Круговые процессы (циклы) тепловых машин

Рис. 17, Круговые процессы (циклы) тепловых машин.

КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ (ЦИКЛЫ) ТЕПЛОВЫХ МАШИН [c.212]

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]

Круговыми процессами, или циклами, тепловых машин называют непрерывную последовательность термодинамических процессов, в результате которых рабочее тело возвращается в исходное состояние. При этом под понятием прямого термодинамического цикла понимают цикл, в котором к рабочему телу подводится большее количество теплоты при большей температуре и отводится меньшее количество теплоты при более 4—859 49 [c.49]

В своей работе Карно не ограничивается приведенными выше положениями он высказывает еще ряд ценных понятий, некоторые из которых продолжают оставаться основными в современной термодинамике. К ним принадлежат понятия кругового процесса, обратимого процесса, идеального цикла тепловых машин, что и заложило основы их теории. Интересными являются также высказывания Карно о возможных путях развития тепловых двигателей. Правильность этих высказываний подтвердилась историей развития этих двигателей. Сочинение Карно не утратило своего значения и в настояшее время продолжает оставаться одним из интереснейших в област.ч термодинамики. [c.23]

КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ (ЦИКЛЫ) а. Тепловые машины [c.50]

Круговыми процессами, или циклами, тепловых машин называются замкнутые процессы, характеризующиеся возвратом рабочих тел в исходное состояние [c.50]

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]

Таким образом, для непрерывного получения из тепла положительной работы тепловая машина должна быть периодически действующей, т. е. изменение состояния рабочего тела в ней должно совершаться по круговому процессу. Для осуществления кругового процесса (цикла) необходимо получать тепло от горячего источника q и отдавать некоторое количество тепла 92 холодному источнику. [c.65]

При изучении тепловых машин большое значение имеют круговые процессы, или циклы. Циклами называются замкнутые термодинамические процессы, в ходе которых рабочее тело, пройд,я целый ряд состояний, возвращается в первоначальное. Цикл, состоящий из обратимых процессов, называется обратимым циклом. Если один из процессов, входящий в цикл, необратим, то цикл называется необратимым. Так как в результате совершения цикла газ приходит в начальное состояние, то изменение внутренней энергии за цикл равно нулю AU = 0. [c.49]

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]

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

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]

Обратный цикл есть круговой процесс холодильной машины и теплового насоса, в котором затрачивается работа извне для того, чтобы теплоту q2 передать из холодильника в теплоприемник. Процесс осуществляется в такой последовательности. При расширении рабочего тела по линии AB (рис. 1.46) к нему подводится количество теплоты q2 от холодильника со средней температурой Тг. При последующем сжатии рабочего тела по линии D А от него отводится в теплоприемник со средней температурой количество теплоты q , большее q2- Таким образом, в обратном цикле теплота цикла Qu — qi — qz < О и работа цикла /ц = /i - / < 0. Другими словами, в обратном цикле линия расширения AB в координатах р, v и линия процесса подвода теплоты аЬс в координатах Т, s лежат ниже линии D А сжатия и da отвода теплоты. Другими признаками обратного цикла являются 1) направление процессов в цикле против часовой стрелки 2) алгебраическая сумма работ и теплот цикла должна быть меньше нуля. [c.63]

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]

Непрерывное действие тепловых машин можно получить, если рабочее тело будет осуществлять круговой термодинамический процесс, или цикл. Как уже отмечалось (см. п. 1.2) циклы делятся на прямые и обратные. Цикл, в результате которого часть удельной подведенной теплоты преобразуется в удельную работу 4, а другая часть отдается теплоприемнику, называется прямым. Если в результате осуществления цикла теплота переходит от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой за счет затраты работы извне, то такой цикл называется обратным. [c.103]

В настоящее время обратный паровой цикл с редуцированием является единственным круговым процессом, практически применимым в компрессионных холодильных машинах и тепловых насосах. Лишь значительное улучшение гидродинамических процессов в турбомашинах позволило бы с успехом использовать газообразные рабочие тела и в этих областях техники. [c.11]

Исследованием круговых процессов можно определить совершенство работы поршневых тепловых машин, полагая, что изменение состояния рабочего тела в них совершается по замкнутым циклам. Однако следует иметь в виду, что в действительности машины работают по разомкнутому циклу, так как рабочее тело, совершив работу, [c.84]

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]

По отношению к обратным круговым процессам, происходящим как в холодильной машине, так и в тепловом насосе, равенство (1-4) необходимо формулировать следующим образом увеличение затрачиваемой в обратном цикле работы, связанное с необратимостью процессов, равно произведению абсолютной температуры среды на суммарное приращение энтропии системы. [c.14]

К. т. можно доказать, рассматривая две тепловые машины с общими нагревателем и холодильником, в к-рых цикл Карно осуществляется с разл. рабочими веществами. Если кпд машин различаются, то результат кругового процесса, в к-ром одна машина работает по прямому, а другая — по обратному циклу Карно, противоречит второму началу термодинамики. [c.243]

Если, например, между точками Ivi 2 (рис. 2.15) рабочее тело осуществляет последовательно ряд процессов расширения на пути /—А—2, а затем также последовательно — ряд процессов сжатия на пути 2—Ь—1, то в итоге рабочее тело совершит так называемый круговой процесс Ц—а—2—b—l) или термодинамический цикл, описывающий изменение соответствующих параметров рабочего тела и преобразование теплоты в работу в тепловых машинах. [c.54]

Оказывается, можно превратить лишь часть теплоты в работу, передавая другую ее часть каким-то третьим телам. Следствие из этого всякая периодически действующая тепловая машина имеет три части нагреватель, рабочее тело и холодильник. Теплота, взятая у нагревателя, передается рабочему устройству, в котором совершается круговой процесс. При совершении цикла всегда имеют место процессы, в результате которых теплота отдается внешним телам. Машина будет рабо- [c.72]

По принципу переноса тепла тепловые насосы аналогичны холодильным машинам, но отличаются от последних целевым назначением, а именно обратный круговой процесс служит в тепловом насосе целям нагрева или отопления, а в холодильной машине — целям искусственного охлаждения. Холодильный цикл и цикл теплового насоса отличаются друг от друга положением интервала температур. В частности, температура окружающей среды является для первого из них верхним пределом, а для второго — нижним. [c.203]

Полагаем, что круговой процесс Карно является обратимым циклом, а рабочим агентом идеальной тепловой машины является 1 кг идеального газа. [c.115]

Цикл Карно (1824 г.) есть обратимый круговой процесс тепловых машин, осуществляемый между двумя источниками постоянных температур внешней системы — нагревателем (ri) и холодильником (Гг). [c.52]

Термодинамическим циклом в дальнейшем называется обратимый круговой процесс рабочего тела тепловой машины, т. е. такой равновесный круговой процесс изменения состояния тела, в котором исключены необратимые потери рабочего процесса тепловых машин (L = L Q = Q), но равенство температур рабочего тела и внешних источников (нагреватель, холодильник) не является обязательным, так как рассматривается лишь изменение состояния рабочего тела термодинамического цикла ( 6). [c.62]

Наиболее непосредственный и наглядный путь обоснования принципа возрастания энтропии — исследование круговых процессов тепловых машин на основе постулата второго начала термодинамики в этом случае направление необратимых изменений состояния любых тел и систем тел может быть установлено в результате анализа изменений состояния какой-либо равновесной системы как рабочего тела в элементарном круговом процессе, например в элементарном цикле Карно. [c.69]

По отношению к обратным круговым процессам, происходящим как в холодильной машине, так и в тепловом насосе, равенство (4-1) необходимо формулировать следующим образом увеличение затрачиваемой в обратном цикле работы, связанное с необратимостью процессов (потеря работы), равно произведению абсолютной температуры среды на суммарное приращение энтропии системы. Для холодильного цикла пользоваться равенством (4-1) при оценке потерь, связанных с необратимостью процессов, можно только тогда, когда данный необратимый цикл сравнивается с обратимым циклом, имеющим такую же холодопроизводительность. Для процессов, происходящих в тепловом насосе, равенство это также сохраняет силу, по в этом случае сопоставляться должны два цикла (обратимый и необратимый), дающие одно и то же количество тепла при повышенной температуре. [c.69]

Хотя термодинамические циклы также являются теоретическим построением, они все же ближе к действительным круговым процессам, происходящим в тепловых машинах. К- п. д. термодинамического цикла ниже, чем к. п. д. цикла Карно, но всегда больше, чем к. п. д. реального двигателя, работающего по аналогичной термодинамической схеме при тех же температурах. Очевидно, что при различных термодинамических схемах и температурах к. п. д. термодинамического цикла может оказаться и меньше, чем к. п. д. действительного цикла. [c.38]

Круговыми процессами или циклами, которые осуществляются в различных тепловых машинах, называются замкнутые процессы, характеризующиеся возвратом рабочих тел в исходное состояние. Обычно рабочим телом называют вещество, за счет изменения состояния которого в цикле получают работу. [c.69]

Рассмотренный круговой процесс в равной мере может быть циклом теплового двигателя или циклом холодильной машины, поэтому полученное соотношение (7.11) справедливо для любого участка рассматриваемых изменений сосгояния тел. Отсюда следует математическое выражение принципа возрастания энтропии [c.84]

Каждый из рассмотренных в предыдущем параграфе термодинамических процессов является процессом преобразования тепла в механическую работу и наоборот. Однако все эти процессы являются разомкнутыми — одноразовыми, а для тепловой машины требуется чередование тепловых процессов, создающее непрерывность работы. Следовательно, тепловая машина, которая должна длительное время непрерывно работать, требует периодического возврата рабочего тела в первоначальное состояние. Этому требованию удовлетворяют круговые процессы или циклы. [c.49]

Круговой процесс или цикл. В каждом тепловом двигателе, т. е. машине, в которой теплота переходит в работу, работающее тело (газ или пар) совершает процесс расширения, потому что положительная работа про- [c.93]

Карно создал представление об идеальной машине, выполняющей некоторый круговой процесс (см. ниже, стр. 463, 481), который принято называть циклом Карно. В отношении идеальной машины доказывается, что 1) коэ-фициент полезного действ 1я цикла Карно не зависит от природы рабочего тела 2) при данных температурах двух тепловых источников не существует цикла тепловой машины более выгодного, чем цикл Карно, с теми же температурами теплоотдатчика и теплопрнёмника. [c.454]

На диаграммах pV (рис. 3.5) изображен такой процесс, иначе называемый циклом. Циклы, как это будет видно из дальнейшего, имеют особое значение при изучении работы тепловых машин. Стрелками на контуре показано направление процесса. В том случае, когда процесс идет по направлен ю движения часовой стрелки (рис. 3.5, а), т. е. когда пропесс расширения (ветвь с) расположен над процессом сжатия (ветвь d), получаем положительную работу цикла Lu, определяемую площадью цикла, взятой в масштабе диаграммы. При обратном направлении процесса (рис. 3.5, б) абсолютное значение отрицательной работы сжаткя будет больше положительной работы расширения и в тоге для совершения кругового [c.28]

Следует заметить, что здесь были рассмотрены процессы, отно-сяшиеся, собственно говоря, лишь к части теплонасосной установки, точнее, даже к части греющей машины. В схеме с промежуточным рабочим телом для определения общей эффективности требуется учет необратимости, обусловленной характером теплообмена рабочего тела с внешней средой. В отопительных теплонасосных установках теплоноситель как низкого, так и высокого потенциала (обычно сетевая вода системы отопления) изменяет свою температуру. Это изменение происходит в теплообменниках / 1 и т2- Изменение температуры теплоносителей показано на рис. 7-1, а штрих-пунктирными линиями. Очевидно, что оптимальным циклом теплового насоса в данном случае будет не обычный цикл Карно, а круговой процесс 4"—5—2 —6—4", представляющий собой совокупность элементарных циклов Карно. Теплонасосные установки, использующие в качестве рабочего тела однокомпонентный насыщенный пар, не могут реализовать оптимальный круговой процесс 4"—5—2 —6—4". В то же время газовый цикл 1—2—3—4—1 (рис. 7-1, в) может совпасть с указанным процессом, если выполнено условие [c.158]

Круговой процесс AB DA в равной мере может быть циклом теплового двигателя 6Q >0) и циклом холодильной машины (6Q <0), поэтому полученное соотношение (ж) должно быть [c.70]

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]

Процессы, в которых рабочее тело, пройдя ряд различных состояний, возвраи ается в исходное состояние, называются круговыми процессами или циклами (рис. 5-1). Циклы бывают прямые и обратные. Прямые циклы осуществляются в тепловых машинах, в которых теплота переходит в работу, а обратные — в холодильных установках, где работа переходит в теплоту. [c.54]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...