Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Круговые процессы
Круговые процессы – это такие процессы, в которых рабочее тело, пройдя ряд равновесных состояний, возвращается в исходное состояние. Круговые процессы необходимы для непрерывного производства работы в тепловых двигателях и установках. Рабочее тело многократно изменяет свое состояние по замкнутой кривой abcd и возвращается в начальное состояние a. Рис. 1.9Прямой круговой процесс. На участке abc рассматриваемого кругового процесса рабочее тело расширяется (прямой ход) и производит при этом положительную работу расширения, которая определяется площадью abcc’a’. Эта работа получается за счёт подвода удельной теплоты q1 и изменения удельной внутренней энергии Uc-Ua, происходящего в соответствии с I законом термодинамики: (1.78) На участке cda рабочее тело возвращается в начальное состояние (обратный ход), при этом оно сжимается с затратой работы сжатия lсж которая выражается площадью cdaa’c’. По аналогии с прямым ходом справедливо соотношение: (1.79)
Разность работы расширения и работы сжатия представляет собой полезную работу двигателя за один цикл: . (1.80) В зависимости от знака полезной работы различают два типа установок: 1 l0> 0 – циклы тепловых установок (DBC, гидротурбинные установки и т.п.) 2 l0< 0 – циклы холодильных установок. На рис. 1.9 изображён круговой цикл тепловой установки: , На рис.1.10 изображён круговой цикл холодильной установки: , Рис. 1.10-Круговой цикл холодильной установки Из выражений (1.73), (1.74) находим: (1.81)
Где -количество удельной теплоты подводимой по линии расширения abc; - количество удельной теплоты от отводимой по линии сжатия cda. Величина - называется полезным теплом цикла. Для кругового цикла тепловой установки характерно, что количество тепла подведённого в процессе расширения, больше количество тепла отводимого в процессе сжатия. Рис. 1.11 (1.82) Для кругового цикла холодильной установки характерно: Рис.1.13 (1.83) Количество полезного тепла уходит на совершение работы: таким образом, для круговых циклов первый закон термодинамики записывается следующим образом: (1.84) То есть для осуществления любого кругового процесса требуется подвод и отвод тепла, то есть наличие двух источников тепла – горячего (теплоотдатчика) и холодного (теплоприёмника). Таким образом, термодинамическая система, совершающая круговой процесс, состоит из рабочего тела, объекта работы, теплоотдатчиков и теплоприёмников. Из рассмотренного выше вытекают очень важные выводы, которые составляют содержание второго закона термодинамики. При превращение теплоты в работу, в непрерывно действующем двигателе, лишь часть количества подведённой теплоты из теплоотдатчика (q1) превращается в работу, остальная часть (q2) обязательно должна быть отдана в виде теплоты теплоприёмнику. Это часть теплоты представляет собой неизбежную потерю. Двигателем, в котором вся теплота, подведённая от теплоотдатчика, целиком превращалась бы в работу, Кельвин назвал вечным двигателем второго рода. Второй закон термодинамики устанавливает, что вечный двигатель второго рода невозможен. В непрерывно действующем двигателе теплота теплоотдатчика не может быть полностью превращена в работу. Существуют и другие формулировки второго закона термодинамики, такие как:
|