热效率

热效率是什么

像发动机、发电装置、锅炉装置等这样的能量转换装置，它的有效输出能量与输出能量的比值，我们通常称为热效率，常用百分比来时表示。发动机的热效率是转变为机械功的热量与所消耗热量的比值。而发动机的有效热效率是指实际循环的有效功与所消耗的热量的比值，用作衡量发动机经济性能的重要指标。

热效率单地说就是吃了多少粮和出了多少力的关系。打个比方，一个人在饱餐了高热量食物后负重行军5Km，那么提高热效率要做的就是在保证负重行军5Km的前提下减少负重，减少高热量食物的供给。

热效率计算公式

热效率公式本身是与有序度指标"熵变"(用简化的S表示）有联系的.即

ηs=A/Q=1 -(T2/T1）编辑不规范

=1 -(T2/Q1）S ⑷

若当热机内的微观粒子的运动有序，并向宏观有序发展（做功）时，即熵S→0，则（T2/Q1）S→0,

ηs→1

如果微观粒子的运动无序时，0≤η<<1.

如果让⑷式中的 Q用系统总的可做功的能量表示，即

Q=3PV或Q=U=3PV

则传统热机的热效率

η0=A/Q=PV/3PV

=1/3

他就是传统热机效率的一个界限，也就是为什么传统热机的效率不易提高的根本原因.

当微观运动有序时,由⑵，⑶两式知A=3PV，故新式有序动力机的效率

ηs=A/Q=3PV/3PV

=1

显然，"热"机（发动机）效率是可以达到或趋向理想值的.

如何提高热效率

根据热力学第二定律可以推知所有热力循环中效率Z高的是卡诺循环。由于卡诺循环在电厂发电实际应用中难以实现，实际采用的应该尽可能接近卡诺循环。卡诺循环的效率有个公式，它认为吸热过程温度越高，放热过程温度越低，热效率就会越高。在电厂中除了尽可能提高蒸汽参数、提高凝汽器真空外，还会采用再热回热等各种手段来达到以上效果。

除了卡诺循环以外还有另外的可逆循环。总之提高循环热效率的总方针应该是首先使循环方式尽可能接近可逆循环，尽可能减少不可逆损失，并适当改造循环，使它在适应实际应用的同时具备较高的热效率。

近年，本田破天荒地把热效率提升至40%，这一技术的实现，在汽油发动机进化史上具有里程碑意义。发动机是将混合气燃烧产生的热能转化为动能的一种装置，混合气燃烧产生的热量并不能完全转化为动能，而这个转化率就是发动机的热效率。计算热效率是一个非常复杂的过程，但热效率提升带来的发动机性能提升却是显而易见的，首当其冲的便是油耗的降低及功率的提升。

由于发动机机械结构及材料的限制，其热效率一直维持在30%左右，很大一部分都是以热量的形式白白被浪费掉了，之前本田的地球梦技术将发动机热效率提升到了38%时，已经让整个汽车行业为之咋舌，这也是为什么在开篇时笔者认为丰田Dynamic Force Engine发动机将热效率提升至40%是一件革命性的事件。

众多的试验证明，混合气在气缸内的流动形状会影响到发动机的热效率，对此，丰田提出了strong tumble flow的概念即强劲湍流，也被媒体称作滚流，湍流的好处就是可以让混合气更加充分地燃烧。

为了获得更好的湍流效果，丰田对原有的发动机进行了多项改进，如进气门夹角由原来的约31°增大为约41°，气缸的缸径和冲程由原来的90mmX98mm改变为87.5mmX103.4mm，改变了原来的进气门座形状并采用激光熔覆进气门座，使用多孔直喷喷油嘴……

经过上述改进，可以让进气在气缸内有更强的涡旋式流动，这不但可以让喷油嘴喷出的混合气在气缸中充分的汽化、混合，同时火花塞点火时湍流将迅速充满整个燃烧室，不仅有助于混合气的完全燃烧，还有利于能量的释放，发动机的热效率自然会得到提升。