외부 연소 엔진이란 무엇입니까?- 예

외부 연소 엔진이란 무엇입니까?

외연 기관은 (내부) 작동 유체가 엔진 벽 또는 열교환기를 통해 외부 소스의 연소에 의해 가열되는 열 기관입니다. 그런 다음 유체는 팽창하고 엔진의 메커니즘에 작용하여 운동과 사용 가능한 작업을 생성합니다.

그런 다음 유체는 냉각되고 압축되며 폐쇄된 사이클에서 재사용됩니다. 증기 기관이 액체 및 기체 상태의 물을 작동 유체로 사용하는 것과 달리 스털링 엔진은 공기나 헬륨과 같은 고정된 양의 영구적인 기체 유체를 둘러쌉니다.

모든 열기관과 마찬가지로 일반적인 사이클은 냉각 가스 압축, 가스 가열, 핫 가스 팽창, 마지막으로 가스 냉각으로 구성되어 사이클을 반복합니다.

외부 연소 엔진의 이해

외부 열 기관은 일반적으로 증기 기관이며 열원이 작동하는 유체와 분리되어 있다는 점에서 내연 기관과 다릅니다. 예를 들어, 외연 기관은 화염을 사용하여 물을 증기로 가열한 다음 증기를 사용하여 터빈을 돌립니다. 이는 가솔린이 피스톤 내부에서 점화되어 작동한 다음 배출되는 자동차 엔진과 같은 내연 기관과 다릅니다.

모든 외부 연소 엔진은 외부 열 엔진입니다. 태양열 발전소, 원자력 발전소, 지열 발전소와 같이 외연 기관이 아닌 EHE가 있습니다. 그럼에도 불구하고 원자로와 같은 외부 열 기관은 때때로 외부 연소 기관으로 불립니다.

외연 기관은 발전소에서 사용되기 때문에 가장 일반적인 형태의 외부 열 기관입니다. 외연 기관은 작업에 사용되는 열을 생성하기 위해 연소를 거쳐야 하기 때문에 다른 EHE와는 다릅니다.

이동식 설계가 충분히 효율적이지 않기 때문에 외연 기관은 더 이상 운송에 사용되지 않지만 발전소에서는 계속 사용됩니다. 예를 들어, 천연 가스 발전소는 물을 증기로 끓여 터빈을 돌려 전기를 생산합니다.

외부 연소 설계는 천연 가스가 물과 직접 접촉하지 않는다는 것을 의미하며, 엔진은 여전히 ​​유용한 작업을 수행하기 위해 방출되는 엄청난 양의 에너지를 사용합니다. 석탄 화력 발전소는 광산에서 발전소로 석탄을 가져와 보일러에서 태우는 것과 거의 같은 방식으로 작동합니다. 파이프가 보일러로 물을 보내고, 불타는 석탄이 물을 끓여 증기를 생성하고 터빈을 돌려 전기를 생성합니다.

연소란 무엇입니까?

"연소"는 열을 공급하기 위해 산화제로 연료를 태우는 것을 말합니다. 유사한(또는 동일한) 구성 및 작동의 엔진은 연소를 포함하지 않는 핵, 태양열, 지열 또는 발열 반응과 같은 다른 소스의 열 공급을 사용할 수 있습니다. 그런 다음 엄격하게 외부 연소 엔진으로 분류되지 않고 외부 열 엔진으로 분류됩니다.

작동 유체

작동 유체는 모든 구성이 될 수 있으며 시스템은 단상(액체만 또는 기체만) 또는 이중상(액체/기체)일 수 있습니다.

  • 단일 단계: 가스는 스털링 엔진에 사용됩니다. 단상 액체가 때때로 사용될 수 있습니다.
  • 이중 단계: 2상 외부 연소 엔진은 상전이를 사용하여 온도를 사용 가능한 작업, 예를 들어 액체에서 (일반적으로 훨씬 더 큰) 기체로 변환합니다. 이 유형의 엔진은 Rankine 주기의 변형을 따릅니다. 증기 엔진은 이중 위상 엔진의 일반적인 예입니다. 또 다른 예로는 Organic Rankine 주기를 사용하는 엔진이 있습니다.

예시

  • CANDU 원자로(원자력발전소의 일종)
  • 석탄 화력 발전소
  • 천연 가스 발전소
  • 증기 기관차(운영 사례가 거의 없음)
  • 태양열 발전소
  • 스털링 엔진

외연 기관의 장점

  • 사용 가능한 거의 모든 종류의 연료를 사용할 수 있습니다.
  • 연료의 폭발로 인해 동력이 발생하지 않아 소음이 매우 적습니다.
  • 엔진 배기가스도 매우 낮습니다.
  • 대규모 발전에 매우 경제적

외연 기관의 단점

  • 낮은 부하 요구 사항에 적합하지 않음
  • 작동액 누출
  • 윤활유 소비
  • 엔진의 크기가 비교적 크다
  • 전체 작업 온도가 높기 때문에 세심한 주의와 특별한 건축 자재가 필요합니다.

외연 기관의 응용

  • Steam 엔진: 기관차, 해병
  • 스털링 엔진: 실험용 우주선
  • 증기 터빈: 파워, 대형 마린
  • 폐쇄 사이클 가스 터빈: 파워, 마린