КПД термодинамический

Как показано в 3.3, наибольший термический КПД в заданном диапазоне температур имеет цикл Карно. При его осуществлении предполагается использование горячего источника с постоянной температурой, т. е. фактически с бесконечной теплоемкостью. Между тем на практике в работу превращается теплота продуктов сгорания топлива, теплоемкость которых конечна. Отдавая теплоту, они охлаждаются, поэтому осуществить изотермическое расширение рабочего тела при максимальной температуре горения не удается. В этих условиях необходимо установить общие принципы, определяющие наибольшую термодинамическую эффективность теплосилового цикла, в частности, с позиций потери эксергии. [c.56]

Процесс энергоразделения неотделим от процесса диссипации части механической энергии в тепло, возникающего из-за совершения работы по преодолению турбулентных напряжений. Вследствие энергетической изолированности течения в предположении незначительности абсолютной величины гидравлических потерь преодоление потоком турбулентного трения однозначно связано со снижением давления в потоке. Это снижение давления, трактуемое как потеря энергии, вызывает снижение эффекта температурного разделения в вихревой трубе по отношению к эффекту, который возникал бы в случае идеального течения без трения. Поэтому термодинамическая эффективность процесса энергоразделения в вихревой трубе может быть оценена внутренним адиабатным КПД [c.182]

Термодинамическая эффективность процесса энергоразделения в вихревых трубах, полученная на основе физических представлений о сущности явления, невелика. Это обусловлено существенной необратимостью самого процесса, являющейся причиной низких значений адиабатного КПД вихревых труб. В практике применения вихревых труб для оценки термодинамического совершенства используют температурный и адиабатный (2.17) коэффициенты полезного действия. [c.185]

Термодинамическое совершенство процесса оценивается по адиабатному (ф ) и эксергетическому ) КПД [c.238]

Из формулы видно, что термодинамическая эффективность цикла зависит от начальных параметров водяного пара pi и и конечного давления р . Влияние одного из параметров на КПД цикла можно проследить при неизменных двух других параметрах. Рассмотрим различные пути повышения термического КПД паросиловой установки. [c.4]

Эффективный КПД учитывает не только термодинамические потери цикла, определяемые термическим КПД (г т), но и механические потерн па трение, определяемые м е х а п и ч е с к и м КПД ()1 ), и потери внутри двигателя, вызванные необратимостью процессов и несовершенством реального двигателя, определяемые индикаторным КПД (т),). [c.182]

Термодинамические циклы этих реакторов изображены на рис. 8.39 термический КПД каждого из циклов рассчитывают по формулам, аналогичным формулам для определения КПД циклов паросиловых установок. [c.552]

ЭДС и термический КПД топливного элемента, определяемые формулами (8.23) и (8.25), могут быть рассчитаны по имеющимся термодинамическим таблицам, содержащим значение термодинамического потенциала, энтальпии и энтропий рабочих веществ. Что касается наиболее характерных закономерностей работы топливного элемента, то они могут быть выяснены из анализа основного уравнения (8.25). [c.574]

Проходящий по часовой стрелке цикл произвольной формы можно использовать для преобразования теплоты в работу, при этом термодинамическое совершенство такого преобразования оценивается по значению термического КПД. Для осуществления замкнутого цикла обязательны расширение и сжатие рабочего тела если эти процессы обратимы, то, благодаря отсутствию потерь на трение, работа цикла будет максимальной. Кроме расширения и сжатия, необходимо осуществлять подвод теплоты к рабочему телу от горячего источника и отвод ее к холодному источнику обратимость этих процессов также способствует увеличению КПД, хотя это пока и не очевидно. Стремление найти наилучшие условия работы теплового двигателя привели С. Карно к созданию эталонного цикла (рис. 3.4), носящего его имя . [c.49]

Таким образом, цикл Карно состоит из четырех обратимых процессов, выбор которых, основанный на приведенных выше рассуждениях, сделан рационально. Окончательное суждение о термодинамическом совершенстве цикла можно сделать на основе расчета его термического КПД, определяемого формулой [c.51]

Таким образом, термический КПД, характеризующий степень термодинамического совершенства цикла, будет наибольшим для цикла с подводом теплоты при постоянном давлении и наименьшим для цикла с подводом теплоты при постоянном объеме. [c.201]

Ядерный реактор, выполняющий роль источника теплоты, не вносит никаких изменений в термодинамический цикл, совершаемый рабочим телом, и термический КПД атомных энергетических установок подсчитывается по обычным формулам, рассмотренным выше. Одна- [c.216]

Сравнение термодинамических циклов (рис. 1.31, а и рис. 1.32, а) показывает, что они полностью совпадают. Поэтому термический КПД цикла воздушно-реактивного двигателя определяется формулой (1.280), а работа — формулой (1.282). [c.61]

Мероприятия по снижению токсичности и шумности турбинных установок. Основными токсичными веществами, выбрасываемыми в атмосферу ПТУ и ГТУ, являются продукты полного сгорания (окислы серы 80г и зола) и неполного (окись углерода СО, сажа и углеводороды НС), а также окислы азота N0 , образующиеся при высоких температурах горения. Поскольку термодинамический цикл ПТУ замкнут, то токсичные вещества выбрасываются в атмосферу только в топках паровых котлов. В мощных паротурбинных блоках современных электростанций осуществляется процесс сгорания топлива с полнотой, близкой к 100%. Блоки оборудованы золоуловителями, имеющими КПД 95 — 99%. Поэтому даже при сжигании угля и мазута доля ПТУ в общем загрязнении среды сравнительно невелика, а выбросы в основном представляют собой БОа и NO, Наиболее сложным оказывается предупреждение выбросов соединений серы. Способы очистки продуктов сгорания или топлива от серы имеют высокую стоимость и не нашли широкого использования. Радикальным возможным путем решения этой задачи является газификация угля или мазута и очистка газа [c.218]

Для энергетической оценки совершенства термодинамических и газодинамических процессов в компрессорах используются индикаторные или внутренние КПД, определяемые отношениями [c.299]

На Г, -диаграмме площадь под кривой процесса эквивалентна количеству теплоты, подведенной или отведенной от рабочего тела. Работа любого обратимого цикла изображается площадью цикла, поэтому с помощью диаграммы можно определить термический КПД цикла. При теоретических исследованиях термодинамических процессов и циклов Т, -диаграмма применяется достаточно широко. [c.40]

С целью повышения экономичности котла его снабжают пароперегревателем 6, экономайзером 5 и воздухоподогревателем 7. Повышение температуры пара в пароперегревателе 6 способствует повышению КПД термодинамического цикла паросиловой установки. Экономайзер 5 и воздухоподогре- [c.154]

В энергетических реакторах в качестве топлива чаще всего применяется оксид урана ПО. (II), нмею]цнй в1ясокую температуру п./1авле-ния (3073 К). Он химически нс реагирует с водой и углекислым газом, имеет хорошую термическую и раднацнонную стойкость. С применением оксида урана (И) стало возможным поддерживать температуру теплоносителя в пределах 1070—1270 К. При этих уеловиях КПД термодинамического цикла АЭС достигает, 33% (а всей станции ж 15%). Основным недостатком оксида урана (II) является низкая теплопроводность и, как следствие, резкий перепад температур от центра поверхности. [c.324]

Однако применение этого метода для систем с ограничениями на области допустимых значений независимых переменных только третьего рода встречает значительные трудности, вызванные отсутствием выражений для внутренних относительных КПД термодинамических процессов в малоисследованных эле.ментах установок. Кроме того, значительное число связей и ограничений, налагаемых на параметры реальных теплоэнергетических установок, имеют вид числовых и функциональных неравенств (ограничения первого и второго рода соответственно), а также целочисленных ограничений. Корректный (в математическом отношении) учет этих ограничений в дифференциальном методе оптимизации невозможен, хотя в его рамках имеются способы их приближенного учета [85]. Это обстоятельство является вторым недостатком расс.мотренного метода. [c.38]

КПД системы механический КПД термодинамический КПД коэффициент в соотношении псевдоцикла, определенный (А. 18) в анализе Шмидта относительная длина нагреваемого участка [c.366]

Для количественной оценки степени термодинамического совершенства теплового двигателя используется эксер-гетический КПД, который имеет вид [c.55]

Эксергетический и термический коэффициенты полезного действия позволяют оценивать термодинамическое совершенство протекающих в тепловом аппарате процессов с разных сторон. Термический КПД, а также связанный с ним метод теи1ловых балансов позволяют проследить за потоками теплоты, в частности рассчитать, какое количество теплоты превращается в том или ином аппарате в работу, а какое выбрасывается с неиспользованным (например, отдается холодному источнику). Потенциал этой сбрасываемой теплоты, ее способность еще совершить какую-либо полезную работу метод тепловых балансов не рассматривает. [c.56]

Если этот крптери одинаков, то у всех геометрически подобных двигателей одинаковы термодинамический, механический и эффективный КПД (следовательно, н удельный расход топлива), тепловая напряженность (теплопереход на единицу охлаждающей поверхности), удельная мощность, напряжения от тазовых н Инерционных сил, удельные нагрузки на ПОДШИПНИКИ, конструкционная. масса двшателя (масса, отнесенная к сумме квадратов диа-мс1ра цилиндра). [c.56]

Результаты эксперимента показали, что при постепенном увеличении 1 происходит скачкообразное изменение спектрального состава излучаемых трубой звуковых волн. При этом подобным образом изменяются и термодинамические параметры работы вихревой трубы. Видно (см. рис. 3.32), что при достижении ц = 0,85 происходит резкое уменьшение адиабатного КПД и абсолютных эффектов подогрева и охлаждения (по модулю). Это явление сопровождается уменьшением интенсивности низкочастотных колебаний и соответственно увеличением высокочастотной акустической составляющей. Динамика низкочастотных колебаний в зависимости от ц аналогична поведению адиабатного КПД, т. е. максимуму КПД соответствует и максимум звукового давления, приходящегося на частоту 1300 Гц. Можно сделать вывод, что в процессе энергопергеноса в вихревой трубе наиболее активную роль играют низкочастотные возмущения и перспектива в использовании интенсификации тепломассообмена в вихревой трубе связана с применением для этого низкочастотных колебаний, соответствующих диапазону 1000—3000 Гц. Между акустическими характеристиками и эффективностью работы вихревой трубы существует четкая корреляция. Таким образом, на основе представленного обзора и результатов некоторых экспериментальных исследований макро- и микроструктуры вихревого потока вьщелим наиболее характерные и принципиальные его свойства [c.141]

Такой подход приводит лишь к односторонней и неполной оценке интегральной характеристики термодинамической эффективности процесса энергоразделения, так как не учитывается эффект подофева. Поэтому внутренний адиабатный КПД [c.185]

С ростом степени расширения воздуха в вихревых трубах эффект охлаждения снижается, что снижает температурную эффективность процесса регенарации. Эксергетический 1ШД с ростом степени регенерации неизменно падает (см. рис. 5.8). о связано с уменьшением части полезно используемого холода . В то же время адиабатный КПД растет (см. рис. 5.9). Такое противоречивое изменение величин, оценивающих термодинамическое совершенство схемы, несколько затрудняет возможность обоснованного выбора, наиболее эффективного с энергетической точки зрения режима работы. Для заданных значений Ру и выбор режима работы схемы следует осуществлять по максимальному значению. [c.239]

В специальной литературе приведены расчеты, показывающие, что равенство параметров силовой и тепловой напряженности, например, деталей цилиндропоршневой группы обеспечивается, когда главным параметром является диаметр цилиндра D (рис. 3.1, а). Это дает возможность создать ряд геометрически подобных двигателей с соотношением S/D = onst, соблюдая указанные критерии подобия рабочего процесса. При этом у всех геометрически подобных двигателей будут одинаковые термодинамический, механический и эффективный КПД (а следовательно, и расход топлива), тепловая и силовая напряженность и мощность. Градации толщины стенки цилиндра h будут такими же, как и градации D. [c.47]

Создание и применение новых процессов, аппаратов и установок со струйными течениями требуют решения конструкторских, технологических и оптимизационных задач, при выполнении которых определяются их основные размеры, обеспечивающие максимальную эффективность технологических процессов, а также находятся значения параметров этих процессов на выходе из аппаратов и установок. При решении таких задач необходимо рассчитывать термогазодинамические процессы, происходящие в различных типах струйных течений свободно истекаю1цих, эжек-ционных, кавитационных, пульсационных, вихревых и проч., находить их максимальную эффективность, например максимальный КПД процессов эжекции и энергоразделения. Кроме того, необходимо рассчитывать распределение по поперечным сечениями струйных течений следующих величин количеств взаимодействующих сред, количеств жидкой и газовой фаз, образовавшихся в результате этого взаимодействия, их компонентных составов, скоростей, температур, давлений, плотностей, энтальпий и других величин термодинамических и физических параметров. [c.7]

В настоящее время наибольшее научно-техническое развитие получил магнитогидродинамический метод (МГД-,метод) прямого преобразования энергии. Идея этого метода основана на том, что при пересечении проводником линий индукции в нем возникает ЭДС. В МГД-генераторе таким проводником является электропроводящий газ (плазма). Высокотемпературный газ (2500— 3000°С) в МГД-генераторе выполняет двойную роль в сопле перед генератором внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию noTOiKa, т. е. газ -является термодинамическим рабочим телом, а в генераторе кинетическая энергия потока преобразуется в электрическую энергию, т. е. газ выполняет роль силовой обмотки электрической машины. Можно поэтому говорить, что МГД-гбнератор представляет собой совмещенную с тепловым двигателем электрическую машину, а термодинамический цикл энергетической установки с МГД-генератором принципиально ничем не отличается от известных циклов газо- и паротурбинных установок. Использование высокой температуры рабочего вещества (которую вполне выдерживают неподвижные части генератора) приводит к генерации электроэнергии МГД-методом с КПД до 50—60%. [c.69]

В термодинамике степень совершенства цикла определяется значением его термического КПД, поэтому желательно, чтобы работа двигателей внутреннего сгорания осуществлялась по циклу Карно как имеЕОщему наибольший термический КПД. Однако практически осуществить цикл Карно оказалось невозможным, поэтому две работают по другим, менее экономичным циклам. Термодинамическая эффективность этих циклов зависит от конкретных условий их осуществления. В одних условиях экономически выгоден один цикл, в других условиях — другой. Сравнение идеальных циклов Отто, Дизеля и Тринклера показывает [c.180]

Топливо в газотурбинных установках может сгорать как при постоянном давлении, так и при постоянном объеме. В последнем случае газотурбинная установка из-за наличия системы распределения является сравнительно более сложной, а турбина вследствие дополнительных потерь в клапанах имеет меньший относительный внутренний КПД. Поэтому на практике наибольшее распространение получили газотурбинные установки, работающие по циклу с подводом теплоты при р = onst, несмотря на то, что циклы с подводом теплоты при постоянном объеме термодинамически более выгодны. [c.530]

Так как термодинамических ограничений на численные значения т]( нет и последний зависит лишь от природы активных веществ, то очевидно, что для заданных внешних условий можно подобрать такие активные вещества, которые приведут к наибольн ему значению термического КПД. [c.573]

Т — 5-диаграмма позволяет простым способом оценить термодинамическую эффективность прои,звольного цикла. Для этого его нужно сравнить с циклом Карно, линии процессов которого являются касательными к рассматриваемому циклу (рис. 3.7,6). Из рисунка видно, что КПД цикла Карно, осуществляемого между максимальной Ттах и минимальной температурами произвольного цикла 1а2Ы, всегда больше КПД последнего [c.66]

Таким образом, КПД цикла Карно в интервале температур Ттях—Ттш есть ТОТ предел, к которому стремится КПД произвольного цикла, охватываемого циклом Карно в этом смысле цикл Карно является эталонным. Термодинамическое соверщенство произвольного [c.66]

Исследование термодинамических циклов тепловых машин является основной задачей технической термодинамики. Однако провести подробное исследование цикла, установить его основные характеристики (работу, КПД) при изменении отдельных параметров на реальной установке можно лишь в ограниченных пределах. Поэтому при исследовании циклов энергетических установок вместо натурных испытаний целесообразно использовать различные модели. Модели бывают разные в зависимости от модели различают предметное, физичеекое, аналоговое и математическое моделирование. [c.238]

Термодинамические и конструктивные принципы, заложенные в установку ГТ-100-750, позволяют совершенствовать ее двумя путями увеличением числа промежуточных охлаждений и подогревов и повышением начальной температуры газа между обеими турбинами без изменения тепловой схемы. В результате увеличения числа промежуточных охлаждений и подогревов можно при умеренных температурах газа (1050—1100 К) обеспечить КПД установки, равный 38 — 40%. Такой же КПД можно получить в ГТУ более простой схемы, но с более высоким значением Т. Так, в установке АОТЗ-100А (Япония) мощностью 122 МВт, по схеме и компоновке близкой к установке ГТ-100-750, на валу низкого давления кроме ТНД расположена турбина среднего давления (ТСД), и подогрев газа осуществляется между ТСД и ТНД. На валу высокого давления находятся КВД и ТВД. Промежуточное охлаждение воздуха между КНД и КВД происходит путем впрыскивания воды в воздух в воздухоохладителе испарительного типа. [c.197]

Усилия конструкторских, научных организаций, изготовителей энергетического оборудования и эксплуатационного персонала направлены на существенное сокращение удельных расходов условного топлива на 1 кВт ч отпущенной энергии. Главными факторами, обеепечивающими рост КПД электростанций, являются повышение параметров пара и рост единичной мощности агрегатов при оптимальных термодинамических и экономических показателях оборудования. На КЭС переход от параметров пара 8,8 МПа, 773 — 808 К при мощности агрегатов 50—100 МВт к параметрам пара 12,7 МПа, 838/838 К при мощности агрегатов 150 — 200 МВт привел к снижению удельного расхода условного топлива с 420 до 350 — 345 г/(кВт ч). Блоки на сверхкритических параметрах 23,5 МПа, 838/838 К [c.356]

Таким образом термический КПД цикла Стирлинга равняется термическому КПД цикла Карно. В атом второе существенное положительное свойство цикла Стирлинга. Следует при этом заметить, что аналогичный результат можно получить при любых обратимых термодинамических процессн.х 2-0 I - - и )н ус.повии полной регенерации теплоты, т. в. при усло1 П11 ак и1Лпета1ггностп этих процессов в, х Т-диаграмме. [c.290]

Сравнение термодинамических циклов, показанных на рмс, 106 и 116, а, б, свндете ьствует об их полном совпадении, поэтому термический КПД цикла турбореактивного двигателя определяется фо )мулой (689), а удельная работа цикла — формулой (691). [c.300]

Влияние необратимости на работоспособность термодинамических систем. Эисергетические потери I и эксергетический КПД [c.373]

В настоящее время дли оценки влияния необратимости нспользуют-гй два метода. В основу метода эксергетических по-т о к о в положен подсчет потоков эксергин рабочих тел, входящих в систему, подводимой теплоты и потоков эксергии, покидающих систему. При этом учитываются эксергия потока рабочего тела по уравнению (737), эксергия потоков теплоты по уравнению (7,38), а также подводимая и отводимая организованная энергия / , г. е, работа всех видов. У1,ля определ( ННя эксергии рабочих тел и теплоты удобно использован, эксергетические диаграммы. Если рабочее ге.ло, покидающее систолу, имеет ненулевую эксергию, то она учитывается только и тех случаях, когда рабочее тело предназначено для получения от него работы в каких-либо других установках (например, сжатый воздух от компрессора, предназначенный для привода пневматических машин). При наличии необратимых процессов в системе суммарный поток отводимой эксергии всегда меньше суммарного потока подводимой эксер-гнп на величину эксергетических потерь. Термодинамическое совер-шенпво системы характеризуется эксергетичсским КПД [c.374]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...