1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент полезного действия термический

Термический коэффициент полезного действия

Принципиальная схема теплового двигателя

Как показывает опыт, любой реальный тепловой двигатель должен содержать как минимум три элемента:

верхний источник тепла, имеющий температуру и отдающий рабочему телу за цикл количество тепла ;

рабочее тело, совершающее цикл и производящее за цикл работу ;

нижний источник тепла с температурой , получающий от рабочего тела за цикл количество тепла Q2.

Ввиду конечности размеров любого теплового двигателя рабочее тело в нём должно периодически проходить через одни и те же состояния, т.е. совершать цикл. Интегрирование выражения I начала термодинамики вдоль замкнутого контура (по циклу) даёт

(3.1)

Не равные нулю интегралы по замкнутому контуру от неполных дифференциалов обозначим соответственно . Интеграл же по замкнутому контуру от полного дифференциала внутренней энергии равен нулю. Таким образом, I закон термодинамики в применении к тепловым двигателям даёт:

(3.2)

Этот результат есть следствие невозможности вечного двигателя первого рода, т.е. полезная работа в тепловом двигателе в точности эквивалентна количеству поглощённого рабочим телом тепла.

В качестве количественной характеристики термодинамической эффективности теплового двигателя используется термический коэффициент полезного действия(термический КПД) , определяемый отношением полезной работы, полученной в двигателе за цикл, к затраченному теплу от верхнего источника за этот же цикл, т.е. по определению:

(3.3)

Первое начало термодинамики в применении к циклам тепловых машин (4.2) в формулировке В. Томсона даёт:

(3.4)

причём под понимается теплота, отнятая от верхнего источника тепла и переданная рабочему телу, т.е. по отношению к рабочему телу эта теплота положительна. Величина же есть теплота, отданная рабочим телом нижнему источнику тепла, и по отношению к рабочему телу эта теплота отрицательна, т.е., в применении к рабочему телу (3.4) должно быть записано в виде:

(3.5)

Тогда выражение для термического КПД принимает вид:

(3.6)

Итак, первый закон термодинамики даёт следующее ограничение для термического КПД тепловых двигателей:

(3.7)

в то время как второе начало в формулировке Томсона накладывает более жёсткое ограничение

Читать еще:  Полезные продукты при переломе ноги

(3.8)

т.е. термический КПД любого теплового двигателя строго меньше единицы, поскольку теплота, передаваемая нижнему источнику тепла, никогда не равна нулю.

В связи с этим возникает важный вопрос о нахождении максимально возможного термического КПД тепловой машины, работающей при наличии двух источников тепла, и о принципах её конструирования. Эта проблема была решена в 1824 году французским инженером Сади Карно в опубликованной им работе «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развить эту силу».

109.201.143.34 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

ТЕРМИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

(Thermal efficiency) — отношение количества тепла, превращенного при данном термическом процессе в полезную механическую работу, к полному количеству тепла, затраченному в процессе.

Самойлов К. И. Морской словарь. — М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР , 1941

Смотреть что такое «ТЕРМИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ» в других словарях:

термический коэффициент полезного действия — тепловой коэффициент полезного действия термический КПД тепловой КПД — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы тепловой коэффициент полезного действиятермический КПДтепловой КПД EN … Справочник технического переводчика

термический коэффициент полезного действия — šiluminio naudingumo koeficientas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Nedimensinis dydis, apibūdinantis šiluminių variklių, verčiančių šilumą darbu, efektyvumą. Tai naudingo darbo, atlikto vieno ciklo metu, ir to paties ciklo metu darbinei… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

термический коэффициент полезного действия термодинамического цикла — Отношение работы, совершенной в прямом обратимом термодинамическом цикле, к теплоте, сообщенной рабочему телу от внешних источников. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 103. Термодинамика. Академия наук СССР. Комитет научно технической… … Справочник технического переводчика

Читать еще:  Чем полезен цикорий растворимый для организма человека

термический коэффициент полезного действия термодинамического цикла — Отношение работы, совершенной в прямом обратимом термодинамическом цикле, к теплоте, сообщенной рабочему телу от внешних источников … Политехнический терминологический толковый словарь

термический коэффициент полезного действия цикла — Отношение работы, полученной в результате осуществления прямого обратимого цикла, к теплоте, подведенной к рабочему телу от теплоотдатчика … Политехнический терминологический толковый словарь

термический — ая, ое. thermique adj., нем. thermisch <гр. therme тепло. Связанный с теплотой, с применением тепловой энергии; тепловой. Термический режим поверхности земли. БАС 1. Термические ощущения у нас и у китайцев вероятно не вполне совпадают .. мы.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ТЕРМИЧЕСКИЙ — ТЕРМИЧЕСКИЙ, термическая, термическое (от греч. thermos горячий) (спец.). прил., по знач. связанное с учением о теплоте и с применением тепловой энергии в технике. Термическая обработка металлов. Термический коэффициент полезного действия.… … Толковый словарь Ушакова

ТУРБИНЫ С ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ — (Geared turbine) турбозубчатая передача применяется в настоящее время на большинстве военных кораблей с мощными силовыми установками с целью уменьшить число оборотов турбины и получить наиболее выгодное число оборотов винта. Применение зубчатых… … Морской словарь

Атомный реактор с твёрдым теплоносителем — Атомный реактор с твёрдым теплоносителем ядерный реактор, рабочим телом теплоносителя которого, вместо воды, является материал на основе пиролитического углерода. Концепция Если рассматривать ядерные реакторы как основной источник… … Википедия

Ядерный реактор с твёрдым теплоносителем — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

Термический КПД

Степень совершенства преобразования теплоты в механическую работу в термодинамическом цикле двигателя оценивается термическим (или тепловым, или термодинамическим) коэффициентом полезного действия ηt .

Термический КПД Отношение работы, совершенной в прямом обратимом термодинамическом цикле, к теплоте, сообщенной рабочему телу от внешних источников.

Читать еще:  Клейковина польза и вред

где At – тепло, преобразованное в цикле в работу; Q1 – тепло, подведённое в цикле к рабочему телу; Q2 – тепло, отданное в цикле рабочим телом.

Термический КПД термодинамического цикла показывает, какое количество получаемой теплоты машина превращает в работу в конкретных условиях протекания идеального цикла. Чем больше величина ηt , тем совершеннее цикл и тепловая машина.

В качестве критерия оценки термодинамических циклов часто используют цикл Карно, потому что КПД тепловой машины Карно максимален в том смысле, что никакая тепловая машина с теми же температурами нагревателя и холодильника не может обладать бόльшим КПД [1]. Формула для расчёта термического КПД данного цикла общеизвестна

где T1 – абсолютная температура нагревателя; T2 – абсолютная температура холодильника.

Из анализа цикла Карно можно сделать следующие выводы:

  1. КПД любого термодинамического цикла тем больше, чем больше разница температур нагревателя T1 и холодильника T2 ;
  2. термический КПД никогда не достигает 100 %, потому что температура T2 в лучшем случае равна температуре окружающей среды;

Сегодня наибольшая разница температур достигнута в двигателях внутреннего сгорания, благодаря высокой температуре рабочего тела T1 . Температура газов в цилиндре поршневого ДВС достигает 2000 °C и более, а в газовой турбине порядка 900 – 1300 °C, что связано с необходимость обеспечить жаропрочность лопаток турбины. Для двигателей с внешним подводом теплоты такие значения температур рабочего тела остаются пока недостижимыми из-за высокого термического сопротивления на границе нагреватель-рабочее тело. Температура пара в современных паровой турбине или поршневом паровом двигателе находится в диапазоне от 300 до 600 °C.

Стоит заметить, что высокий термический КПД не служит гарантией высокого эффективного КПД двигателя.

Читайте также

Слабой стороной гидридных аккумуляторов является процесс их заправки водородом.

Для наполнения цилиндра воздухом необходимо возникновение перепада давлений между цилиндром и внешней средой. Двигатель действует как воздушный насос и на его привод расходуется часть индикаторной мощности двигателя.

Источники:

http://studopedia.ru/2_91847_termicheskiy-koeffitsient-poleznogo-deystviya.html
http://dic.academic.ru/dic.nsf/sea/9202/%D0%A2%D0%95%D0%A0%D0%9C%D0%98%D0%A7%D0%95%D0%A1%D0%9A%D0%98%D0%99
http://icarbio.ru/articles/termicheskij-kpd.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector