ผู้ใช้:นางสาวณพสร ถิ่นระยะ/กระบะทราย

วัฏจักรเทอร์โมไดนามิกส์

         เทอร์โมไดนามิกส์ เป็นการศึกษาการถ่านโอนหรือการเปลี่ยนรูปพลังงานในระหว่างพลังงานหลายรูปแบบ ดุลพลังงานและการวิเคราะห์การถ่ายโอนเป็นความสำคัญลำดับที่สองรองจากดุลมวลในการออกแบบและการวิเคราะห์กระบวนการเคมี ความถูกต้องของการคำนวณ หมายถึง ความแตกต่างระหว่างความสำเร็จเชิงเศรษฐศาสตร์และความผิดพลาด
  
      ประโยชน์ของเทอร์โมไดนามิกส์
         การปฏิบัติงานทางวิศวกรรมเคมีต้องการใช้ความรู้เทอร์โมไดนามิกส์ในทุกสถานการณ์ เมื่อพิจารณาระบบกระบวนการเคมีซึ่งประกอบด้วย เครื่องปฏิกรณ์ อุปกรณ์แยก เครื่องสูบ และอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน เราไม่สามารถออกแบบหรือวิเคราะห์อุปกรณ์อันใดอันหนึ่งได้ โดยไม่ใช้หลักการเทอร์โมไดนามิกส์ ขอยกตัวอย่างต่อไปนี้
- ดุลพลังงานของการแลกเปลี่ยนความร้อน
- ดุลพลังงานของกระบวนการทั้งหมด
- การออกแบบกำลังเครื่องสูบและเครื่องอัด
- การวิเคราะห์เทอร์ไบน์และเครื่องจักรความร้อน
- การคำนนวณการสูญเสียความดันในท่อและหอ
- การคำนวณการแยกในหอกลั่น หอแยกสกัด และหอดูดซึม
- การคำนวณการเปลี่ยน (Conversion)สูงสุด และการแจกแจงผลิตภัณฑ์ที่สมดุลในเครื่องปฏิกรณ์
- การคำนวณผลความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์
- การคำนวณงานที่ต้องการใช้ในการดำเนินการของกระบวนการทั้งหมด

วัฏจักรออตโต (Otto): เครื่องยนต์แกโซลิน

 วัฏจักรออตโต เป็นวัฏจักรที่คิดขึ้นโดยวิศวกรชาวเยอรมัน ชื่อ ดร.เอ เอ็น ออตโต (A.N.Otto) ในปี ค.ศ. 1870 วัฏจักรนี้นำมาประยุกต์ใช้กับเครื่องยนต์แก๊สโซลีน  วัฏจักรนี้ประกอบด้วย 4 กระบวนการ ดังนี้ 
  1 จังหวะดูด (Intake Stroke) ลิ้นไอดีจะเริ่มเปิดก่อนที่ลูกลูบจะเคลื่อนที่ถึงศูนย์ตายบน เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลงจากศูนย์ตายบน(TDC หรือ Top Dead Center) ไอดี (ส่วนผสมของอากาศกับเชื้อเพลิงจะถูกดูดเข้ากระบอกสูบ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่เลยจากศูนย์ตายล่าง (BDC  หรือ Bottom Dead Center) ไอดีจะยังคงไหลเข้ากระบอกสูบด้วยแรงเฉื่อยจนกว่าลิ้นไอดีจะปิด 

  2 จังหวะอัด (Compression Stroke) เมื่อลิ้นไอดีปิด อันเป็นจุดเริ่มต้นของจังหวะอัดซึ่งลูกสูบจะเคลื่อนที่ขึ้นไปสู่ศูนย์ตายบน จังหวะนี้ไอดีประมาณ 10 ส่วนที่ถูกดูดเข้ากระบอกสูบมาในจังหวะดูดจะถูกอัดตัวให้มีปริมาตรเล็กลงเหลือประมาณ 1 ส่วน ดังนั้นไอดีซึ่งเป็นส่วนผสมของอากาศกับเชื้อเพลิงจึงมีความดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้นพร้อมสำหรับการสันดาป
               หมายเหตุ  ช่วงปลายของจังหวะอัดคือก่อนที่ลูกสูบจะเคลื่อนที่ถึงศูนย์ตายบน หัวเทียนจะเกิดประกายไฟขึ้น โดยที่หัวเทียนจะเกิดประกายไฟก่อนที่หัวลูกสูบจะเคลื่อนถึงศูนย์ตายบนกี่องศานั้นขึ้นอยู่กับความเร็วรอบ, อุณหภูมิและภาระของเครื่องยนต์ ซึ่งเรียกว่าไฟแก่หรือการจุดระเบิดล่วงหน้าหรือ Spark Advance) 
               
  3 จังหวะกำลัง (Power Stroke) (ซึ่งเริ่มนับจากหัวลูกสูบอยู่ที่ศูนย์ตายบน) หรือบางครั้งเรียกว่า จังหวะระเบิด (Expansion Stroke) (ซึ่งเริ่มนับจากหัวเทียนเกิดประกายไฟ) กำลังจากการระเบิดหรือการสันดาป (Combustion) ภายในห้องเผาไหม้จะผลักดันให้ลูกสูบเคลื่อนที่ลงมาเป็นกำลังงานขับเคลื่อนของเครื่องยนต์ ในจังหวะนี้จะไปสิ้นสุดจนกว่าลิ้นไอเสียจะเปิด
               

• วัฏจักรจูล(Joule)และเบรย์ตัน (Brayton):เทอร์ไบน์ก๊าซ
• วัฏจักรแรงกิน(Rankine)-เครื่องจักรไอน้ำ
• วัฏจักรการทำความเย็น(Refrigeration cycle)
• การทำให้เป็นของเหลว(Liquefaction)