Работа замкнутого цикла полезная

Мощность двигателя, соответствующая индикаторной (внутренней) работе замкнутого цикла, называется индикаторной мощностью двигателя Полезная мощность, соответствующая эффективной (внешней) работе, отдаваемая потребителю на соединительном фланце коленчатого вала двигателя, называется эффективной мощностью двигателя [c.76]

Наиболее близкое из них к осуществлению — это, по-видимому, газотурбинная установка замкнутого цикла (авторское свидетельство № 166202). Суть изобретения — в замене традиционных рабочих тел — воздуха или инертного газа — такими экзотическими составами и смесями, как газообразная сера или йод, окислы азота, хлористый алюминий и т. д. Во время сжатия в компрессоре эти газы ведут себя вполне благопристойно и мало чем отличаются от воздуха. Но при нагреве перед турбиной их молекулы начинают диссоциировать, распадаться на две, три или даже четыре части. Значит, в два, три или четыре раза увеличивается и газовая постоянная — произведение объема одного моля газа на его давление, деленное на абсолютную температуру. Газа как бы становится во столько же раз больше. Соответственно больше проходит его через турбину, и мощность ее значительно увеличивается. Конечно, это не происходит совсем даром на диссоциацию расходуется много тепла, которое приходится дополнительно подводить к газу. Но каждая порция газа становится как бы более энергоемкой сначала она больше поглощает энергии, а потом при рекомбинации больше ее отдает. В результате полезная работа цикла существенно возрастает. А кроме того, когда мы подводим к газу тепло, оно большей частью уходит не на нагрев, а на диссоциацию, так что температура газа почти не меняется. Фактически теплоподвод идет по кривой, приближающейся к изотерме, и рабочий цикл газовой турбины становится более выгодным. Так, его эффективный к.п.д. возрастает на некоторых режимах примерно втрое по сравнению с циклом на обычных газах. [c.273]

В ГТУ с замкнутым циклом (рис. 1.1) в отличие от двигателей внутреннего сгорания подготовка рабочего тела и его использование разделены по месту и времени. Газ при низких температуре и давлении поступает в компрессор К, где сжимается и направляется в газовый котел ГК. В котле, в котором сжигается органическое топливо, сжатый газ нагревается до высокой температуры. Подогретый газ высокого давления направляется в газовую турбину ГГ, где, расширяясь, совершает работу, передаваемую на вал установки. Часть работы затрачивается на привод компрессора, а остальная полезно используется для выработки электроэнергии в электрогенераторе ЭГ, отпускаемой потребителям. [c.23]

Регенератор, бесспорно, является самым важным теплообменником системы двигателя Стирлинга, поскольку, хотя двигатель может функционировать и без регенератора, преимущества работы по замкнутому циклу нельзя реализовать без эффективного регенеративного теплообменника. Как мы уже видели, для эффективной работы регенератора нужно найти компромисс между несколькими противоречивыми требованиями. Очевидно, было бы полезно знать, насколько точно можно выполнить самые доступные компромиссные условия. В качестве первого шага определим наиболее важный параметр — эффективность регенератора. Несколько спорное, но вполне приемлемое определение эффективности выглядит следующим образом [c.255]

В периодически действующих тепловых машинах разных типов не вся теплота, заимствованная от источника, превращается в полезную работу, часть этого тепла неизбежно должна быть отдана более холодному телу (холодильнику). Следовательно, для превращения теплоты в работу наряду с источником тепла должен быть холодильник (окружающая среда), воспринимающий часть теплоты, не превращенной в работу (фиг. 6. 1). Из фиг. 6. 1 следует, что рабочее тело, совершая замкнутый цикл совершает работу, равную разности между теплотой, заимствованной от источника, и теплотой, отданной в холодильник, т. е. [c.139]

Замкнутый цикл в координатах р — У будет выглядеть как замкнутый контур (рис. 15). В процессе сжатия рабочего тела (адиабата ас) вся затраченная на сжатие работа расходуется на повышение внутренней энергии тела, т. е. его температуры. Подведенное тепло расходуется частично на повышение температуры тела — процесс при постоянном объеме (изохорный) —су, а частично на выполнение внешней работы — процесс уг при постоянном давлении (изобарный). Чем выше наибольшая температура цикла (Т ), тем выше коэффициент полезного действия тепловой машины. В процессе расширения гЬ рабочего тела совершается работа по преодолению сопротивления внешних сил. Процесс Ьа при постоянном объеме соответствует отнятию тепла (За от рабочего тела (отвод тепла к холодильнику ). [c.57]

Если величина внутренней энергии газа в начале и в конце цикла осталась одной и той же, то согласно уравнению (34) тепло, подведенное к газу во время цикла, может быть затрачено только на совершение работы. При расширении мы подводили к газу тепло Qi, а при сжатии отнимали тепло Qz. В результате мы превратили в механическую (полезную) работу количество тепла, равное разности Qi — Q2. Без отвода тепла Q2 от газа, или, как принято говорить, без отдачи тепла холодному источнику, было бы невозможно получить замкнутый цикл и, следовательно, непрерывную работу двигателя. Таким образом, отдача тепла Q2 холодному источнику является непременным условием получения непрерывной работы двигателя. [c.27]

При анализе потерь полезной работы необходимо помнить, что изменение энтропии рабочего тела за цикл равно нулю (цикл замкнут). И общая потеря равна сумме потерь работоспособности (эксергии), а не работы. Это имеет принципиальное значение для оценки совершенства действительных процессов в отдельных частях двигателя. [c.188]

Рабочее тело. Для того чтобы непрерывно производить работу, нужно иметь по меньшей мере два тела с разными температурами, т. е. два источника теплоты. Однако наличие разности температур само по себе еще недостаточно для осуществления процесса превращения теплоты в работу так, например, если два тела с разными температурами просто привести в соприкосновение, то теплота перейдет от горячего тела к холодному без совершения какой-либо полезной внешней работы. Чтобы осуществить тепловой двигатель, непрерывно производящий работу, нужно между телами разной температуры совершать некоторый замкнутый процесс или цикл, для чего потребуется еще одно тело. Это вспомогательное тело, совершающее во время работы теплового двигателя многократно повторяющийся круговой процесс (состоящий в случае двух источников теплоты из чередующихся изотермических и адиабатических процессов) называется рабочим телом. [c.46]

Действительно, для получения работы из теплоты в тепловых двигателях в практически необходимых количествах требуется периодически повторять процесс расширения 1-т-2 (рис. 1,9, а), т. е. возвращать рабочее тело в начальное состояние, что может быть осуществлено в процессе сжатия 2-п-1 с затратой некоторой удельной работы Если удельная работа расширения больше удельной работы сжатия 1 , то выполняется удельная полезная работа /о, которая соответствует площади, ограниченной замкнутой кривой обоих процессов. Как отмечено ранее, такой замкнутый процесс называется круговым процессом, или циклом. [c.33]

Таким образом, обратимый процесс с увеличением энтропии идет с подводом теплоты, а обратимый процесс с уменьшением энтропии идет с отводом теплоты от рабочего тела. Любой обратимый термодинамический цикл в вТ-днаграмме изображается замкнутым контуром (см. рис. 8, 6), причем для тепловых машин-двигателей направление контура по часовой стрелке 1-2-3-4, а для холодильных машин — против часовой стрелки 4-3-2-1. Количество теплоты, превращенной в полезную работу, на вГ-диаграмме изображается пл. 1234. [c.63]

Сопоставляя демпфирующее влияние нелинейного члена уравнения и дестабилизирующее влияние линейного члена, мы, в сущности, имеем в виду изменение энергии системы вследствие работы, совершаемой различными составляющими силы трения. Линейная составляющая совершает положительную работу, т. е. вносит энергию в систему, а нелинейная составляющая совершает отрицательную работу, т. е. уменьшает энергию системы. При стационарных автоколебаниях приток энергии компенсирует ее расход (в среднем за один колебательный цикл) и система внешне ведет себя так, как если бы она была консервативной здесь полезно напомнить, что фазовые траектории консервативных систем также представляют собой замкнутые кривые, геометрически похожие на кривую предельного цикла, изображенную на рис. VI. , б. Но, конечно, сходство это только внешнее предельный цикл представляет собой изолированную замкнутую фазовую траекторию, и в ее окрестности нет других замкнутых траекторий, тогда как замкнутые фазовые траектории свободных колебаний консервативных систем сплошным][образом заполняют фазовую плоскость . [c.287]

В результате осуществления цикла Карно количество тепла — 2 преобразовано в полезную работу I, равную численно — площади, ограниченной замкнутой кривой цикла. [c.64]

Процесс 1-2-3-4-1 образует замкнутый контур диаграммы, площадь которой определяет величину полезной работы, полученной за один цикл работы идеального двигателя. [c.224]

Следует упомянуть также о турбинах с замкнутым кругом циркуляции рабочего тела (фиг. 6). В подогревателе 8, соответствующем паровому котлу, при помощи нагревательного устройства (топки) 2 нагревают до заданной температуры рабочее тело (например, воздух), имеющий замкнутый круг циркуляции. Для повышения к. п. д. установки продукты сгорания направляются в теплообменник 1, где они используются для предварительного подогрева воздуха, поступающего к нагревательному устройству. Нагретый в подогревателе 8 воздух расширяется в турбине 4 и совершает при этом полезную работу после этого он поступает в компрессор 5, в котором его давление доводится до рабочего, и подается обратно в подогреватель 8. Выходящий из турбины воздух отдает тепло в теплообменнике 7 это тепло используется для предварительного подогрева выходя-щ,его из компрессора 5 сжатого воздуха. Дальнейшее охлаждение выходящего из турбины воздуха до возможно более низкой температуры производится в теплообменнике (холодильнике 6). Если ввести многократное промежуточное охлаждение воздуха перед сжатием (между выходом из турбины и входом в компрессор) и многократный промежуточный подогрев воздуха перед расширением (между выходом из компрессора и входом в турбину), т. е. если приблизить процессы сжатия и расширения к изотермическому процессу, то турбина будет работать примерно по циклу Карно, характеризующемуся наиболее высоким термическим к. п. д., который вообще может быть достигнут при заданном перепаде темпер-атур. [c.944]

В тепловом двигателе Q2., а следовательно, и вследствие необходимости замыкания цикла отрицательно и не равно нулю, поэтому КПД теплового двигателя всегда меньше единицы. В прямом преобразователе энергии, где цикл не замкнут, IQ в зависимости от условий протекания рабочего процесса может быть отрицательным (при рабочей температуре Г, большей температуры окружающей среды Г ), или равным нулю. Соответственно КПД прямого преобразователя может достигать значений, равных единице, а при Сг > О полезная внешняя работа производится частично с использованием теплоты окружающей среды однако в этом случае в качестве КПД надо брать отношение 1ь 1 (1е + /д). [c.26]

На ри- и Гх-диаграммах круговой процесс изображается замкнутой кривой. Цикл, показанный на рис. 3.6, а, характерен тем, что работа расширения Ьх (площадь под кривой 2—а—I) больше работы сжатия / 2 (площадь под кривой I—б—2). Поэтому в результате цикла будет получена полезная механическая работа 1 = 12 — 1 2 (площадь замкнутого контура). На Гх-диаграмме (рис. 3.6, б) площади под соответствующими кривыми характеризуют распределение теплоты —подведенная теплота, 21 — отведенная теплота, д = д 2 — ( 21 — теплота, преобразованная в работу. [c.49]

Если при работе тепловой ма-шины изменение состояния рабочего тела происходит по замкнутому циклу, то полезную работу за один цикл можно найти как сумму работ при расширении и при сжатии газа. Пусть изменение состояния газа за цикл представлено диаграммой в координатных осях р, V (рис. 114). Работа газа при расширении положительна и пропорциональна площади фигуры AB DE. Работа газа при сжатии отрицательна и пропорциональна площади фигуры AB DE. Поэтому полная работа газа, равная сумме работ при расширении и сжатии, оказывается пропорциональной площади фигуры B D B цикла на диаграмме в координатных осях р, V. [c.103]

Ясно, что для повышения коэффициента k газовых холодильных машин необходимо устранить потерю полезной работы при изобарическом расширении газа в холодной камере и сделать процесс сжатия более экономичным с точки зрения затраты энергии, проводя его квазиизотермически, а не адиабатически. Значительное приближение к такому более выгодному изотермическому процессу отдачи и поглощения тепла было достигнуто недавно Келлером и Джонкерсом [3] в газовой холодильной машине с замкнутым циклом (см. п. 5). [c.10]

Повышение температуры газа перед турбиной приведет к еще большему КПД газотурбинных установок замкнутого цикла с контактными регенераторами. Могут быть и другие схемы и типы ЗГТУ. В настоящем параграфе были рассмотрены ЗГТУ с высококипящими жидкими промежуточными теплоносителями, когда можно было не учитывать их испарения и конденсации при непосредственном контакте с газами в регенераторах ЗГТУ. Необходимо исследовать не только такие установки, но и ЗГТУ с низкокипящими жидкими промежуточными теплоносителями, так как испарение теплоносителей и насыщение газа парами жидкости в высокотемпературном регенераторе ведет к увеличению расхода рабочего тела в турбине и должно способствовать увеличению совершаемой полезной работы и КПД установки в целом. [c.161]

Циклы бывают прямые и обратные. Осуществление цикла требует наличия двух тепловых источников источника тепла и холодильника. В прямом цикле к рабочему телу подводится тепло от источника тепла в работу превращается часть подведенного тепла д, — q-i, где q%—тепло, отдаваемое рабочим телом холодильнику. Работа кругового цикла графически изображается в координатах р — V площадью, заключенно внутри замкнутого контура цикла. Лини расщирения лежит выше линии сжатия По этому циклу работают тепловьк двигатели. Экономичность цикла опре деляется термическим коэффициентол полезного действия теплового двигател [c.50]

Необходимо отчетливо представлять себе, что поскольку рабочее тело совершает замкнутый процесс, то его внутренняя энергия в результате совершения цикла не изменяется и поэтому работа может быть произведена только за счет тепла Qi, сообш,аемого рабочему телу горячим источником. Важно отметить, что работоспособность тепла не зависит от величины давления среды Ра, так как объем рабочего тела в результате совершенного им кругового процесса остается неизменным, среда не подвергается в итоге сжатию или расширению и вся работа, произведенная рабочим телом за цикл, может быть использована но нашему усмотрению, т. е. является полезной. Доля тепла Qi, превраш енная в работу в цикле, тем больше, чем выше к. п. д. цикла. [c.106]

Возможна также комбинация того и другого способов. Вода может использоваться только в одном рабочем движении или же двигаться в замкнутом цикле, возвращаясь к исходному пункту для повторного использования в последнем случае необходимы устройства для очистки воды. Устройства гидравлическдго транспорта применяются в горной промышленности для разработки и транспорта полезных ископаемых (например, угля, золотоносных песков, торфа), удаления породы в отвал, закладки выработанного пространства шахт и т. п. на строительствах (особенно гидротехнических) для смыва, намыва и перемещения грунта (гидромеханизация земляных работ) на тепловых электростанциях для удаления золы и шлака от топок котлов на металлургических заводах для гранулирования и удаления шлаков на сахарных и спиртовых заводах для разгрузки вагонов и перемещения свеклы и картофеля. [c.294]

Выделившееся тепло продуктов сгорания в условиях Vo = = onst вызывает резкое повышение давления и температуры в цилиндре (Ьс — линия подвода тепла топлива). Образовавшиеся продукты сгорания адиабатно расширяются по линии d, совершая полезную работу. В точке М2 открывается выхлопной клапан II и продукты сгорания выбрасываются в атмосферу. Считают, что теоретически выхлоп осуществляется по линии da. Оставшиеся в цилиндре двигателя газы при атмосферном давлении pi выталкиваются поршнем в атмосферу, когда он идет от точки М2 до точки Mi, (линия ао). Затем цикл повторяется. Замкнутый контур abed теоретически характеризует работу двигателя за один цикл при сгорании одной порции топлива. Оценку эффективности циклов две и факторов, влияющих на работу двигателей, удобно и наглядно проводить в координатах T — s на базе анализа работы идеальных циклов двигателей, хотя реальные двигатели и не работают по таким циклам. На рис. П.З изображен цикл Огго с подводом и отводом тепла на изохорах, в координатах р — v и Т—s. Здесь линия 1—2 характеризует адиабатное сжатие рабочего тела, линия 2—3 — изохорный подвод тепла qi на 1 кг рабочего тела, линия 5—i — адиабатное расширение и линия 4—1—изохорный отвод тепла <72. Полезная работа в цикле равна разности подведенного и отведенного [c.128]

Термический КПД цикла служит оценкой степени использования теплоты в круговом процессе. Чем больше его велич1и1а, тем большая часть теплоты, сообщенной рабочему телу, превращается в полезную работу и тем совершеннее цикл. Если бы была возпюжиость получить замкнутый цикл по кривой А-т -В-Ь-а-А (рнс. 10.1), то при таком цикле количество теплоты было бы равно нулю и термический КПД равнялся бы единице. Однако совершить такой цикл невозмохшо, так как процесс по линии должен был бы протекать при температуре, равной абсолютному нулю (—273° С), что практически в двигателях осуществить невозможно. Очевидно, что всегда т](-< 1. [c.123]

Для получения полезной работы от двигателя, или переноса теплоты от холодного источника к горячему необходимы компен-сируюш,ие процессы отвод теплоты в холодильник или же затрата работы. В тепловом двигателе (рис. 6.1) из нагревателя с высокой температурой подводится теплота Qi, а отводится в холодильник с низкой температурой теплота Qa полученная работа расширения определяется пл. 12561 затраченная на сжатие работа эквивалентна пл. 34653. В результате осуществления этих процессов рабочее тело прошло через ряд последовательных изменений состояния и вернулось к исходному, т. е. совершило замкнутый круговой процесс-цикл. [c.64]

Из рассмотрения цикла следует, что изменение внутренне) энергии в адиабатном процессе расширения и в адиабатном процессе сжатия происходит в иигервале одних и тех же температур Ti и Гг, но только в противоположных направлениях. Поэтому эти изменения внутренней энергии, а следовательно, и соответствующие им работы адиабатных процессов в цикле численно равмы, но противоположны по знаку. Следовательно, полезная работа, получаемая в результате протекания всего цикла Карно, равна разности работ изотермических процессов — расширения и сжатия. Графически эта полезная работа измеряется площадью замкнутого контура цикла — площадью 1—2—3— 4—1. [c.96]

Процесс сгорания заменяется изохорны.м подводом тепла, а выпуск — изохорным процессом отвода тепла. Тогда полезная работа цикла будет равна площади замкнутой кривой цикла, у ко-, торого все процессы являются обратимыми и образующими в совокупности идеальный цикл. [c.110]

Полезная работа цикла 1ц равна разности работ расширения и сжатия и изображается площадью abed, ограниченной замкнутой линией цикла, т. е. 1ц=и—/г- [c.55]

Разность между подводимей теплотой и отводимой есть полезная теплота цикла q, она изображается площадью замкнутого контура abed и равна работе цик- [c.71]

В замкнутых теоретических циклах теплопспользование выше, чем в циклах теоретических, но разомкнутых. Это объясняется тем, что в разомкнутых циклах после сгорания появляются продукты сгорания, содержащие трехатомные газы с теплоемкостью, большей, чем у двухатомных газов, и при повышении температуры теплоемкость возрастает. В результате при тех же количествах подводимого тепла максимальные температуры и давления газов в разомкнутом цикле понижаются, полезная работа уменьшается и теплоиспользование ухудшается. [c.183]

Таким образом, иа диаграмме цикл Карно изображается замкнутой рфивой а-Ь-с-и-а. При этом совершается удельная работа ии (рнс. 10.2, а), численно равная площади, ограниченной этой кривой. На Т5-диаграмме (рис. 10.2, б) пл. аЬсс1а численно равна количеству удельной теплоты, преобразованной в полезную удельную работу цикла Карно. Площади на обеих диаграммах между собой должны быть равны, Термический КПД цикла Карно определяется по формуле, аналогичной формуле (10.2) [c.124]

На рис. 8.12 видно, что разность между работой (площадь 1-2-3-6-5), выполненной системой (газом) над окружающей средой (поршнем), и работой (площадь 3-4 5-6), выполненной окружающей средой (поршнем) над системой (газом), равна результирующему количеству работы (энергии) Жрвз, выполненной термодинамической системой за цикл. Эту результирующую работу И рез называют еще полезной, так как она может быть отведена в окружающую среду и больше в цикл не возвращена. Полезная работа цикла Жрвз численно равна площади фигуры, ограниченной замкнутой кривой 1-2-3-4-1- [c.18]

При двухстадиальном измельчении мельница первой стадии не выдает готового продукта, и в ней может поддерживаться высокое среднее содержание крупного класса за счет высокой нагрузки по исходному питанию. Поэтому мельница в открытом цикле может работать так же эффективно, как и в замкнутом. Д я поддержания высокого содержания крупного класса в мельнице первой стадии необходимо большую часть работы измельчения перенести во вторую стадию, поэтому в двухстадиальных схемах с открытым циклом в первой стадии соотношение рабочих объемов мельниц (или лучше, полезной мощности мельниц) второй и первой стадий обычно поддерживается в пределах 1,5—2, т. е. во второй стадии устанавливается в два раза большая (по объему или полезной мощности) мельница по сравнению с мельницей первой стадии. [c.300]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...