬:
7
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫اتو‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫و‬ ‫واقعی‬ ‫سیکل‬ ‫مقایسه‬:
8
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سیکل‬ ‫بر‬ ‫حاکم‬ ‫معادالت‬:
9
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫اتو‬ ‫سیکل‬ ‫در‬ ‫تراکم‬ ‫نسبت‬ ‫و‬ ‫راندمان‬:
10
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫دیزل‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫و‬ ‫واقعی‬ ‫فرآیند‬ ‫مقایسه‬:
11
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫دیزل‬ ‫سیکل‬ ‫دیاگرام‬:
12
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫دیزل‬ ‫سیکل‬ ‫بر‬ ‫حاکم‬ ‫معادالت‬:
13
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫دیزل‬ ‫سیکل‬ ‫در‬ ‫جابجایی‬ ‫ضریب‬ ‫و‬ ‫راندمان‬:
14
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫اریکسون‬ ‫و‬ ‫استرلینگ‬ ‫های‬ ‫سیکل‬:
15
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫گازی‬ ‫نیروگاه‬:
•‫برایتون‬ ‫سیکل‬:‫گاز‬ ‫توربین‬ ‫برای‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫سیکل‬
•‫بازیاب‬ ‫با‬ ‫برایتون‬ ‫سیکل‬
•‫میانی‬ ‫خنک‬ ‫کردن‬ ‫اضافه‬
•‫برایتون‬ ‫سیکل‬ ‫در‬ ‫مجدد‬ ‫گرمکن‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
16
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫برایتون‬ ‫سیکل‬:
•‫سال‬ ‫حدود‬ ‫در‬1870‫شد‬ ‫اختراع‬ ‫برایتون‬ ‫جرج‬ ‫توسط‬.
•‫میباشد‬ ‫هوایی‬ ‫سیکل‬ ‫ترین‬ ‫ساده‬.
•‫است‬ ‫معروف‬ ‫نیز‬ ‫هوایی‬ ‫استاندارد‬ ‫سیکل‬ ‫به‬.
•‫میباشد‬ ‫گاز‬ ‫توربین‬ ،‫احتراق‬ ‫محفظه‬ ،‫کمپرسور‬ ‫شامل‬ ‫آن‬ ‫اجزای‬.
•‫میشود‬ ‫استفاده‬ ‫گازی‬ ‫های‬ ‫توربین‬ ‫برای‬ ‫فقط‬ ‫امروزه‬.
•‫نمیابند‬ ‫جریان‬ ‫چرخه‬ ‫در‬ ‫دیگر‬ ‫توربین‬ ‫از‬ ‫خروجی‬ ‫های‬ ‫گاز‬.
17
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫گاز‬ ‫توربین‬ ‫باز‬ ‫سیکل‬:‫تراکم‬ ‫فرآیند‬
•‫میشود‬ ‫کمپرسور‬ ‫وارد‬ ‫تازه‬ ‫هوای‬(1)
•‫میکند‬ ‫ترک‬ ‫را‬ ‫کمپرسور‬ ‫باال‬ ‫فشار‬ ‫به‬ ‫هوا‬(2)
18
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫گاز‬ ‫توربین‬ ‫باز‬ ‫سیکل‬:‫احتراق‬ ‫فرآیند‬
•‫باال‬ ‫فشار‬ ‫هوای‬(2)‫مشتعل‬ ‫ثابت‬ ‫فشار‬ ‫در‬ ‫سوخت‬ ‫محفظه‬ ‫درون‬ ‫و‬ ‫میشود‬ ‫احتراق‬ ‫محفظه‬ ‫وارد‬
‫میشود‬ ‫خارج‬ ‫محفظه‬ ‫از‬ ‫باال‬ ‫بسیار‬ ‫دمای‬ ‫با‬ ‫گازهای‬ ‫و‬ ‫میشود‬( .3)
19
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫گاز‬ ‫توربین‬ ‫باز‬ ‫سیکل‬:‫انبساط‬ ‫فرآیند‬
20
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫گاز‬ ‫توربین‬ ‫بسته‬ ‫سیکل‬:
‫کرد‬ ‫مدل‬ ‫بسته‬ ‫سیکل‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫باز‬ ‫سیکل‬ ‫میتوان‬ ‫استاندارد‬ ‫هوای‬ ‫فرض‬ ‫با‬.
‫نمیکنند‬ ‫تغییری‬ ‫انبساط‬ ‫و‬ ‫تراکم‬ ‫فرآیند‬.
‫ک‬ ‫انجام‬ ‫جهت‬ ‫گاز‬ ‫توربین‬ ،‫دما‬ ‫افزایش‬ ‫جهت‬ ‫احتراق‬ ‫محفظه‬ ،‫فشار‬ ‫افزایش‬ ‫جهت‬ ‫کمپرسور‬‫ار‬
‫است‬.
21
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫گاز‬ ‫توربین‬ ‫بسته‬ ‫سیکل‬:
22
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫برایتون‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫سیکل‬ ‫دیاگرام‬:
23
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫برایتون‬ ‫سیکل‬ ‫معادالت‬:
24
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫برایتون‬ ‫سیکل‬ ‫حرارتی‬ ‫راندمان‬:
η = 1 −
1
𝑟𝑝
ൗ𝑘−1
𝑘
𝑟𝑝 =
𝑝2
𝑝1
‫فشار‬ ‫نسبت‬:
25
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫برایتون‬ ‫سیکل‬ ‫خالص‬ ‫کار‬ ‫و‬ ‫راندمان‬ ‫بر‬ ‫فشار‬ ‫تاثیر‬:
26
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫گاز‬ ‫توربین‬ ‫واقعی‬ ‫چرخه‬:
27
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫بازیاب‬ ‫با‬ ‫برایتون‬ ‫سیکل‬:
‫اس‬ ‫توان‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬ ‫افزایش‬ ‫و‬ ‫احتراق‬ ‫محفظه‬ ‫ورودی‬ ‫در‬ ‫عامل‬ ‫سیال‬ ‫دمای‬ ‫افزایش‬ ‫هدف‬‫ت‬
28
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫بازیاب‬ ‫با‬ ‫برایتون‬ ‫حرارتی‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬:
η=1 −
𝑇1
𝑇3
(𝑟𝑝) ൗ(𝑘−1)
𝑘
29
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫برگشتی‬ ‫کار‬ ‫کاهش‬ ،‫کمپرسور‬ ‫در‬ ‫میانی‬ ‫کن‬ ‫خنک‬ ‫از‬ ‫استفاده‬:
•‫دارد‬ ‫همراه‬ ‫به‬ ‫مصرفی‬ ‫کار‬ ‫کاهش‬ ،‫تراکم‬ ‫فرآیند‬ ‫در‬ ‫عامل‬ ‫سیال‬ ‫مخصوص‬ ‫حجم‬ ‫کاهش‬.
30
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫توربین‬ ‫در‬ ‫مجدد‬ ‫گرمکن‬ ‫از‬ ‫استفاده‬:
‫میابد‬ ‫افزایش‬ ‫خروجی‬ ‫کار‬ ،‫انبساط‬ ‫فرآیند‬ ‫در‬ ‫عامل‬ ‫سیال‬ ‫مخصوص‬ ‫حجم‬ ‫افزایش‬ ‫با‬.
‫نمیرود‬ ‫باال‬ ‫چرخه‬ ‫در‬ ‫ماکزیمم‬ ‫دمای‬.
‫شد‬ ‫خواهد‬ ‫همدما‬ ‫انبساط‬ ‫فرآیند‬ ‫مراحل‬ ‫تعداد‬ ‫شدن‬ ‫زیاد‬ ‫صورت‬ ‫در‬.
‫میشود‬ ‫نیز‬ ‫بازیاب‬ ‫بیشتر‬ ‫افزایش‬ ‫باعث‬ ‫مجدد‬ ‫گرمکن‬ ‫و‬ ‫میانی‬ ‫کن‬ ‫خنک‬ ‫از‬ ‫استفاده‬.‫در‬ ‫که‬ ‫زیرا‬
‫میکند‬ ‫ترک‬ ‫باالتر‬ ‫دمای‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫توربین‬ ‫و‬ ‫تر‬ ‫پایین‬ ‫دمای‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫کمپرسور‬ ‫گاز‬ ‫حالت‬ ‫این‬.
31
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫بازیاب‬ ‫و‬ ‫مجدد‬ ‫گرمایش‬ ،‫میانی‬ ‫کن‬ ‫خنک‬ ‫با‬ ‫ای‬ ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫کمپرسور‬ ‫با‬ ‫گاز‬ ‫توربین‬:
32
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫وبازیاب‬ ‫مجدد‬ ‫گرمایش‬ ،‫میانی‬ ‫کن‬ ‫خنک‬ ‫با‬ ‫ای‬ ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫کمپرسور‬ ‫با‬ ‫گاز‬ ‫نمودارتوربین‬:
33
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫آل‬ ‫ایده‬ ‫جت‬ ‫جلوبرنده‬ ‫سیکل‬:
‫میگی‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫هواپیماها‬ ‫انواع‬ ‫در‬ ‫ای‬ ‫گسترده‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫توربوجت‬ ‫موتورهای‬ ‫امروزه‬‫رند‬.
‫باال‬ ‫وزن‬ ‫به‬ ‫قدرت‬ ‫نسبت‬ ‫و‬ ‫زیاد‬ ‫فضای‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫عدم‬ ،‫کم‬ ‫وزن‬ ‫به‬ ‫میتوان‬ ‫امر‬ ‫این‬ ‫دالیل‬ ‫از‬‫اشاره‬ ،
‫کرد‬.
34
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫توربوجت‬ ‫یک‬ ‫اصلی‬ ‫اجزای‬:
35
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫دیاگرام‬T-S‫آل‬ ‫ایده‬ ‫توربوجت‬ ‫به‬ ‫مربوط‬:
36
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫مهم‬ ‫کنکوری‬ ‫سواالت‬
1.‫ماده‬ ‫آن‬ ‫عامل‬ ‫سیال‬ ‫که‬ ‫کارنو‬ ‫سیکل‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫صورتی‬ ‫در‬A‫میباشد‬.‫ماده‬ ‫با‬ ‫سیال‬ ‫این‬B‫که‬
‫ماده‬ ‫ثابت‬ ‫فشار‬ ‫حرارتی‬ ‫ظرفیت‬ ‫برابر‬ ‫دو‬ ‫آن‬ ‫ثابت‬ ‫فشار‬ ‫حرارتی‬ ‫ظرفیت‬A‫است‬.𝐶 𝑝𝐵= 2𝐶 𝑝𝐴
‫با‬ ‫است‬ ‫برابر‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫کارنو‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬ ،‫شود‬ ‫جایگزین‬:
‫الف‬)‫اولیه‬ ‫کارنوی‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬ ‫برابر‬
‫ب‬)‫اولیه‬ ‫کارنو‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬ ‫نصف‬
‫ج‬)‫اولیه‬ ‫کارنو‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬ ‫برابر‬ ‫دو‬
‫د‬)‫کدام‬ ‫هیچ‬
37
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬1:
•‫س‬ ‫نوع‬ ‫از‬ ‫مستقل‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫سیکل‬ ‫عملکرد‬ ‫دماهای‬ ‫از‬ ‫تابعی‬ ‫حرارتی‬ ‫راندمان‬ ‫کارنو‬ ‫سیکل‬ ‫در‬‫یال‬
‫است‬.
‫گزینه‬(1)‫است‬ ‫صحیح‬.
38
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬۲:
•‫ترتیب‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫حداقل‬ ‫و‬ ‫حداکثر‬ ‫اتو‬ ‫سیکل‬ ‫یک‬ ‫در‬1350‫و‬400‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬
‫میباشد‬.‫اتو‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬ ‫اگر‬85%‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫همان‬ ‫بین‬ ‫که‬ ‫باشد‬ ‫کارنویی‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬
‫است؟‬ ‫چقدر‬ ‫اتو‬ ‫سیکل‬ ‫تراکم‬ ‫نسبت‬ ،‫میکند‬ ‫کار‬(K=1.4)
•1.1.99
•2.4.98
•3.5.58
•4.6.73
39
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬۲:
• η 𝑐𝑎𝑟𝑛𝑜 = 1 −
𝑇 𝐿
𝑇 𝐻
= 1-
40+273
1350+273
= 0.585 η 𝑜𝑡ℎ𝑜= 0.585×
85
100
• 0.497=1-
1
𝑟 𝑘−1 r=5.58
•‫گزینه‬(3)‫است‬ ‫صحیح‬.
40
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬3:
•‫تحول‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫اریکسون‬ ‫حرارتی‬ ‫سیکل‬.................‫تحول‬ ‫دو‬ ‫و‬......................‫یاف‬ ‫تشکیل‬ ‫ثابت‬‫ته‬
‫است‬.
•1.‫ثابت‬ ‫حجم‬-‫فشار‬
•2.‫ایزوترم‬-‫آنتروپی‬
•3.‫ایزوترم‬-‫فشار‬
•4.‫ایزوترم‬-‫حجم‬
41
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬3:
•‫گزینه‬(3)‫است‬ ‫صحیح‬.
42
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬4:
•‫است‬ ‫گازی‬ ‫نیروگاه‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫زیر‬ ‫های‬ ‫سیکل‬ ‫از‬ ‫یک‬ ‫کدام‬:
•1.‫دیزل‬
•2.‫رنکین‬
•3.‫کارنو‬
•4.‫برایتون‬
43
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬4:
•‫گزینه‬(3)‫است‬ ‫صحیح‬.
44
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬5:
‫ماکزیمم‬ ‫فشار‬ ‫میکند‬ ‫کار‬ ‫هوا‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫برایتون‬ ‫استاندارد‬ ‫ساده‬ ‫سیکل‬ ‫یک‬ ‫در‬10‫به‬ ‫ورودی‬ ‫فشار‬ ‫برابر‬
‫است‬ ‫کمپرسور‬.‫از‬ ‫است‬ ‫عبارت‬ ‫سیکل‬ ‫این‬ ‫راندمان‬:
.10.806
.20.482
.30.1
.4‫نیست‬ ‫کافی‬ ‫مسئله‬ ‫اطالعات‬.
45
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬5:
• η 𝐵𝑟𝑎𝑦𝑡𝑜𝑛 = 1 −
1
𝑟 𝑝
ൗ𝑘−1
𝑘
= 1-
1
10(1.4−1)/1.4 = 0.482
‫گزینه‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬(2)‫است‬ ‫صحیح‬.
46
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬6:
•‫سیکل‬ ‫راندمان‬ ‫کمپرسور‬ ‫فشار‬ ‫نسبت‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫برایتون‬ ‫سیکل‬ ‫در‬:
•1.‫میابد‬ ‫کاهش‬
•2.‫میکند‬ ‫تغییری‬
•3.‫میابد‬ ‫افزایش‬
•4.‫میابد‬ ‫کاهش‬ ‫سپس‬ ‫و‬ ‫افزایش‬ ‫ابتدا‬ ‫فشار‬ ‫نسبت‬ ‫مقدار‬ ‫به‬ ‫بسته‬
47
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬6:
•‫گزینه‬(3)‫است‬ ‫صحیح‬.
48
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬7:
•‫دماهای‬ ‫بین‬ ‫کارنو‬ ‫هوایی‬ ‫استاندارد‬ ‫سیکل‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫موتوری‬ ‫میشود‬ ‫فرض‬𝑇𝐿 = 300𝑘‫و‬
𝑇 𝐻 = 1000𝑘‫نماید‬ ‫عمل‬.‫است؟‬ ‫صحیح‬ ‫رابطه‬ ‫کدام‬
.1𝑞 𝐻 =
10 𝑞 𝐿
7
.2𝑞 𝐻 =
13 𝑞 𝐿
10
.3𝑞 𝐻 =
10 𝑞 𝐿
3
.4𝑞 𝐻 =
13𝑞 𝐿
7
49
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬7:
•‫داریم‬ ‫کارنو‬ ‫سیکل‬ ‫در‬:
•
𝑄 𝐻
𝑄 𝐿
=
𝑇 𝐻
𝑇 𝐿
=
1000
300
𝑄 𝐻 =
10
3
𝑄 𝐿
•‫گزینه‬ ‫صحیح‬ ‫گزینه‬(3)‫میباشد‬.
50
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬8:
‫گف‬ ‫میتوان‬ ‫آنگاه‬ ‫باشند‬ ‫یکسان‬ ‫دیزل‬ ‫و‬ ‫بنزینی‬ ‫موتور‬ ‫دو‬ ‫در‬ ‫فشار‬ ‫حداکثر‬ ‫و‬ ‫حداقل‬ ‫اگر‬‫ت‬:
.1‫است‬ ‫دیزل‬ ‫از‬ ‫بیشتر‬ ‫بنزینی‬ ‫موتور‬ ‫راندمان‬ ‫هم‬ ‫و‬ ‫خالص‬ ‫کار‬ ‫هم‬
.2‫کرد‬ ‫نمیتوان‬ ‫هم‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫موتور‬ ‫دو‬ ‫راندمان‬ ‫خصوص‬ ‫در‬ ‫قضاوتی‬ ‫هیچ‬
.3‫است‬ ‫بنزینی‬ ‫از‬ ‫بیشتر‬ ‫دیزل‬ ‫خالص‬ ‫کار‬ ‫و‬ ‫بنزینی‬ ‫از‬ ‫کمتر‬ ‫دیزل‬ ‫راندمان‬
.4‫است‬ ‫بنزینی‬ ‫از‬ ‫بیشتر‬ ‫دیزل‬ ‫راندمان‬ ‫هم‬ ‫و‬ ‫خالص‬ ‫کار‬ ‫هم‬
51
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬8:
•‫نمودارهای‬ ‫به‬P-v‫کنید‬ ‫توجه‬ ‫اتو‬ ‫و‬ ‫دیزل‬ ‫های‬ ‫سیکل‬ ‫به‬ ‫مربوط‬.‫میش‬ ‫مالحظه‬ ‫که‬ ‫همانطور‬‫ود‬
‫دیگر‬ ‫طرف‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫اتو‬ ‫خالص‬ ‫کار‬ ‫از‬ ‫بیشتر‬ ‫دیزل‬ ‫خالص‬ ‫کار‬𝑄 𝐿‫است‬ ‫یکسان‬ ‫سیکل‬ ‫دو‬ ‫هر‬ ‫در‬.
•‫است‬ ‫بیشتر‬ ‫دیزل‬ ‫سیکل‬ ‫راندمان‬ ‫بنابراین‬.
•‫گزینه‬ ‫پس‬4‫است‬ ‫صحیح‬.
52
𝑃
𝑉
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬9:
‫دیاگرام‬T-S‫است‬ ‫زیر‬ ‫اشکال‬ ‫از‬ ‫یک‬ ‫کدام‬ ‫کارنو‬ ‫چرخه‬ ‫برای‬:
(1
)3
53
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬9:
•‫نمودار‬T-S‫است‬ ‫مستطیل‬ ‫یک‬ ‫کارنو‬ ‫سیکل‬.‫آیزنتروپیک‬ ‫فرآیند‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫کارنو‬ ‫سیکل‬‫فرآیند‬ ‫دو‬ ‫و‬
‫است‬ ‫شده‬ ‫تشکیل‬ ‫ایزوترم‬.
•‫دیگر‬ ‫طرف‬ ‫از‬𝑄 𝐿‫است‬ ‫یکسان‬ ‫دو‬ ‫هر‬ ‫در‬.
•‫گزینه‬ ‫پس‬(3)‫است‬ ‫صحیح‬.
54
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬10:
‫ا‬ ‫سیکل‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫میکند‬ ‫کار‬ ‫اتو‬ ‫سیکل‬ ‫براساس‬ ‫که‬ ‫بنزینی‬ ‫موتور‬ ‫یک‬ ‫در‬‫با‬ ‫و‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫تو‬
‫ویژه‬ ‫گرمای‬ ‫نسبت‬ ‫تعریف‬ ‫گرفتن‬ ‫نظر‬ ‫در‬𝐾 =
𝐶 𝑝
𝐶 𝑣
‫گفت‬ ‫میتوان‬:
•1.‫کاهش‬ ‫موجب‬ ‫واقعی‬ ‫موتور‬ ‫دمای‬ ‫افزایش‬k‫مییابد‬ ‫افزایش‬ ‫واقعی‬ ‫موتور‬ ‫راندمان‬ ‫و‬ ‫شده‬
•2.‫افزایش‬ ‫موجب‬ ‫واقعی‬ ‫موتور‬ ‫دمای‬ ‫افزایش‬k‫میشود‬ ‫واقعی‬ ‫موتور‬ ‫راندمان‬ ‫افزایش‬ ‫باعث‬ ‫این‬ ‫و‬ ‫شده‬
•3.‫کاهش‬ ‫موجب‬ ‫واقعی‬ ‫موتور‬ ‫دمای‬ ‫افزایش‬k‫میابد‬ ‫کاهش‬ ‫واقعی‬ ‫موتور‬ ‫راندمان‬ ‫و‬ ‫شده‬
•4.‫افزایش‬ ‫موجب‬ ‫واقعی‬ ‫موتور‬ ‫دمای‬ ‫افزایش‬k‫میشود‬ ‫واقعی‬ ‫موتور‬ ‫راندمان‬ ‫کاهش‬ ‫باعث‬ ‫این‬ ‫و‬ ‫شده‬
55
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬10:
•‫گزینه‬3‫است‬ ‫صحیح‬.
56
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬11:
‫با‬ ‫است‬ ‫برابر‬ ‫زیر‬ ‫شکل‬ ‫پذیر‬ ‫بازگشت‬ ‫سیکل‬ ‫حرارتی‬ ‫راندمان‬:
.180%
.233.33%
.360%
.442%
57
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬11:
• η =
400−300 1.6−0.4 +(500−400)(1−0.4)
400 1.6−1 +(500−400)(1−0.4)
=
180
540
= 33.33%
•‫گزینه‬(2)‫است‬ ‫صحیح‬.
58
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬1۲:
‫دیاگرام‬ ‫در‬ ‫پذیر‬ ‫بازگشت‬ ‫حرارتی‬ ‫ماشین‬ ‫دو‬T-S‫میباشند‬ ‫زیر‬ ‫شکل‬ ‫مطابق‬.‫راندمان‬ ‫مقدار‬
‫سیکل‬ ‫حرارتی‬1‫به‬2‫وقتی‬𝑇2‫است‬ ‫عبارت‬ ‫میکند‬ ‫میل‬ ‫نهایت‬ ‫بی‬ ‫سمت‬ ‫به‬:
59
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬1۲:
• η1 =
∆𝑠(𝑇2−𝑇1)
2
𝑇2∆𝑠
=
𝑇2−𝑇1
2𝑇2
lim η1 = 0.5
• η2 =
∆𝑠(𝑇2−𝑇1)
2
(
𝑇2−𝑇1
2
+𝑇1)∆𝑠
=
𝑇2−𝑇1
𝑇2+𝑇1
lim η2 = 1
•‫گزینه‬2‫است‬ ‫صحیح‬.
η1
η2
=0.5
60
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬13:
‫است‬ ‫زیر‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫بازیاب‬ ‫با‬ ‫گازی‬ ‫توربین‬ ‫سیکل‬ ‫نمودار‬.‫سیکل‬ ‫این‬ ‫در‬400‫کار‬ ‫کیلوژول‬
‫میشود‬ ‫تولید‬ ‫توربین‬ ‫توسط‬.‫ترت‬ ‫به‬ ‫کمپرسور‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫به‬ ‫هوا‬ ‫خروجی‬ ‫و‬ ‫ورودی‬ ‫های‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬‫یب‬
285‫و‬445‫میباشد‬ ‫کلوین‬ ‫درجه‬.‫با‬ ‫است‬ ‫برابر‬ ‫سیکل‬ ‫حرارتی‬ ‫راندمان‬:
‫کنید‬ ‫فرض‬𝐶 𝑝 = 1
.160%
.237%
.340%
.4‫نیست‬ ‫کافی‬ ‫مسئله‬ ‫اطالعات‬.
61
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬13:
• 𝑞 𝐻 = 𝐶 𝑝(𝑇3 − 𝑇𝑥)
• 𝑊𝑡 = 𝐶 𝑝(𝑇3 − 𝑇4)
• ‫آل‬ ‫ایده‬ ‫حالت‬ ‫در‬ : 𝑇𝑥 = 𝑇4
• η 𝑡ℎ =
𝑊𝑡−𝑊𝑐
𝑞 𝐻
• 𝑊𝑐 = 𝐶 𝑝 𝑇2 − 𝑇1
‫گزینه‬(1)‫است‬ ‫صحیح‬.
η 𝑡ℎ = 1 −
𝑊𝑐
𝑊𝑡
= 1 −
1 × 445 − 285
400
= 0.6
62
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬14:
•‫آن‬ ‫حرارتی‬ ‫بازده‬ ،‫میشود‬ ‫استفاده‬ ‫برایتون‬ ‫سیکل‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫اتمی‬ ‫نیروگاه‬ ‫یک‬ ‫در‬0.3‫آن‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫بوده‬
‫مقدار‬𝑄 𝐻‫متوسط‬ ‫دمای‬ ‫در‬ ‫داغ‬ ‫مایع‬ ‫سدیم‬ ‫از‬ ‫که‬k1000‫میابد‬ ‫انتقال‬ ‫هوا‬ ‫به‬480‫وات‬ ‫مگا‬
‫است‬.‫سرد‬ ‫منبع‬ ‫دمای‬ ‫است؟‬ ‫وات‬ ‫مگا‬ ‫چند‬ ‫سیکل‬ ‫کل‬ ‫های‬ ‫ناپذیری‬ ‫برگشت‬ ‫مقدار‬k298
‫است‬.
(10
(2144
(3193
(4340
63
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫سوال‬ ‫جواب‬14:
• η 𝑐𝑎𝑟𝑛𝑜 = 1 −
𝑇 𝐿
𝑇 𝐻
= 0.702
• 𝑊𝐻 = 0.3 × 480 = 144 𝑀𝑤 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙
• 𝑊𝐻 = 0.702 × 480 = 337 𝑀𝑤 ideal
•‫ناپذیری‬ ‫بازگشت‬=144-337=193‫مگاوات‬
•‫گزینه‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬3‫است‬ ‫صحیح‬.
64
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫کنکوری‬ ‫نکات‬ ‫بیان‬:
‫ثابت‬ ‫حجم‬ ‫فرآیند‬ ‫ثابت‬ ‫فشار‬ ‫فرآیند‬ ‫ثابت‬ ‫دما‬ ‫فرآیند‬ ‫آیزنتروپیک‬ ‫فرآیند‬ ‫سیکل‬ ‫نام‬
-- -- 2 2 ‫کارنو‬
2 -- -- 2 ‫اتو‬
1 1 -- 2 ‫دیزل‬
2 -- 2 -- ‫استرلینگ‬
-- 2 2 -- ‫اریکسون‬
-- 2 -- 2 ‫برایتون‬
65
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫فرادرس‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫مطرح‬ ‫نکات‬ ‫مبنای‬ ‫بر‬ ‫ها‬ ‫اسالید‬ ‫این‬
«‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲»
‫است‬ ‫شده‬ ‫تهیه‬.
‫نمایید‬ ‫مراجعه‬ ‫زیر‬ ‫لینک‬ ‫به‬ ‫آموزش‬ ‫این‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫بیشتر‬ ‫اطالعات‬ ‫کسب‬ ‫برای‬
faradars.org/fvphy106
‫ترمودینامیک‬ ‫آموزش‬۲
faradars.org/fvphy106
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

آموزش ترمودینامیک ۲ بخش اول