ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Условия получения максимально возможной работы Эксергия из "Современные методы термодинамического анализа энергетических становок " Для получения максимально возможной работы не должен иметь место теплообмен между телами с заметной разностью температур. [c.27] При постоянных температурах источников тепла этому условию отвечает цикл Карно, приведенный на рис. 1-5 в системе координат давление — удельный объем . [c.27] На рис. 1-5 горячий источник отдает тепло Qi при постоянной температуре Т, а рабочее тело получает это количество тепла, изменяя свое состояние по линии 1-2 так, что его температура не меняется, оставаясь на бесконечно малую величину меньше Т. Такая же картина наблюдается при теплообмене между рабочим телом и холодным источником изменяя свое состояние по линии 3-4 при постоянной температуре, превышающей на бесконечно малую величину температуру холодного источника рабочее тело отдает последнему тепло Qz. Остальные два процесса 2-3 и 4-1) протекают без подвода и отвода тепла (адиабатно) и этим не нарушают условие Карно для получения максимально возможной работы. [c.27] Ввиду того что Гг и Г1 всегда положительны, с математических позиций значение т](макс может меняться от нуля (при Тх = Т2) до единицы (при Тх = оо). Первая позиция вполне вероятна и вытекает из второго принципа, а вторая нереальна, поскольку нереален горячий источник с 7 1 = оо. [c.28] Совершенно очевидно, что т /макс имеет тем большее значение, чем меньше Гг/Г . Подчеркиваем, что, чем больше т)(макс, тем больше максимально возможная работа. [c.28] Рассмотрим подробнее написанное в начале настоящего параграфа условие Карно, при котором получится максимально возможная работа. [c.28] Отметим одну интересную особенность цикла Карно, вытекающую из математического приема, допускающего возможность изменения знака бесконечно малой величины влизи какого-либо предела. [c.29] В результате действия прямого цикла Карно в системе, состоящей из обоих источников тепла и рабочего тела, останутся следующие изменения (следы) горячий источник лишится тепла Сь холодный источник приобретет тепло Сг, а тепловая машина произведет работу Ь, которую можно использовать для разных целей. Но все эти следы изгладимы, ибо стоит обратить цикл Карно, как вернется к горячему источнику за счет отвода от холодного источника Сг и превращения Ь обратно в тепло. В результате все следы исчезнут и система вернется в свое исходное состояние. [c.29] Процессы, не оставляющие в системе неизгладимых изменений, называются обратимыми процессами. Процессы, оставляющие в системе неизгладимые изменения, называются необратимыми. [c.29] Обратимый цикл при переменных температурах подвода и отвода тепла. [c.30] Если при постоянных температурах источников тепла единственным обратимым циклом является цикл Карно, то при переменных температурах источников тепла обратимым циклом будет такой, у которого при теплообмене с источниками тепла температура рабочего тела точно повторяет изменение температур этих источников, отклоняясь от них на бесконечно малую разность. [c.30] Ранее мы уже говорили, что в реальных условиях холодным источником является окружающая среда, температура которой Го для данного цикла постоянна и не зависит от работы цикла. [c.31] Приняв за холодный источник окружающую среду и оставив переменным значение Гь мы получим обратимый цикл при переменной температуре горячего источника, изображенный на рис. 1-7. В самом общем случае обратимый цикл при переменной температуре горячего источника состоит из изотермы Го=сопз1, двух адиабат Ьс и da и кривой подвода тепла аЪ, на которой температура рабочего тела в момент получения тепла отличается от Тх на бесконечно малую величину. [c.31] Величина Е представляет собой максимально возможную работу системы, в которой холодным источником является окружающая среда. [c.32] Мы показали, что обратимые циклы обеспечгшают максимально возможную работу. Это значит, что оии используют наиболее совершенным образом энергетические ресурсы системы и не допускают деградации энергии (т.е. ухудшения ее качества). В связи с этим можно следующим образом уточнить определение понятия эксергии. [c.34] Эксергия является работой обратимого цикла, для которого окружающая среда служит холодным источником тепла. [c.34] В поисках способов количественной оценки отклонения реальных процессов от обратимых рассмотрим вновь вопрос об использовании для этих целей понятия термического к. п. д. [c.35] Термический к. п. д. является важной характеристикой обратимых циклов. Он не определяет степени совершенства, ибо обратимые циклы всегда предельно совершенны, но зато четко показывает влияние граничных условий обратимого цикла на эффект перевода тепла в работу. [c.35] Вернуться к основной статье