Круговой процесс теплового двигателя

Диаграммы реальных круговых процессов тепловых двигателей и холодильных машин отличаются между собой прежде всего из-за различия температур рабочего тела и внешних источников теплоты, а также за счет наличия необратимых потерь в процессах расширения, сжатия и т.п. (Рис. 1.8) При этом диаграмма цикла реального теплового двигателя будет располагаться внутри диаграммы обратимого цикла, а диаграмма холодильной машины — вне диаграммы обратимого цикла (Рис. 1.8). Заштрихованные площади на диаграммах характеризуют величины необратимых потерь (80" 0) в про- [c.42]

Круговой процесс теплового двигателя [c.41]

Очевидно, что всегда < 1 существенной задачей термодинамического исследования является изучение способов возможного повышения т. е. повышения экономичности круговых процессов тепловых двигателей. [c.99]

Ранее обсуждался обратимый прямой цикл Карно, как частный случай кругового процесса теплового двигателя. В этом цикле энергия, подводимая от нагревателя к рабочему телу в форме теплоты, преобразуется в полезную (результирующую) работу рез лишь частично. Другая же часть энергии Q2 в тепловой форме отводится к некоторому теплоприемнику, в качестве которого можно рассматривать окружающую среду. Это обусловлено тем, что окружающая среда обладает самой низкой температурой в естественных условиях. Чтобы понизить температуру любого тела до значения меньше чем температура окружающей среды, необходимо затратить энергию в механической форме (это обсуждалось при изучении холодильных машин). Естественно, что окружающую среду можно использовать в качестве естественного холодильника с наименьшей температурой. [c.62]

Диаграммы круговых процессов реальных двигателей и холодильных машин отличны от соответствующих диаграмм обратимых круговых процессов прежде всего из-за различия температур рабочего тела и внешних источников тепла. При этом диаграмма рабочего цикла реального теплового двигателя расположена внутри диаграммы обратимого цикла, а диаграмма холодильной машины—вне границ цикла обратимой холодильной машины (рис, 6.2). Заштрихованные площади на диаграммах (см. рис. 6.2) характеризуют величину необратимых потерь ( С Ф 0) в процессах подвода и отвода тепла. Циклы тепловых машин, в которых исключены необратимые потери рабочего [c.70]

В основе работы двигателей внутреннего сгорания лежат идеальные круговые процессы преобразования теплоты в механическую работу, т. е. идеальные циклы. Изучение их необходимо для оценки совершенства действительных тепловых процессов, происходящих в двигателях, а также факторов, влияющих на экономичность двигателя и величину развиваемой им работы. [c.152]

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]

Баланс теплоты и работы в тепловом двигателе. Тепловой двигатель, совершающий обратимый круговой процесс превращения теплоты в работу между двумя источниками теплоты с температурами и Го < Г , называется обратимым тепловым двигателем (или идеальным двигателем) Карно. [c.48]

Рабочее тело за один период двигателя проходит замкнутый круговой процесс (цикл), состоящий из изотермического расширения на участке I—2 (рис. 2.11), адиабатического расширения на участке 2—3, изотермического сжатия на участке 3—4 и адиабатического сжатия на участке 4—/ этот цикл называется циклом Карно. На участке 1—2 рабочее тело находится в тепловом контакте с источником теплоты высшей температуры Г . Следовательно, участок /—2 цикла представляет собой отрезок обрати.мой изотермы с температурой Тр, при этом рабочее тело получает от источника теплоту На участке 3—4 рабочее тело приводится в контакт с источником [c.48]

Круговые процессы являются основой теории всех тепловых машин. Тепловыми машинами в термодинамике называют тепловые двигатели и холодильные машины. Тепловым двигателем, следовательно, называют непрерывно действующую систему, осуществляющую прямые круговые процессы (циклы), в которых подведенная теплота частично превращается в работу. [c.41]

Термодинамика — наука, изучающая самые разнообразные явления природы, сопровождающиеся передачей или превращениями энергии в различных физических, химических, механических и других процессах. Термодинамика как наука сложилась в середине XIX в., когда в связи с широким развитием и использованием тепловых машин возникла острая необходимость в изучении закономерностей превращения теплоты в работу, создании теории тепловых машин, используемой для проектирования двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин, холодильных установок и т. д. Поэтому основное содержание термодинамики прошлого столетия — изучение свойств газов и паров, исследование циклов тепловых машин с точки зрения повышения их к. п. д. В силу этого основным методом термодинамики XIX в. был метод круговых процессов. С этим этапом развития термодинамики связаны прежде всего имена ее основателей С. Карно, Б. Клапейрона, Р. Майера, Д. Джоуля, В. Томсона (Кельвина), Р. Клаузиуса, Г. И. Гесса и др. [c.4]

Тепловыми машинами в термодинамике называют тепловые двигатели и холодильные машины (турбокомпрессоры). Тепловым двигателем принято называть непрерывно действующую систему, осуществляющую прямые круговые процессы (циклы), в которых теплота превращается в работу. В холодильных машинах, работающих по обратному круговому циклу, за счет подводимой извне работы осуществляется перенос теплоты от тела с низшей температурой t2 к телу с высшей температурой [c.49]

Рассмотренный круговой процесс в равной мере может быть циклом теплового двигателя или циклом холодильной машины, 66 [c.66]

Система для непрерывного перевода теплоты в работу путем осуществления кругового процесса, или цикла, называется тепловым двигателем. [c.59]

В тепловых двигателях теплота, отдаваемая более нагретыми телами, превращается в работу не полностью. Некоторая часть теплоты передается рабочим телом менее нагретым телам. Переход теплоты от более нагретых тел к менее нагретым при работе теплового двигателя и обусловленные этим переходом изменения состояния участвующих в процессе тел по сравнению с начальным и представляют собой те компенсационные эффекты, которыми, согласно второму началу термодинамики, обязательно сопровождается любой круговой процесс превращения теплоты в работу. Этот относящийся к круговым процессам вывод можно сформулировать следующим образом превращение теплоты в работу всегда сопровождается компенсирующим переходом некоторого количества теплоты от более нагретого к менее нагретому телу. Указанный вывод относится только к круговым процессам. Среди незамкнутых процессов с одним источником теплоты могут быть такие, в которых сообщенная телу теплота превращается в работу полностью. Примером такого процесса является изотермическое расширение идеального газа с подведением теплоты от источника с данной температурой. [c.59]

В непрерывно действующем тепловом двигателе одно и то же рабочее тело периодически повторяет тот же самый круговой процесс. В циклах реальных двигателей [c.59]

Тепловой двигатель, совершающий обратимый круговой процесс превращения теплоты в работу между двумя источниками теплоты с температурами w назы- [c.60]

Изложены законы термодинамики и их приложение к анализу круговых процессов и циклов тепловых двигателей и холодильных установок. Рассмотрены задачи теплопроводности, конвективного теплообмена и теплового излучения, а также основы расчета теплообменных аппаратов. [c.2]

Обратимые круговые процессы составляют основу теоретических циклов тепловых двигателей и холодильных машин. Сравнение эффективности реальных (необратимых) циклов с эффективностью теоретических-(обратимых) циклов может служить мерой совершенства процессов, протекающих в реальных условиях. [c.12]

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]

Турбина служит для превращения энергии открытой системы (энтальпии) в работу и является одним из элементов теплового двигателя, в котором рабочее тело совершает круговые процессы, непрерывно превращая теплоту в работу. Турбины разделяются в зависимости от применяемого рабочего тела на паровые и газовые, по характеру преобразования энергии —на активные и реактивные. [c.89]

Рассмотрим изолированную термодинамическую систему, в которой тепловой двигатель совершает прямой круговой процесс. Сообщенное в этом цикле рабочему телу тепло должно быть равно совершаемой им работе Iq, т. е. до = /о, так как для замкнутого цикла Аи = 0. Если допустить, что до <. Iо, то можно было бы создать вечный двигатель первого рода. Если допустить, что до > 0. имело бы место бесследное исчезновение энергии в количестве до — /fl. Оба эти допущения противоречат первому закону термодинамики, а поэтому следует, что в данном случае действительно до 1о- [c.25]

Рассмотренный цикл протекает по часовой стрелке и называется прямым. В обратном цикле линия расширения будет лежать ниже линии сжатия и процесс будет протекать против часовой стрелки. Если в результате прямого кругового процесса получается работа, то на осуществление обратного цикла потребуется затратить работу извне. Машины, работающие по циклу в прямом направлении (по часовой стрелке), являются тепловыми двигателями, а в обратном (против часовой стрелки) — холодильными машинами. [c.86]

Циклические процессы, в результате которых производится работа, осуществляются в различных тепловых двигателях. Тепловым двигателем называется непрерывно действующая система, осуществляющая круговые процессы (циклы), в которых тепло превращается в работу. Вещество, за счет изменения состояния которого получают работу в цикле, именуется рабочим телом. [c.47]

Круговые процессы могут осуществляться самыми разнообразными способами, но, как известно, не все из возможных способов одинаково выгодны с точки зрения величины получаемой при этом положительной работы. Цикл теплового двигателя, дающий наивысший к. п. д., предложен Карно (фиг. 2) и носит его имя. [c.12]

Рассматривая принципиальную схему теплового двигателя (изображенную на рис. 1-1), нетрудно установить, что в соответственном круговом процессе температуры источников должны быть выбраны равными (рис. 3-3) [c.48]

Второй закон термодинамики по своему содержанию существенно отличается от первого закона. Он определяет направление, в котором протекают термодинамические процессы, и устанавливает максимально возможные пределы превращения теплоты в работу при круговых процессах. Последнее положение широко используется в практических расчетах при конструировании тепловых двигателей. [c.48]

Таким образом, круговой процесс, пробегаемый изображающей точкой в направлении часовой стрелки, представляет собой схему работы любой тепловой машины, трансформирующей тепло в работу (рис. 9). Газ получает от нагревателя количество тепла Q, часть этого тепла Q2 (Q2 < 0) отдает холодильнику, а разность Q = Ql — Q2 I превращает в работу. Из формулы (9.1) вытекает, что если Q = 0, то и А = 0. Следовательно, нельзя построить тепловую машину, которая давала бы выигрыш в работе без притока энергии извне (вечный двигатель первого рода). Очевидно, коэффициент полезного действия тепловой машины целесообразно определить как отношение работы А к полученному от нагревателя количеству тепла Ql [c.33]

Из рассмотрения рабочего процесса теплового двигателя видно, что тепло, отдаваемое более нагретым телом, превращается в работу не полностью некоторая доля этого тепла передается посредством рабочего тела менее нагретому телу. Переход тепла от более нагретых тел к менее нагретым в результате действия теплового двигателя и обусловленные этим переходом изменения состояния тел по сравнению с начальным и представляют собой те изменения участвующих в процессе тел или компенсационные эффекты, которыми согласно второму началу термодинамики обязательно сопровождается любой как обратимый, так и необратимый круговой процесс превращения тепла в работу равенство jiQal нулю оэначало бы, что работа производится только за счет охлаждения одного источника тепла, а именно более нагретого тела. Этот результат, относящийся к круговым процессам, выражают еще следующим образом превращение тепла в работу всегда сопровождается компенсирующим переходом некоторого количества тепла от более нагретого к менее нагретому телу. [c.60]

Из рассмотрения рабочего процесса теплового двигателя видно, что тепло, отдаваемое более нагретым телом, превращается в работу неполностью некоторая доля этого тепла передается посредством рабочего тела менее нагретому телу. Переход тепла ОТ более нагретых тел к менее нагретым в результате действ1ия теплового двигателя и обусловленные этим переходом отклонения. состояния тел от начального и представляют собой те изменения участвующих в процессе тел, которыми согласно второму началу термодинамики обязательно сопровождается любой как обратимый, так и необратимый круговой процесс превращения тепла в работу равенство Рг нулю означало бы, что работа производится только за счет охлажде- [c.41]

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]

В тепловых двигателях теплота, отдаваемая более нагретыми телами, превращается в работу не полностью некоторая доля этой теплоты передается рабочим телом менее нагретым телам. Переход теплоты от более нагретых тел к менее нагретым в результате действия теплового двигателя и обусловленные этим переходом изменения состояния участвующих в процессе тел по сравнению с начальным и представляют собой те компенсационные эффекты, которыми согласно второму началу термодинамики обязательно сопровождается любой как обратимый, так и необратимый круговые процессы превращения теплоты в работу. Этот относящийся к круговым процессам результат выражают еще следующим образом превращение теплоты в работу всегда сопровождается компенсирующим переходом некоторого количества теплоты от более нагретого к менее нагретому телу. Подчеркнем, что сказанное относится к круговым процессам среди незамкнутых процессов с одним источником теплоты могут быть такие, в которых сообщенная телу теплота превращается в работу полностью. oшлe [ я в связи с этим на следующее высказывание Зоммерфельда .. . Планк приводит сам собой напрашивающийся пример полного превращения тепла в работу, а именно изотермическое расширение идеального газа с подведением тепла от источника с высокой температурой при полном использовании давления газа для совершения работы. В этом процессе энергия не будет обесцениваться , а наоборот, будет становиться ценнее (тепло полностью превращается в работу) . [c.47]

В рассмотренной схеме непрерывно действующего теплового двигателя одно и то же рабочее тело периодически повторяет тот же самыш круговой процесс. В циклах реальных двигателей рабочее вещество часто периодически обновляется, т. е. заменяется равным количеством находящегося в том же состоянии свежего вещества. С термодинамической точки зрения замена рабочего вещества может рассматриваться как возвращение отработавшего в двигателе вещества в исходное состояние. Поэтому цикл с заменой рабочего вещества принципиально ничем не отличается от цикла с одним и тем же рабочим телом и при анализе различных тепловых двигателей обновление рабочего вещества можно не принимать во внимание. [c.47]

Рассмотрим изменение состояния какой-либо термодинамической системы на пути 1—2 ( рис. 5.4). Выделим на этом пути элементарный участок АВ] к выделенному реальному элементарному процессу АВ пристроим элементарные участки обратимых процессов ВС, СВ и ВА. Известно, что к.п. д. реального теплового двигателя меньше его значения для обратимого (т]обр т]). Тогда для кругового процесса АВСВ реального теплового двигателя можно записать [c.66]

Система, реализующая тепловой двигатель (рис. 3.1), включает три элемента горячий источник (теплоотдат-чик) с температурой Гь отдающий теплоту (/ь рабочее тело РТ (обычно газ), воспринимающее энергию в форме теплоты и отдающее ее во внешнюю среду в форме работы холодный источник (теплоприемник) с температурой Гг, воспринимающий часть теплоты 2, которая не была преобразована в работу. Преобразование теплоты в работу осуществляется рабочим телом в круговом термодинамическом процессе изменения его состояния (цикле). Совершаемая рабочим телом работа расширения (положительная) должна быть больше работы сжатия (отрицательной), их разность представляет собой работу цикла 1ц, таким образом, цикл теплового двигателя осуществляется по часовой стрелке. [c.40]

Проведем анализ термодинамического цикла теплового двигателя на основе первого закона. С этой целью разобьем весь круговой процесс на бесконечно короткие элементарные процессы, что можно сделать с помощью координатной сетки (рис. 3.2). Криволинейный непрерывный цикл можно ириближетю заменить замкнутой ломаной линией, составленной из горизонтальных (изобар) и вертикальных (изохор) отрезков. При подсчете работы, произведенной за цикл, встречаются отрезки четырех видов, поскольку необходимо учитывать направление процесса (см. рис. 3.2) элементарная работа А/ [c.40]

Следовательно, для осуществления кругового процесса, который положен в основу работы тепловых двигателей, требуе"ся наряду с подводом к рабочему телу удельной теплоты q-l от теплоотдатчиков отводить удельную теплоту 2 ктеплоприемникам, т. е. необходимо иметь разность температур для осупдествления дополнительного самопроизвольного процесса перехода части теплоты к теплоприем-никам. Поэтому только часть удельной затрачиваемой теплоты qQ = Яй полезно используется для получения удельной работы [c.34]

Для непрерывного и как угодно долгого преобразования теплоты в работу —а это и является назначением любого теплового двигателя — необходимо осуществление круговых процессов. Разобранные ранее различные термодинамические процессы относятся к категории разомкнутых, при протекании которых параметры непрерывно и односторонне изменяются. Так, например, в любом процессе расширения непрерывно увеличивается удельный объем, что практически ограничивает возможность продолжать процесс расширения и получать работу за счет подводимой теплоты. Так как 00fii4H0 при расширении давление уменьшается, то и по этой причине внешние условия ограничивают степень расширения. [c.100]

Тепловой двигатель, совершающий обратимый круговой процесс превращения тепла в работу между двумя источниками тепла с температурами 7i и Ti[c.61]

Как показал опыт, все без исключения тепловые двигатели должны иметь горячий исто тик теплоты, рабочее тело, соверщающее замкнутый круговой процесс — цикл, и холодный источник теплоты. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...