Тепловой двигатель

Рис. 3.2. Термодинамическая схема теплового двигателя

Несмотря на эквивалентность теплоты и работы, процессы их взаимного превращения неравнозначны. Опыт показывает, что механическая энергия может быть полностью превращена в теплоту, например, путем трения, однако теплоту полностью превратить в механическую энергию в периодически повторяющемся процессе нельзя. Многолетние попытки осуществить такой процесс не увенчались успехом. Это связано с существованием фундаментального закона природы, называемого вторым законом термодинамики. Чтобы выяснить его сущность, обратимся к принципиальной схеме теплового двигателя (рис. 3.2). [c.21]

Как показал опыт, все без исключения тепловые двигатели дол, ны иметь горячий источник теплоты, рабочее тело, совершающее замкнутый процесс — цикл, и холодный источник теплоты. [c.21]

Практически в существующих тепловых двигателях горячими источниками служат химические реакции сжигания топлива или внутриядерные реакции, а в качестве холодного источника [c.21]

Отметим, что если исключить из схемы теплового двигателя холодный источник, то формально принцип эквивалентности не будет нарушен. Однако, как показывает опыт и как следует из проведенного выше анализа работы двигателя, такой двигатель работать не будет. [c.22]

Тепловой двигатель без холодного источника теплоты, г. е. двигатель, полностью превраш,аюш,ий в работу всю полученную от горячего источника теплоту, называется вечным двигателем второго рода. [c.22]

Приведенные цифры дают КПД идеального цикла. Коэффициент полезного действия реального теплового двигателя будет, конечно, ниже. [c.24]

Тепловой двигатель. Обычно i — [c.45]

Если пар предварительно дросселируется а задвижке, например, до 1 МПа, то состояние его перед двигателем характеризуется уже точкой Расширение пара в двигателе пойдет при этом по прямой / -2. В результате техническая работа двигателя, изображаемая отрезком / -2, уменьшается. Чем сильнее дросселируется пар, тем большая доля располагаемого теплоперепада, изображаемого отрезком /-2, безвозвратно теряется. При дросселировании до давления р2, равного в нашем случае 0,1 МПа (точка /"), пар вовсе теряет возможность совершить работу, ибо до двигателя он имеет такое же давление, как и после него. Дросселирование иногда используют для регулирования (уменьшения) мощности тепловых двигателей. Конечно, такое регулирование неэкономично, так как часть работы безвозвратно теряется, но оно иногда применяется вследствие своей простоты. [c.52]

Работа турбины как теплового двигателя характеризуется внутренней (индикаторной) мощностью, развиваемой лопатками, и эффективной (на валу мощностью. [c.171]

На тепловых электрических станциях электроэнергия вырабатывается вращающимся генератором, имеющим привод от теплового двигателя, чаще всего паровой, реже — газовой турбины. Менее распространены (в основном в удаленных районах) дизельные электростанции. [c.184]

Обсуждение второго закона термодинамики в гл. 6 основано непосредственно на статистических выводах, взятых из гл. 3 и 4. Так как энтропия определена как функция состояния, анализ обратимых циклических тепловых двигателей и необратимых процессов дается как естественное применение основных принципов. [c.28]

Обратимые циклы теплового двигателя [c.197]

Один из простейших обратимых циклов теплового двигателя — цикл Карно. Анализ этого цикла имеет историческое значение в развитии термодинамики. Цикл Карно использует идеальный газ [c.197]

Рис. 39. Обратимый циклический тепловой двигатель

ПИИ для каждой стадии (/—IV) процесса. Диаграмма обратимого циклического теплового двигателя дана на рис. 41. [c.201]

Система может обмениваться выполненной работой с окружающей средой в результате обратимых циклов теплового двигателя и в результате изменений давления и объема в цилиндре. Обмен работы между цилиндром и окружающей средой, связанный с изменением давления и объема, можно разделить на две части. Первая часть состоит из обмена механической работы, происходящей между цилиндром и источником работы вторая часть представляет собой обмен работы, выполненной атмосферой при постоянном давлении рд вследствие изменения объема в цилиндре. Общую работу, выполненную системой, можно выразить уравнением [c.202]

Это выражение можно рассматривать как количество работы, которое можно было бы получить, если количество теплоты Q сообщить обратимому циклическому тепловому двигателю, работающему между двумя источниками теплоты с температурами Т и (рис. 43). [c.204]

Это количество теплоты, переданное теплоприемнику, обязательно равно работе, необходимой для приведения в действие теплового двигателя. Оно может быть интерпретировано как энергия, ставшая рассеянной вследствие первоначального необратимого перехода теплоты. [c.205]

Согласно одному из методов осуществления обратимого процесса переноса теплоты, количество теплоты, равное 1,403 RT, должно быть сообщено обратимому тепловому двигателю. [c.207]

Механизм для получения этой работы можно выразить в виде обратимого циклического процесса теплового двигателя, работающего между температурой топлива и температурой окружающей среды 520 °R (288,8 °К). В этом случае начальная температура изменяется от 1000 R (555,5 °К) до" 800 °R (444,4 "K) и уравнение (6-28) для коэффициента полезного действия теплового двигателя должно быть записано в дифференциальной форме [c.209]

Обратимый циклический тепловой двигатель работает между источником теплоты с температурой 1000 °R (555,5 °К) и теплоприемником с температурой 700 °R (388,8 °К). С какой скоростью теплота должна переноситься от источника, чтобы получить максимальную мощность двигателя в 5 л. с. С какой скоростью теплота будет передаваться теплоприемнику [c.211]

Если машина представляет собой двигатель — тепловой (двигатель внутреннего сгорания, паровая машина, паровая турбина), водяной или электрический, то испытание производится с применением соответствующего вида энергии (газообразного или жидкого топлива, воды, электричества). При испытании постепенно увеличивают число [c.522]

Этот прием широко используют в технике, в частности при построении индикаторных диаграмм тепловых двигателей. [c.68]

В первой части изложены законы термодинамики и их приложение к анализу циклов тепловых двигателей, газотурбинных, паротурбинных и холодильных установок и др. [c.2]

В теоретической части техническая термодинамика является общим отделом науки об энергии, а в прикладной части является теоретическим фундаментом всей теплотехники, изучающей процессы, протекающие в тепловых двигателях. [c.9]

В начале второй половины Х, ЧП в. была решена очень важная техническая задача — был создан универсальный тепловой двигатель для промышленности и транспорта. Первую паровую машину изобрел русский инженер И. И. Ползунов. Она была построена уже после его смерти, в 1766 г., т. е. почти за 20 лет до паровой машины Джемса Уатта. И. И. Ползунов не только создал первую в мире паровую машину, но и изобрел к ней распределительное устройство и впервые осуществил автоматическое питание парового котла. [c.9]

Техническая термодинамика, применяя основные законы к процессам превращения тепла в механическую работу и механической работы в теплоту, дает возможность разрабатывать теорию тепловых двигателей, исследовать процессы, протекающие в них, и позволяет выявлять их экономичность для каждого типа отдельно. [c.10]

Уравнение состояния во многих разделах технической термодинамики (в теплотехнических расчетах, в определении параметров состояния и физических величин газа, в исследовании циклов тепловых двигателей и т. д.) играет большую роль. [c.23]

Одновременно с Клаузиусом в 1851 г. Томсоном была высказана другая формулировка второго закона термодинамики, из которой следует, что не вся теплота, полученная в тепловом двигателе от источника теплоты, может перейти в работу, а только некоторая ее часть. Часть теплоты должна перейти в холодильник. [c.108]

Изложены o iioBEii технической термодинамики и теории тепло-и массообмена. Приведены основные сведения по процессам горения, конструкциям топок и котельных агрегатов. Рассмотрены принципы работы тепловых двигателей, паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания и компрессоров. Описаны компоновки и технологическое оборудование тепловых электрических станций, а также оборудование промышленных теплоэнергетических установок. Первое издание вышло в 1982 г. Второе издание дополнено материалами для самостоятельной работы студентов. [c.2]

В зависимости от задач исследования рассматривают техническую или химическую термодинамику, термодинамику биологических систем и т. д. Т е х и и ч е-ская термодинамика изучает закономерности взаимного превращения тепловой и механической энергии и свойства тел, участвующих в этих превращениях. Вместе с теорией теплообмена она является теоретическим фундаментом теплотехники. На ее основе осуш,ествля-ют расчет и проектирование всех тепловых двигателей, а также всевозможного технологического оборудования. [c.6]

Коэффициент полезного действия оценивает степень соверщенства цикла теплового двигателя. Чем больше КПД, тем большая часть подведенной теплоты превращается в работу. [c.22]

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

Рассмотренный принцип дейстния потока на поверхности различных форм называется активным, в отличие от реактивного, когда сила создается за счет реакции струи, вытекаюцей из сопла (рис. 20.1, г). Реактивная сила, приложенная к цилиндру, направлена согласно третьему закону Ньютонг в сторону, противоположную истечению газов. С такой же силой действует струя на поверхность (активный принцип, рис. 20.1, а), но при реактивном способе конструкция теплового двигателя получается более рациональной, так ьак совмещаются сопловой и двигательный аппараты. [c.167]

Поршневой двигатель внутреннего сгорания по сравнению с любым другим тепловым двигателем является наиболее экономичным. Малая металлоемкость, надежность, быстрота запуска и относительная долговечность позволили этому типу машины занять ведущее место прежде всего на транспорте. Стационарные двигатели применяются на электростанциях для привода насосных установок, на нефте- и газоперекачивающих и буровых установках, в сельском хозяйстве и т. п. Кроме того, они работают на металлургических заводах, используя в качестве топлива доменный и генераторный газы. Мобильные (передвижные) двигатели устанавливаются на автомобилях, тракторах, самолетах, судах, локомотивах и других передвижных установках, ДВС особенно незаменимы н местах, не охваченшлх сетью районных электро- [c.177]

Рис. 41. Диаграмма обратимого циклического теплового двигателя, работающего с использованием воды /—испарение при 100 °С, 1,03 кГ/смг- //—адив батиое расширение с частичной конденсацией ///—частичная конденсация при 39 °С, 1 атм-, /V—адиабатное сжатие с полной конденсацией

Водород является перспективным топливом на автомобильном транспорте, практически идеальным топливом тепловых двигателей. Основные положительные свойства — широкий диапазон воспламеняемости по составу смеси (а = 0,15. .. 10,0), высокая скорость горения, низкая энергия воспламенения смеси. При сгорании водорода единственным токсичным компонентом могут быть окислы азота (не считая продуктов сгорания моторных масел). Широкие пределы воспламенения водородовоздушных смесей в двигателях с искровым зажиганием позволяют перейти на качественное регулирование, исключить дроссельные потери, присущие бензиновым двигателям, тем самым повысить индикаторный КПД на малых нагрузках. Снижение выбросов окислов азота в водородном двигателе возможно за счет существенного обеднения смеси (а> 2). Водород как самостоятельное топливо пока не может получить широкого распространения из-за отсутствия технологии производства в широких масштабах и трудностей хранения на борту автомобиля (необходимы криогенные или металлогидридные емкости). В перспективе водород, полученный из воды с помощью ядерной энергии, может быть использован для полной замены бензина и синтетических топлив. [c.55]

В тепловых двигателях преобразование теплоты в работу осуществляется при помощи так называемого рабочего тела. Например, в двигателях внутреннего сгорания, а также в газотурбинных установках рассматриваются процессы, в которых рабочим телом является газ. В паровых двигателях рассматриваются процесссы, где рабочим телом является пар, легко переходящий из парообразного состояния в жидкое и, наоборот, — из жидкого в парообразное. [c.12]

Превращение механического движения в теплоту известно человеку с древнейших времен, но обратное превращение теплоты в механическую работу было осуществлено лишь во второй половине XVHI столетия. И хотя первые приборы для превращения теплоты в механическую работу были осуществлены еще до нашей эры, они не оказали какого-либо влияния на создание теплового двигателя. Так, например, Герон Александрийский в первом столетии до нашей эры изобрел шар, вращающийся под действием реактивных сил, созданных водяным паром, который вырывался из шара при нагревании его. [c.52]

Цикл, в результате которого получается положительная работа, назьтается прямым циклом, или циклом теплового двигателя, в нем работа расширения больше работы сжатия. Цикл, в результате которого расходуется работа, называется обратным-, в нем работа сжатия больше работы расширения. По обратным циклам работают холодильные установки. [c.109]

Значение т) является показателем совершенства цикла теплового двигателя. Чем больше т) , тем ббльншя часть подведенной теплоты превращается в полезную работу. Величина термического к. п. д. цикла всегда меньше единицы и могла бы быть равна единице, если бы - оо или q == О, чего осуществить нельзя. [c.110]

Теплотехника (1991) -- [ c.21 ]

Техническая термодинамика. Теплопередача (1988) -- [ c.126 , c.136 , c.142 ]

Теплотехника (1980) -- [ c.22 ]

Техническая термодинамика Изд.3 (1979) -- [ c.47 ]

Современная термодинамика (2002) -- [ c.79 , c.82 , c.86 , c.88 , c.93 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...