Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 23

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 125 >> Следующая

58
р-Ш5Па


из 213 373 ції лз т,к
5
Рис. 1.39. Кривая инверсии в координатах р, Т
Рис. 1.40. Графическое изображение процесса дросселирования водяного пара в координатах h, s
условно пунктирными линиями. Из рисунка видно, что: 1) во всех случаях в результате дросселирования температура пара понижается; 2) влажные пары невысокого давления при дросселировании подсушиваются и становятся перегретыми; 3) перегретые пары высокого давления остаются перегретыми после дросселирования; 4) влажные пары высокого давления при дросселировании сначала увлажняются, а затем подсушиваются, становясь перегретыми; 5) перегретые пары высокого давления и невысокой температуры перегрева при дросселировании сначала превращаются в сухой насыщенный пар, далее увлажняются, затем подсушиваются и снова становятся перегретыми, но низкого давления и температуры.
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.
Процесс, в котором рабочее тело, выйдя из некоторого начального состояния и претерпев ряд изменений, возвращается в то же состояние, называется круговым процессом или циклом.
Для осуществления цикла необходимо наличие трех элементов: нагревателя или теплоприемника со средней температурой Ть холодильника со средней температурой Т2 <Т\ и рабочего тела, которое, последовательно вступая в теплообмен с нагревателем (или тепло-приемником) и холодильником, передает энергию от одного к другому. Как будет показано ниже, циклы бывают прямые и обратные, обратимые и необратимые.
59
Из определения цикла следует, что во всех без исключения циклах изменение в нем внутренней энергии, энтальпии и энтропии равно нулю. Отсюда следует, что первый закон термодинамики для циклов математически представляется в виде
«ц = /ц, (1.190)
где qn и U — алгебраическая сумма соответственно теплот и работ всех термодинамических процессов, из которых состоит цикл.
Прямой цикл есть цикл тепловой машины, в котором осуществляется превращение теплоты в работу. В координатах р, v этот процесс протекает в такой последовательности (рис. 1.41, а). На участке ABC рабочее тело, получая внутреннюю энергию в форме теплоты от нагревателя, совершает работу расширения h = un.ABCEFA. После этого путем сжатия на участке CDA оно возвращается в первоначальное состояние, причем часть полученной от нагревателя внутренней энергии в форме теплоты рабочее тело передает холодильнику. Работа сжатия 12 = пл-CDAFEC и, следовательно, работа цикла /ц = h — 12 = = un.ABCDA > 0, поскольку по абсолютной величине положительная работа расширения рабочего тела h больше отрицательной работы сжатия 12. В координатах Т, s этот процесс протекает следующим образом (рис. 1.41, б). На участке abc к рабочему телу подводится теплота из нагревателя qx = ил.аЬсе/а. Однако только часть этой теплоты превращается в работу, так как невозможно возвращение рабочего тела в первоначальное состояние без отвода от него в холодильнике в процессе сжатия части теплоты q2, равной пл. cdafea. Таким образом, количество теплоты, превращенной в цикле в работу (или, иначе, теплота цикла), будет
<?ц = уЧ — qi = пл. abcda > 0,
поскольку количество теплоты <ji, подведенной к рабочему телу, больше количества теплоты q2, отведенной от него.
Таким образом, при анализе прямого цикла обнаруживается новое специфическое свойство теплоты: в круговом процессе теплота нагревателя не может быть полностью превращена в работу. Эта формулировка второго закона термодинамики принадлежит С. Карно.
В прямом цикле мы заинтересованы в том, чтобы максимум подведенной к рабочему телу теплоты превратить в работу. Поэтому эффективность прямого цикла оценивается отношением работы цикла /ц к количеству теплоты qu подведенной к рабочему телу. Это отношение называют термическим коэффициентом полезного действия (к. п. д.) цикла и обозначают буквой г|,. Следовательно, термический к. п. д. прямого цикла
П(Я8А. ^L-iL^-i-iL. (U91)
4i 4i Ii Чх
Из рис. 1.41 и формулы (1.191) следует: невозможно создать тепловую машину, термический к. п. д. которой был бы равен единице. Этот вывод является другой формулировкой второго закона термодинамики, предложенной С. Карно.
60

\ і -і -/X


Е

а і 1
N

е
Рис. 1.4.1. Графическое изображение прямого цикла в координатах р, є
и 7] 5'
А5 з
Рис. 1.42. Графическое изображение прямого цикла Карно в координатах р, V и Т, з
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed