![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Круговые процессы (циклы)
В тепловом двигателе рабочее тело совершает замкнутый процесс (цикл) в направлении движения часовой стрелки (рис. 3.3 и 3.4). На участке 1- B -2 (рис. 3.3) происходит расширение рабочего тела, на участке 2 - А -1 – его сжатие. Работа процесса расширения (полученная работа) равна работа процесса сжатия (затраченная работа) равна результирующая (полезная) работа равна
На участке A -1- B (рис. 3.4) осуществляется процесс подвода теплоты к рабочему телу, а на участке B -2 - A – ее отвод. Подведенная теплота в цикле равна
отведенная теплота равна
Разность подведенной и отведенной теплот превращается в работу
и она характеризуется площадью цикла в T – s- диаграмме. Таким образом, в p - v- и T - s- диаграммах площадь цикла является работой теплового двигателя. Такой же результат получается с использованием математического выражения первого закона термодинамики для замкнутого процесса (цикла). Выполняя интегрирование по замкнутому контуру, имеем
Поскольку
3.3.1. Цикл Карно Термическим коэффициентом полезного действия (КПД) цикла называется отношение работы, произведенной двигателем за цикл, к количеству теплоты, подведенной за этот же цикл:
Термический КПД характеризует степень термодинамического совершенства обратимых циклов.
Подводимая теплота в цикле
отводимая теплота
где T1 – температура горячего источника, T2 – температура холодного источника. Согласно (3.5), (3.6) и (3.7) термический КПД цикла Карно равен
он не зависит от свойств рабочего тела, а определяется только температурами горячего и холодного источников тепла. Поскольку T2 > 0 и T1 < µ, то ht < 1. 3.4. Понятия средних термодинамических температур На рис. 3.6 представлен произвольный обратимый цикл 1- a- 2- b в T - s- диаграмме. Подводимая теплота в цикле (q1) характеризуется площадью c -1- a -2- d и может быть заменена площадью равновеликого прямоугольника c- 3-4- d. Таким образом,
где Аналогично отводимая теплота равна
где Подстановка (3.9) и (3.10) в (3.5) дает
Таким образом, термический КПД произвольного обратимого цикла всегда может быть вычислен через средние термодинамические температуры подвода и отвода теплоты. Из формулы (3.11) следует: чем выше
|