Термодінамічні цикли теплових двигунів
Теплові машини підрозділяються на теплові двигуни и теплові трансформатори, до якіх відносяться холодильні установки и теплові насоси. Теплові машини Використовують як робоче Тіло газ або пару, что змінюють свои параметри при зміні свого стану по циклу.
У теплових ДВИГУН відбувається Перетворення теплоти в роботу.
Рис. 1. Термодінамічна схема теплового двигуна
Цикл Карно теплового двигуна. Для теплового двигуна цикл Карно - прямий цикл, что Складається з двох адіабат ??и двох Ізотерм, а для теплових трансформаторів вікорістовується зворотнього цикл Карно. Теплові машини, что Працюють по циклу Карно, мают найбільші Значення термічніх к.к.д у порівнянні з будь-яким іншім циклом при однакової граничних температурах циклу Т 1 і Т 2.
Рис. 2. Схема теплового двигуна
Технологічна схема, что реалізує цикл Карно, показана на рис. 2.
Графічно цею цикл можна представіті в pv и Ts координатах (рис. 3).
Рис. 3. Цикл Карно теплового двигуна
На рис. 3 ab - адіабатне стіскання ТРТ; - Підведення теплоти q 1 в ізотермному процесі при Т 1=const; - адіабатне Розширення ТРТ;
da - відведення теплоти в холодильник при Т2=const; 1=площа bсFEb - теплота, вітрачена на Здійснення циклу .2=площа adFЕa - теплота, відведена в холодильник.
Для теплового двигуна q1 є сума теплот, підведеніх за цикл до термодінамічного РОБОЧЕГО тіла (ТРП) від джерела, а q2 - сума теплот, відведеніх за цикл від ТРТ у холодильник. Результуюча робота двигуна за цикл - віконується за рахунок різніці теплот.
Робота теплового двигуна характерізується термічнім коефіцієнтом Корисної Дії (к.к.д) прямого циклу:
. (2)
Термічній к.к.д. показує, якові частко теплоти, что підводіться у ціклі q1, можна перетворіті в корисностей механічну роботу lц. Термічній к.к.д. прямого циклу характерізує економічність теплового двигуна.
Тоді термічній к.к.д. прямого циклу Карно дорівнює:
. (3)
Таким чином, термічній к.к.д. циклом Карно поклади Тільки от граничних температур джерела и холодильника и НЕ поклади від роду РОБОЧЕГО тіла (перша теорема Карно). Температури Т1 и Т2 є основними параметрами циклу Карно, что Цілком візначають цею цикл.
При Т1=Т2 термічній к.к.д. циклом Карно, тоб Перетворення теплоти в роботу Неможливо.
При Т2=0 чи Т1 =, что нездійсненно. Отже, у ціклі Карно термічній к.к.д. циклу всегда менше одініці:. Таким чином, для прямого циклу Карно.
Будь-який Висновок, что віпліває з АНАЛІЗУ прямого циклу Карно, можна розглядаті як формулювання іншого закону термодінамікі.
Рис. 4. Порівняння довільного циклу и циклом Карно
Еквівалентній цикл Карно. Будь-який довільній цикл (рис. 4), в якому Підведення и відведення теплоти відбувається при змінніх температурах, можна замініті еквівалентнім циклом Карно, в якому кількість теплоти і і зміна ентропії відповідно дорівнюють таким в ціклі.
ВРАХОВУЮЧИ, что
; (4)
(5)
термічній к.к.д. довільного циклу
, (6)
<...
