ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ циклов тепловых двигателей из "Термодинамика " Условия, в которых происходит взаимодействие между рабочим телом и источником теплоты, определяют особенности данного двигателя. [c.515] В реальных тепловых двигателях теплоприемником является окружающая среда, т. е. атмосфера, а теплоотдатчико.м — продукты сгорания топлива, имеющие температуру, большую температуры окружающей среды Т исключение составляют ядерные энергетические установки, в которых теплота выделяется в результате расщепления ядер атомов. [c.515] которых теплота подводится и отводится раздельно от совершения полезной внешней работы, используются в паросиловых установках и газовых турбинах со сгоранием топлива при р = onst. С практической точки зрения такие циклы представляют известные преимущества, так как позволяют нагревать и охлаждать рабочее тело в одних узлах установки, например в паровом котле и конденсаторе, а производить полезную работу в других узлах (в паровой или газовой турбине). [c.516] Так как исходным состоянием рабочего тела в циклах тепловых двигателей является состояние равновесия с окружающей средой, то рабочий цикл в ряде случаев удобно рассматривать состоящим из двух этапов, а именно перевода рабочего тела за счет теплоты теплоотдатчика в состояние с наивысшей в данном цикле работоспособностью и последующего перехода рабочего тела в состояние равновесия с окружающей средой с совершением при этом полезной работы и отдачей теплоты теплоприемнику (которым является окружающая среда). На втором этапе работоспособность рабочего тела передается внешнему об ъекту работы в виде полезной работы. [c.516] Работоспособность теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. Рассмотрим какой-либо из двигателей внутреннего сгорания. В том случае, когда топливо сгорает полностью и утечек теплоты нет, количество выделившейся теплоты и температура газообразных продуктов сгорания будут иметь наибольшие из возможных в данных условиях значения q и Т (где q — количество теплоты, отнесенной к 1 кг рабочего тела). Если удельный расход топлива составляет g кг (т. е. на 1 кг рабочего тела в двигателе сжигается g кг топлива), то q представляет собой теплоту, EыдeливцJyю я при сгорании g кг топлива. [c.516] Полученные выражения для справедливы и для паросиловых установок. Так как сгорание топлива и передача тепла от продуктов сгорания к рабочему телу происходят в этих установках при постоянном давлении, то теплоемкость с равна теплоемкости Ср газообразных продуктов сгорания. [c.517] Это выражение можно преобразовать исходя из следующих соображений. [c.518] Вследствие необратимости процессов в тепловом двигателе энетропия всей системы, т. е. источников теплоты и окружающей среды, возрастает и притом тем сильнее, чем больше степень необратимости процессов. [c.518] Приращение энтропии системы А5 за один цикл, отнесенное к 1 кг рабочего тела, равно сумме приращений энтропии теплоотдатчика (продуктов сгорания топлива) кзто и теплоприемника (окружающей среды) Д5, т. е. [c.518] Эффективный к. п. д. характеризует долю полезно используемой теплоты с учетом всех потерь, а следовательно, и экономичность теплового двигателя или теплосиловой установки в целом. Из двух тепловых двигателей наиболее экономичен тот, у которого эффективный к. п. д. больше. Максимум эффективного к. п. д. двигателя в целом определяет оптимальные условия работы теплового двигателя. [c.519] Формулы (15.4)—(15.7) относятся и к тем случаям, когда часть теплоты или произведенной работы отводится в цикле для обеспечения действия вспомогательных устройств, или, как говорят, отбирается для собственных нужд (например, на привод питательных насосов, паровое дутье и т. п.). [c.519] Потеря работоспособности в энергетической установке. Любая энергетическая установка состоит из ряда элементов или узлов, в которых последовательно осуществляется изменение состояния рабочего тела. [c.519] Необратимость процессов в каждом из элементов установки приводит к уменьшению или потере производимой установкой полезной внешней работы. [c.519] Рабочее тело из /-го элемента поступает в следующие элементы установки, имеющие более низкую температуру. В этих элементах за счет теплоты А/ рабочее тело производит дополнительную полезную работу, т. е. потерянная в /-м элементе работа в последующих элементах частично преобразуется снова в полезную работу. [c.520] Величина T As б) характеризует уменьшение работоспособности рабочего тела вследствие необратимости в /-м элементе энергетической установки, т. е. представляет собой потерю работоспособности в этом элементе. [c.520] Таким образом, общая потеря полезной внешней работы в энергетической установке равна сумме потерь работоспособности рабочего тела во всех элементах установки. [c.520] Сумма потерь работы в отдельных элементах установки не равна действительной потере работы во всей установке (численно равной общей потере работоспособности), а всегда больще ее, причем потеря работы в каком-либо элементе вследствие изменения параметров рабочего тела, а следовательно, и условий протекания процесса влияет на потери работы в других элементах. Этот результат имеет существенное значение для установления рациональной характеристики термодинамического совершенства действительных процессов, протекающих в отдельных элементах теплосиловых установок, и самих установок. [c.520] Коэффициент использования является наиболее общей характеристикой термодинамического совершенства действительных процессов. Чем ближе т)з к единице, тем совершеннее процесс. [c.521] Коэффициент использования может применяться для характеристики как отдельных, притом самых разнообразных, элементов энергетической установки, так и всей установки в целом при этом легко видеть, что сумма значений (1 — П / ) по всем элементам установки для последней в целом будет равна (1 — riJ, т. е. [c.521] Если в энергетической установке наряду с получением полезной работы часть теплоты затрачивается на технологические нужды (например, отдается другим потребителям), то эффективность полезного действия такой комбинированной установки будет определяться двумя величинами коэффициентом использования, характеризующим степень совершенства процессов передачи теплоты и процессов производства работы в установке, и эг зфектив-ным к. п. д. силовой установки, показывающим, какая часть работоспособности располагаемого количества теплоты превращается в установке в полезную внешнюю работу. [c.521] Вернуться к основной статье