Анализ работы тепловых машин

Открытие второго начала связано с анализом работы тепловых машин, чем и определяется его исходная формулировка. Впервые работа тепловых машин была теоретически рассмотрена в 1824 г. Сади Карно, который в своем исследовании Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эти силы , доказал, что к.п.д. тепловых машин, работающих по предложенному им циклу (циклу Карно), не зависит от природы вещества, совершающего этот цикл. Позднее Клаузиус и В. Томсон, по-новому обосновывая эту теорему Карно, почти одновременно положили основание тому, что теперь входит в содержание второго начала. [c.49]

Как уже отмечалось, второе начало термодинамики было установлено в результате анализа работы тепловых машин. [c.77]

Исторически открытие второго начала термодинамики связано с анализом работы тепловых машин и доказательством С. Карно (1824 г.) теоремы о независимости к. п.д. тепловых машин, работающих по циклу Карно, от вида рабочего тела (см. 15). Многолетняя практика установила определенные закономерности превращения теплоты в работу и работы в теплоту. Из определений понятий теплоты и работы (см. 2) следует, что эти две основные формы передачи энергии не равноценны. Если работа может быть непосредственно и полностью превращена в теплоту (например, при трении или элект- [c.55]

ПЗ. Анализ работы тепловых машин [c.332]

Эксергетический анализ работы тепловых машин [c.375]

АНАЛИЗ РАБОТЫ ТЕПЛОВЫХ МАШИН [c.417]

Второе начало термодинамики представляет собой, в сущности, совокупность ряда положений, относящихся, во-первых, к состояниям равновесия и, во-вторых, к процессам, происходящим в физических системах. Исторически оно возникло из анализа работы тепловых машин (С. Карно, 1827 г.). [c.47]

Попробуем ответить на этот вопрос, опираясь на анализ работы тепловых машин, проделанный Карно. Оказывается, что выводы Карно дают основания для введения абсолютной шкалы температуры, совершенно независимой от вида термометрического вещества, применяемого для измерения. [c.54]

Для анализа работы паровой машины целесообразно воспользоваться понятием внутреннего теплового баланса, введенного [c.91]

Воспользуемся этим результатом для анализа цикла работы идеальной тепловой машины (рис. Ю). На участке 1-2 газ расширяется и производит при этом работу А. На этой стадии нагреватель отдает, а газ получает теплоту Q2, равную работе [c.81]

По этой причине порочны все выводы и доказательства, основывающиеся на использовании и анализе цикла Карно с Г2 = 0К. Например, неверным является встречающееся в некоторых общих курсах физики утверждение о том, что для осуществления полного превращения теплоты в работу с помощью периодически действующей тепловой машины надо было бы располагать холодильником, температура которого равна О К, и что, поскольку такого холодильника нет, периодически действующая машина может превращать в работу только часть теплоты. В действительности же даже при наличии холодильника с температурой О К вечный двигатель второго рода невозможен, так как при Г2 = 0К цикл Карно вырождается. [c.79]

Теория циклов. Исторически второй закон термодинамики возник как рабочая гипотеза тепловой машины, устанавливающая условия превращения теплоты в работу с точки зрения максимума этого превращения, т. е. получения максимального значения коэффициента полезного действия тепловой машины. Анализ второго закона термодинамики показывает, что малая величина этого коэффициента является следствием не технического несовершенства тепловых машин, а особенностью теплоты, которая ставит определенные ограничения в отношении величины его. Теоретически тепловые машины работают по круговым термодинамическим процессам, или циклам. Поэтому для того, чтобы шире раскрыть содержание второго закона термодинамики и провести детальный анализ его, необходимо исследовать эти круговые процессы. [c.59]

Анализ эффективности процессов в тепловых машинах и аппаратах методом к. п. д.,, основанным на первом законе термодинамики, практически важен, но обладает существенными недостатками в методе не учитывается, что теплота и работа качественно неравноценны и что теплота различного потенциала имеет разную ценность (работоспособность) кроме того, в методе к. п. д. учитываются только потерн, обусловленные внутренней необратимостью цикла, и не учитываются потери, связанные с конечной разностью темпе- [c.141]

Приступим теперь к анализу процессов, происходящих в термоэлектрогенераторе. Как и всякая тепловая машина, термоэлектрогенератор может превращать тепло в работу только в том случае, если имеются источники тепла с разными температурами. [c.404]

Наше время характеризуется быстрым развитием всех отраслей науки и техники и тем несомненным фактом, что наука становится непосредственной производительной силой. При современном развитии теплоэнергетических установок вопросы глубокого и детального изучения тепло- и массообменных процессов приобретают первостепенное значение. В настоящее время конструктор при проектировании должен хорошо знать процессы, характер их протекания с тем, чтобы на основе всестороннего анализа не только правильно, но и экономически целесообразно спроектировать надежно работающую установку. При этом должна быть обеспечена прочность элементов конструкции, которые, как правило, работают в напряженных условиях. Энергобаланс и регулирование рабочего процесса, преобразование энергии и рабочие параметры неразрывно связаны с изучением тепло- и массообменных процессов в тепловой машине. Интенсификация теплоэнергетических процессов в различных аппаратах и устройствах также требует знания тепло- и массообмена. [c.9]

Численные методы решения, изложенные во второй главе, позволяют сравнительно просто определить нестационарное температурное поле, удельный тепловой поток в геометрически сложных элементах конструкции без ограничивающих задачу упрощений. Однако такие недостатки, как невозможность общего анализа полученного решения, большая вычислительная работа, в ряде случаев затрудняют использование этих методов в инженерной практике, особенно при проектировании тепловых машин и двигателей. Аналитические методы в отличие от численных позволяют производить общий анализ полученного интеграла, получить удобные и простые для инженерных расчетов решения. Поэтому наряду с численными следует широко применять и аналитические методы решения. Среди аналитических методов решения уравнения теплопроводности наибольшее распространение получили метод разделения переменных и операционный метод. [c.110]

При анализе работы машин конкретной конструкции, в том числе с переменной геометрией червяка, а также с переменным тепловым режимом переработки в последовательных зонах, возникает задача определения перепада давления резиновой смеси на малом участке по длине червячной машины при установившемся режиме переработки. Существует возможность использования изотермического приближения для расчета малого участка по длине потока в винтовом канале. Она обоснована интенсивным конвективным переносом теплоты в плоскости поперечного сечения винтового канала за счет циркуляционного потока. Допущение о постоянстве температуры в поперечном сечении винтового канала, которым будем пользоваться далее, не устраняет, однако, возможности [c.167]

Рис. 1.5. Работа лазера как функционирование объединённой пары тепловых двигателей, запущенных в прямом и обращённом режимах. Эта схема тепловой машины удобна для анализа эффективности лазерной операции. В качестве оптической накачки используется лампа-вспышка

Таким образом, система координат v-p обладает удобным для анализа свойством площади под процессами, изображенными в этой системе координат, имея размерность работы, дают количественное представление об одном из взаимодействий системы с окружающей средой, т. е. об одном из слагаемых уравнений (11) или (12). Работа процесса, определяемая выражением (13), совершается замкнутой термодинамической системой, поскольку она относится к 1 кг рабочего тела, заключенному в цилиндре, и не учитывает затраты работы, связанной с процессами смены рабочего тела в цилиндре, что имеет место при работе любой тепловой машины. [c.18]

Технико-экономический анализ работы термотрансформаторов и особенно тепловых машин описан во многих работах. Совершенно очевидно, что даже краткое изложение этого материала значительно превысило бы объем всей книги. Поэтому целесообразно краткое изложение только принципиальных вопросов, связанных с анализом общей эффективности. [c.95]

Были предложены и другие конструкции вечных двигателей второго рода, которые успешно подтвердили свою неработоспособность. Вместе с тем, к анализу работы таких двигателей следует подходить очень тщательно. Как правило, их конструкция сложна, а поэтому не всегда известны потоки энергии в них. При этом источники энергии могут быть спрятаны. Может быть также и непонятным сам принцип действия такой машины. В результате этого может сложиться мнение, что рассматриваемая тепловая машина представляет собой один из вариантов вечного двигателя второго рода. [c.107]

Существенное значение для анализа работы тепловых машин имеют круговые (аамкнутые) термодинамические процессы. [c.22]

Второе начало термодинамики. Энтропия, Второе начало термодинамики указывает преимущественные направления протекающих процессов. Исторически оно возникло из анализа работы тепловых машин [58]. На этой основе был сформулирован принцип невозможности построения вечного двигателя второго рода [58] невозмож но осуществить такой непрерывно действующий двигатель, в каждом цикле которого производилась бы положительная работа только за счет охлаждения одного тела без каких-либо других изменений в телах. [c.64]

Глава XXIV. АНАЛИЗ РАБОТЫ ТЕПЛОВЫХ МАШИН [c.401]

Стремление учесть -(ависимость теплоемкости от температуры, изменения состава рабочего тела и наличия потока вещества, что имеет место практически в каждой тепловой машине, привело к тому, что для термодинамического анализа работы тепловых машин стал достаточно широко применяться второй мегод — метод термодинамических функций. [c.401]

Исторически В. н. т. возникло иа анализа работы тепловых машин (франц. учёный С. Карно, 1824). Существует неск. эквивалентных формулировок В. н. т. Само название В. н. т. и исторически первая его формули- [c.94]

Основными областями технического применения термодинамики являются анализ циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок, в которых полезная внешняя работа производится за счет выделяющейся при сжигании топлива теплоты анализ циклов ядерных энергетических установок, в которых источником теплоты служит реакция деления расщеп-ляюпгихся элементов анализ принципов и методов прямого получения электрической энергии, в которых стадия превращения внутренней энергии тел или, как говорят еще, химической энергии в теплоту не имеет места, и последняя непосредственно преобразуется в полезную внешнюю работу в форме энергии электрического тока анализ процессов тепловых машин (компрессоров и холодильных машин), в которых за счет затраты работы рабочее тело приводится к более высокому давлению или к более высокой температуре анализ процессов совместного или комбинированного производства работы и получения теплоты (или холода) для технологических или бытовых нужд анализ процессов трансформации теплоты от одной температуры к другой. [c.513]

Анализ соотношений (1.78) и (1.79) показывает, что термический КПД теплового двигателя и коэффициент холодопроизводи-тельности зависят только от соотношения абсолютных температур. Чем больше различие в абсолютных температурах, тем выше эффективность работы тепловой машины. Из выражения (1.78) следует также, что термический КПД двигателя, работающего по циклу Карно, всегда меньше единицы. Он обращается в единицу только в двух практически недостижимых случаях при Т, = и = 0. При равенстве Т, = КПД двигателя обращается в нуль. Это значит, что для работы теплового двигателя необходимо наличие разности температур Т, и Т . В тепловых двигателях в качестве наивысшей температуры Т цикла обычно понимается температура сгорания рабочей смеси, а в качестве низшей температуры — температура окружающей среды. [c.46]

Проведенный в гл. ХП анализ газовых циклов сделан при целом ряде упрощающих предпосылок, что позволило получить простые аналитические зависимости и выявить влияние тех факторов, которые определяют экономичность и эффективность тепловых машин. Наряду с прикладным значением гл. XII служит иллюстрацией применения одного нз дв у X методов термодина.мического исследования — метода круговых процессов, т. е циклов. Исторически метод циклов возник из необходимости анализа работы пopпJнeвыx машин и является более ранним методом термодинамических исследований. Метод циклов мо- кет быть применен для решения практически любой термодинамической задачи. Однако при этом всякий раз приходится подбирать соответствующий цикл. Точность решения задачи зависит от этого выбора, хотя сам подбор цикла является в определенной степени искусственным. [c.401]

Во второй части рассматривается второй закон термодинамики и его основополагающая роль в теории тепловых машин, включая ДВС. Значительное внимание уделено циклическим процессам. Приведены основы анализа эффективности работы тепловых машин с помощью эк-сергетического метода. Особое внимание обращено на идеализированные и действительные циклы ДВС, сгорание топлива в них. Рассматриваются принципы работы компрессоров различных типов и турбин. Изложены основы теории теплообмена и химической термодинамики. Даны описания теплоэнергетических установок, рассмотрены принципы работы поршневых, газотурбинных, реактивных и ракетных двигателей. [c.2]

И в действительности ее существование было обнаружено сначала на чисто макроскопическом пути, при анализе вопроса о том, какую максимальную работу можно получить от тепловых машин. Этот анализ проделал впервые Карно, а завершил через тридцать лет Клаузиус. Клаузиус же придумал и само это название энтропия. Микроскопический смысл энтропии был раскрыт Больцманом, й формула, связывающая ее величину с логарифмом статвеса, высечена на его надгробном камне. [c.53]

Первая догадка о существовании особого принципа, определяющего закономерности превращения теплоты в работу, была высказана Карно в знаменитом сочинении Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эти силы , появившемся через 40 лет после изобретения паровой машины и еще до того, как было открыто первое начало термодинамики. Задача, которую ставил Карно в своем исследовании, состояла в анализе действия паровой машины, чтобы выяснить, как сделать ее лучше и экономичнее.Этот анализ привел Карно к основополагающей гипотезе о том, что в тепловой манлине работа производится не за счет поглощения теплоты, а в результате переноса ее от горячего тела к холодному. Вследствие этого при постоянной температуре машина производить работу не может не имея кроме горячего еще и холодного тела и не произведя при этом никаких изменений в этом теле или в других окружающих телах, нельзя полученную от тела теплоту превратить в работу. [c.153]

В основе анализа эффективности современных тепловых машин лежат обратимые циклы, т. е. идеальные циклы, не учитывающие потери, связанные с наличием трения и отсутствием абсолютно теплонепроницаемой изоляции. Изучение такьх идеальных циклов необходимо для оценки работы реальных тепловых двигателей, в которых происходит преобразование теплоты в работу. [c.45]

Основными областями технического приложения термодинамики являются анализ циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок (в которых полезная внешняя работа производится за счет теплоты, выделяющейся при сжигании топлива) циклов ядерных энергетических установок (где 1 сточннком теплоты служит реакция деления расщепляющихся элементов) принципов и методов прямого получения электрической энергии (в которых стадия превращения внутренней энергии тел — химической энергии в теплоту отсутствует, и последняя преобразуется в полезную внешнюю работу в форме энергии электрического тока) процессов тепловых машин — компрессоров и холодильных машин, где за счет затраты [c.502]

Первая догадка о существовании особого принципа, определяющего закономерности лревращения тепла в работу, была высказана С. Карно. (в его знаменитом сочинении Размышления о движущей силе огня и 0 машинах, способных развивать эти силы ) через 40 лет после появления яа ровой МаШ И Ны и еще до того, ка к стало известным первое начало термодинамики. Задача, которую ставил себе Карно в своем исследовании, состояла в анализе действия паровой машины, с тем чтобы выясиить, как сделать, чтобы она стала аилучшей и наиболее экономичной. Этот анализ привел Карно к основополагающей гипотезе о том, что при постоянной температуре нельзя полученное от тела тепло превратить в работу, не произведя лри этом никаких изменений в самом теле или других окружающих его телах. По существу этот вывод представлял собой начальную, исторически первую формулировку второго начала термодинамики. Таким образом, исследование Карно знаменовало собой рождение новой физической теории — теории тепла, или термодинамики. Но работа Карно содержала нечто большее, чем просто описание нового физического принципа. Она включала также конкретные результаты, полученные на основе этого общего принципа, в частности блестящее доказательство независимости к. п. д. обратимой машины от природы рабочего вещества, известное теперь лод именем теоремы Карно. Другим важным выводом из исследований Карно явилось доказательство того факта, что к. п. д. обратимого теплового двигателя является верхним пределом эффективности действия двигателя вообще. [c.95]

В рассматриваемой работе, кроме того, исследованы энергетические возможности некоторых неракетных методов разгона (для достижения космических скоростей) различные виды жидких и твердых ракетных топлив, причем как наиболее эффективное рекомендовано кислородноводородное топливо предложены возможные значения соотношения масс для решения различных космических задач возможные значения энергетического КПД ( степени утилизации ) ракеты, а также дан общий энергетический анализ ракеты как тепловой машины затронуты проблемы управления ракетой, в частности предложено отклонение реактивного сопла двигателя. [c.437]

Подобный анализ с использованием калорических свойств реального рабочего тела можно провести для любого типа тепловой машины, будь то двигатель, компрессор или холодильная установка. Так, например, если совершенство процесса сжатия в компрессоре 3 (см. рис. 77, а и 78) газотурбинной установки со сгоранием при р = onst оценивается адиабатным к. п. д. компрессора, показывающим отношение работы адиабатного сжатия / д к действительной работе компрессора т)ад (равным 0,75-т-0,85), то работа компрессора [c.418]

Экономика глобализуется, а эта глобализация предоставляет новые неожиданные возможности для построения гигантских тепловых машин в экономике, позволяющих тем, кто контролирует международные финансовые потоки, работать с национальными экономическими системами примерно так, как Уатт работал с паровым котлом. Следует помнить о том, что паровая машина была изобретена задолго до того, как термодинамические соотношения стали предметом научного анализа. В процессах макроэкономических решений имеются две опасности. Одна — основная — это широкое применение политиками стандартных процедур, не принимающих во внимание уравнения состояния национальных экономик, причем за ущерб, причиняемый такого рода действиями, политики реальной ответственности не несут, так как на макроуровне национальных экономических решений не существует эффективного эволюционного механизма отбора. Институциональные механизмы демократии слишком слабы, и работают хорошо, как правило, там, где политики и без того выработали некую процедурную практику работы с экономикой. [c.133]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...