Цикл Карно - Лекция, раздел Философия, Термодинамическая система. Уравнение состояния. В 1824 Году Французский Инженер Сади Карно Предложил Цикл, Дающий Максимально...
В 1824 году французский инженер Сади Карно предложил цикл, дающий максимальное значение термического КПД. Он состоит из двух обратимых изотермических и двух обратимых адиабатных процессов.
Изотермический и адиабатный процессы являются самыми выгодными процессами в смысле получения работы, т.к. в изотермическом процессе вся теплота, подводимая к рабочему телу, превращается в работу, а адиабатный процесс протекает без теплообмена.
Процесс 1–2 представляет процесс изотермического расширения рабочего тела с подводом теплоты q1 от источника теплоты с температурой Т1. Количество теплоты q1, равное работе l1-2, полученной в процессе 1–2, определяется по формуле
Процесс 2–3 является процессом адиабатического расширения, следовательно, в нем не происходит обмена теплотой с окружающей средой (другими словами теплота рабочим телом не теряется).
В процессе 3–4 происходит изотермическое сжатие рабочего тела с отводом теплоты q2 к низшему источнику теплоты с температурой T2. На сжатие затрачивается работа l3-4 (причем это работа минимальная), численно равная количеству отведенной теплоты q2 и определяемая по формуле
.
В процессе адиабатного сжатия 4–1 газ нагревается до температуры Т1. При этом потерь теплоты рабочим телом не происходит.
Коэффициент полезного действия любого цикла тепловой машины (в том числе и цикла Карно) определяют по формуле
.
.
Для адиабатных процессов 4-1 и 2-3 соотношение параметров в процессе:
процесс 4-1 - ;
процесс 2-3 - .
Следовательно
или .
Тогда термический КПД цикла Карно
.
Анализируя формулу КПД, можно сделать еще один важный вывод – коэффициент полезного действия Цикла Карно зависит лишь от температур верхнего и нижнего источников теплоты и, следовательно, не зависит от рода рабочего тела. Это утверждение является содержанием теоремы Карно.
Прямые циклы используются в тепловых двигателях. В обратном цикле все процессы совершаются в противоположном направлении, при этом от холодного источника с температурой отнимается теплота , на что затрачивается работа , которая превращается в теплоту и вместе с отнятой от холодного тела теплотой передается в количестве горячему источнику с температурой . Обратные циклы используются в холодильных установках. Эффективность холодильной установки определяется холодильным коэффициентом, представляющим собой отношение количества теплоты, отнятой за цикл от охлаждаемого объекта, к затраченной в цикле работе:
(4.6)
Для цикла Карно холодильный коэффициент составляет:
Термодинамическая система Уравнение состояния... Параметры состояния... Лекция Первый закон термодинамики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Цикл Карно
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Параметры состояния системы
Техническая термодинамика изучает закономерности превращения энергии в процессах, происходящих в макроскопических системах, состоящих из большого числа частиц, и свойства тел
Смеси идеальных газов
Смесь идеальных газов, химически не взаимодействующих между собой, называется идеальной газовой смесью.
Для идеальной газовой смеси имеет место закон Дальтона:
Первый закон термодинамики
Термодинамический процесс – это изменение состояния системы во времени. Равновесным процессом называется процесс, при котором система переходит из начального состояния в конечное ч
Теплоемкость газов
Под теплоемкостью газа (удельной теплоемкостью) понимают количество тепла, необходимое для нагревания количественной единицы газа (1 кг, 1м3, 1 киломоль) на 10С (или 1 К). В с
Термодинамические процессы идеального газа
Задачей исследования термодинамических процессов является нахождение зависимостей и величин, характеризующих эти процессы:
1) уравнений, описывающих процесс;
2) аналитической взаи
Круговые процессы (циклы).
В соответствии с первым законом термодинамики теплота и работа эквивалентны друг другу, однако процессы их взаимного превращения неравнозначны. Опыт показывает, что механическая эне
Уравнение обращения воздействий. Сопла и диффузоры
Изменения условий течения газа, вызывающие соответствующие изменения параметров состояния потока, называются воздействиями. Существует пять видов воздействий:
1. Геометрическое воздействие
Сопла и диффузоры
Рассмотрим воздействие формы канала dF на адиабатное течение в соплах и диффузорах. Сопла – это каналы, в которых происходит расширение газа и увеличение скорости его движения. В диффузорах
Параметры торможения
Для адиабатического течения на участке 1-2 уравнение энергии имеет вид:
,
где h*
Приведенные параметры
Для расчета параметров можно использовать таблицы газодинамических функций, которые облегчают решение задач. При этом вводится приведенная скорость
Истечение газа из суживающегося сопла
При изучении этого процесса предполагается, что истечение происходит при постоянных параметрах газа на входе в сопло и на выходе из него.
Пусть давление cреды, откуда происходит истечение,
Истечение газа из сопла Лаваля.
Комбинированное сопло Лаваля предназначено для использования больших перепадов давления и для получения скоростей истечения, превышающих критическую скорость (скорость звука). Условием закритическо
Истечение газов с учетом трения
Выведенные выше формулы скорости истечения и массового расхода газа справедливы только для обратимого процесса истечения, так как не учитывают силы трения рабочего тела о стенки канала и внутреннее
Термодинамические процессы в компресорах
Компрессором называют машину для сжатия газов. Различные типы компрессоров широко применяются в самых разнообразных областях техники. По конструкционным признакам компрессоры подразделяют на две гр
IV. Сравнение эффективности идеальных циклов
Термодинамическая эффективность циклов зависит от условий их осуществления. В одних условиях эффективен один цикл, в других – другой.
1. Сравним циклы Отто и Дизеля по значению термическог
Цикл газотурбинной установки
Цикл Брайтона/Джоуля — термодинамический цикл, описывающий рабочие процессы газотурбинного, турбореактивного и прямоточного воздушно-реактивного двигателей внутренн
Цикл ГТУ с регенерацией теплоты
Регенерация теплоты - подогрев воздуха после компрессора выхлопными газами - возможна при условии, что T4>T2 Для этого в схему установки необходимо ввести дополнительное ус
Цикл паротурбинной установки
Современная стационарная теплоэнергетика базируется в основном на паросиловых установках. Продукты сгорания топлива в этих установках являются лишь промежуточным теплоносителем, а р
Цикл парокомпрессионной холодильной установки
Парокомпрессионная холодильная установка работает по циклу, обратному циклу паросиловой устанвки.
Компрессор всасывает из рефрижератора пар рабочего тела при давлении его р
Виды и состав топлив
Топливом называются горючие вещества, которые сжигаются для получения в промышленныхцелях теплоты. Топливо по происхождению может быть естественным и искусственым, а по агрегатному
Теплота сгорания топлива
Теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, выделяющейся при сгорании единицы топлива. Теплоту сгорания твердого и жидкого топлива обычно относят к 1кг массы топлива, а
Температурное поле. Закон Фурье
Температурное поле – это совокупность значений температуры во всех точках тела в данный момент времени
Основы теории подобия
Так как у поверхности твердого тела имеется слой неподвижной жидкости, через который теплота передается только теплопроводностью, то для этого слоя можно использовать закон Фурье. Принимая, что ось
Теплообмен излучением в газовой среде
В отличие от твердых тел, имеющих сплошные спектры излучения, газы излучают энергию лишь в определенных интервалах длин волн. Вне этих интервалов газы прозрачны и не излучают энерги
Класификация теплообменных аппаратов
Теплообменные аппараты (теплообменник) – это устройства, предназначенные для передачи теплоты от одной среды (жидкости или газа) к другой.
Чаще всего в теплообменных аппар
Основы расчета теплообменного аппарата
Сущность расчета любого теплообменного аппарата - совместное решение уравнений теплового баланса и теплопередачи.
1) Уравнения теплового баланса
Тепловой поток Q
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
.
.
.
;
.
или 
.
.
отнимается теплота 
, на что затрачивается работа 
, которая превращается в теплоту и вместе с отнятой от холодного тела теплотой передается в количестве 
горячему источнику с температурой 
. Обратные циклы используются в холодильных установках. Эффективность холодильной установки определяется холодильным коэффициентом, представляющим собой отношение количества теплоты, отнятой за цикл от охлаждаемого объекта, к затраченной в цикле работе:
(4.6)
(4.7)
Новости и инфо для студентов