ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ Вводные замечания из "Техническая термодинамика и основы теплопередачи " С целью увеличения экономичности теплосиловых установок иногда применяют бинарные циклы, осуществляемые с двумя различными рабочими веществами. [c.235] обычно используемая в качестве рабочего тела в паросиловых установках, обладает рядом недостатков (высокое значение энтальпии отработавшего пара, необходимость применять слишком большое давление с целью повышения верхней температурной границы цикла, низкое значение критической температуры, что не позволяет пользоваться 1насы ще ным паром при высоких температурах, достигаемых й современных паросиловых установках, и т. д.). Эти недостатки заметно ухудшают к. п. д. паросиловой установки ири использовании пара высоких параметров (температуры и давления). В противоположность этому, нижние температурные границы цикла обеопечиваются водой вполне удовлетворительно. Так, при использовании воды оказывается возможным реализовать в качестве теплоприемника естественные водоемы., имеющие температуру окружающей среды (температура конденсирующегося пара, равная 20—25° С, отвечает давлениям в конденсаторе порядка 0,03—0,04 ата, что вполне достижимо на практике). [c.235] Некоторые другие вещества, если их использовать в качестве рабочего тела, обладают по сравнению с водой заметными преимуществами при высоких температурах цикла. К таким вещест-ва М относится, например, ртуть, которая имеет высокую критическую температуру (1650° С), низкие давления насыщенного пара и т. д. Однако ртуть неудовлетворительно обеспечивает нижние температурные границы цикла, так как для достижения на выходе из теплового двигателя температуры пара порядка 25—30° С пришлось бы создать в конденсаторе весьма низкое давление ( 0,000003 ата), что практически нереализуемо (при давлении 0,03—0,04 ата пары ртути имеют температуру 208— 217° С). [c.235] Бинарный ртутно-водяной цикл представлен на рис. 66. [c.236] Многолетний опыт эксплуатации бинарных ртутно-водяных установок (первая такая установка была построена в 1923 г.) показывает, что эти установки отличаются высокой экономичностью и надежностью в работе. [c.236] В последние годы в нашей стране развернулись работы по использованию в паросиловых установках вместо ртутных паров, которые чрезвычайно ядовиты, специальных высокотемпературных теплоносителей. [c.236] Кроме того, ведутся работы по изучению термодинамических свойств паров некоторых солей, обладающих высокими температурами кипения. [c.236] Применение в бинарных паросиловых установках высокотемпературных теплоносителей и солей открывает перспективы в области повышения эффективности энергетических устройств. [c.236] Термодинамическое исследование не обеспечивает той полноты изучения рабочего процесса тепловых установок, которая необходима для усовершенствования существующего оборудования и создания нового. Термодинамика изучает связь между изменением состояния рабочего тела и сопутствующими энергетическими эффектами и позволяет установить на этой основе очень полезные методы оценки степени совершенства установки. Од- ако предметом исследования при этом является некоторый определенный процесс. Все соотношения, характеризующие его особенности, считаются заранее заданными. Вопросы о том, почему получился такой процесс, как он протекал во времени, как физические условия процесса повлияли на его развитие, термодинамикой не рассматриваются. [c.237] Между тем именно они имеют чрезвычайно важное значение. Без знания законов возникновения и развития процесса его невозможно осуществить, и самый лучший цикл теряет практическую ценность, оставаясь абстрактной схемой. Термодинамический анализ рабочего процесса непременно должен быть связан с подробным изучением тех физических и химических явлений, из которых он в действительности складывается. Только в своей совокупности эти различные методы исследования приближают нас к той полноте знания, которая необходима в действительности. [c.237] Среди разнородных явлений, из которых складываются рабочие процессы тепловых установок, особенно важное значение имеет явление распространения тепла. Процессы переноса тепла в пространстве непрерывно возникают при работе тепловой установки и во многих отношениях определяют свойства реального цикла. Эти процессы в первую очередь должны быть изучены. Их изучение составляет содержание учения о теплообмене (теплопередаче). [c.237] Много сделано советской школой теплотехников под руководством М. В. Кирпичева (М. А. Михеев, Н. С. Шорин, А. А. Гухман, А. В. Лыко и др.). [c.238] Из зарубежных ученых следует отметить имена III. Фурье, Л. Прандтля, О. Рейнольдса, В. Нуссельта, Г. Гребера, А. Шака и других. Трудами этих ученых были значительно продвинуты вперед многие важные.разделы учения о теплообмене. [c.238] Особенно бурно стало развиваться учение о теплообмене в начале нашего столетия в связи с общим прогрессом техники. [c.238] Для реализации плана ГОЭЛРО надо было решить ряд проблем и для этого потребовалось создать в нашей стране специальные научно-исследовательские институты — ЦКТИ (Центральный котлотурбинный институт) и ВТИ (Всесоюзный теплотехнический институт). Работы этих институтов, а также работы организованного позднее Энергетического института Академии наук СССР в значительной мере способствовали развитию основных разделов теории теплообмена. [c.238] В настоящее время учение о теплообмене обладает превосходно разработанным аппаратом, который может быть с уопехом использован в любой области инженерной практики, связанной с процессами перераспределения тепла. [c.239] Общая теория теплообмена обычно расчленяется на два раздела, отвечающие распространению тепла в твердом теле и обмену на его поверхности. Эти задачи охватывают все встречающиеся на практике частные случаи. [c.239] Особой сложностью отличаются процессы обмена на поверхности тела. Эти процессы обычно соединяют в себе три простых, явления — теплопроводность (кондукцию), конвекцию и излучение. [c.239] Распространение тепла в твердом теле происходит только-теплопроводностью. [c.239] Процесс распространения тепла в твердом теле слежен по своей микрофизической природе. Однако в аналитической теории теплопроводности с этим обстоятельством не считаются и рассматривают вещество не как совокупность отдельных элементарных частиц, а как некоторую сплошную среду — континуум. Выводы, полученные при рассмотрении такой сплошной среды, в подавляющем большинстве случаев оказываются справедливыми для реальных физических тел. [c.240] Вернуться к основной статье