ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Цикл Лоренца из "Циклы схемы и характеристики термотрансформаторов " Часто на практике источник и приемник тепла (тела Л и на рис. 1-1) изменяют свою температуру в процессе теплообмена. При сообщении рабочему телу тепла температура источника Л понижается, а при отводе от рабочего тела тепла температура приемника В повышается. Для выполнения условий внешней обратимости температура рабочего тела должна при этом изменяться так же, как меняются температуры источника и приемника в каждой точке процесса при этом соблюдается термическое равновесие между рабочим телом и источником тепла. [c.50] Изотермические участки, характерные для цикла Карно, должны быть заменены внешне обратимыми процессами, при которых температура рабочего тела в точности следует изменениям температуры внешних источников и приемников тепла. [c.51] Принципиальная схема, подобная изображенной на рис. 1-1, должна для этого случая состоять как бы из бесконечно большого числа тел А (Ль Лг, Лз. ..) и тел В (В], Бг. Вз. ..). Разность температур между соседними телами Ль Лг, Лз. .., так же как и между телами В и В2, Вз. .., должна быть бесконечно малой. [c.51] Вполне обратимый прямой цикл с переменными температурами в процессах подвода и отвода тепла (цикл А-В-С-О-А на рис. 3-2) можно представить как совокупность элементарных циклов Карно 1-2-3-4-1. Можно считать, что в обратимом цикле А-В-С-О-А тепло передается от источников Ль Лг, Лз. .. рабочему телу по изотермическим участкам элементарных циклов Карно и аналогично отводится приемниками В, В2, Вз. .. от рабочего тела. [c.51] Любое отступление от обратимого цикла А-В-С-О-А, который называют циклом Лоренца, будет источником потерь, связанных с внешней необратимостью оно приведет к росту энтропии системы и, следовательно, вызовет потерю работы. [c.51] Для обратного цикла это отступление от обратимого образца вызовет необходимость затрачивать дополнительную работу. [c.51] Обратимый пря-МОЙ цикл при перемен- 1ых температурах источника и приемника тепла. [c.51] Весьма часто цикл Лоренца следует выбирать в качестве образца при анализе холодильных установок, в частности в тех случаях, когда назначение обратного цикла состоит в охлаждении тела до заданной температуры. [c.52] Рассмотрим некоторые характеристики обратного цикла Лоренца, изображенного на рис. 3-3. [c.52] Последнее выражение совпадает с формулой для холодильного коэффициента воздушной холодильной машины. Это и понятно, так как цикл этой машины является частным случаем цикла Лоренца при а—1. [c.53] Большой интерес представляет анализ характеристик цикла Лоренца при 7 2=7 4, что отвечает также равенству Хо—Х. Такой цикл является эталоном для многих типов холодильных установок, предназначенных для охлаждения тел от температуры среды до заданной температуры Г1. [c.53] Такой треугольный цикл Лоренца изображен в Т, 5-диаграмме на рис. 3-4 контуром 1-2-3-1, а цикл Карно, дающий ту иже холодопроизводительно с т ь, — контуром 1-4-5-3-1. [c.54] Го—Г2=300 к до температуры 280 К (г 0,93) расход энергии в цикле Лоренца в 2 раза меньше, чем в цикле Карно, а при охлаждении до 100 К применение цикла Лоренца уменьшает расход энергии в 3 раза по сравнению с циклом Карно. При охлаждении до водородных температур этот расход энергии сократится примерно в 10, а до гелиевых температур — более чем в 20 раз. [c.55] При анализе цикла Лоренца было принято, что теплоемкости постоянны. В действительности далеко не всегда рабочее тело в процессах охлаждения и нагревания характеризуется постоянной теплоемкостью. В этих случаях эталонный цикл удобно разделять на несколько циклов, в каждом из которых теплоемкость можно считать не зависящей от температуры. [c.55] Естественно, что экономия энергии, приведенная выше, будет иметь место только при охлаждении, но не в случае поддержания низкой температуры на постоянном уровне. В последнем случае эталонным циклом должен быть избран цикл с постоянной температурой отвода тепла от охлаждаемого объекта, хотя для поддержания низкой температуры на постоянном уровне цикл Карно не всегда будет отвечать минимуму энергетических потерь. [c.55] Может показаться, что последнее утверждение противоречит представлению об обратимости процессов однако это не так. [c.55] Вернуться к основной статье