термодинамические циклы

1. Лекции 3-4
Термодинамические циклы
традиционных процессов
энергоконверсии

2. Способы преобразования энергии

3. Основные схемы теплосиловых установок
закрытая открытая

4. Обратимый цикл Карно
теплосиловой установки

5. Принцип Карно
A = Q1 (T1 – T2)/T1
5
1. получаемая работа всегда меньше подводимой к двигателю
теплоты (КПД < 100%)
▫ в работу может быть превращена только часть получаемой
теплоты; другая часть, равная Q2 = Q1 – А, неизбежно должна
быть отдана какому-либо теплоприемнику при температуре
Т2
2. получение работы из теплоты возможно только в том случае,
когда между теплоотдатчиком и теплоприемником есть
разность температур
3. приведенные теплоты на входе и выходе теплового потока
одинаковы и равны энтропии (Клаузиус): Q1/T1 = Q2/T2 = S

6. T,S-диаграмма обратимого цикла
Карно

7. Цикл Карно
• видео

8. Идеализация теплосиловых установок

9. Обобщенный термодинамический
цикл теплосиловой установки
ас — сжатие рабочего тела (Q=0)
су — подвод тепла (Q1,v) при
постоянном объеме
уz — подвод тепла (Q1,p) при
постоянном давлении
zb — расширение рабочего тела
(Q=0)
ba — отвод тепла (Q2) при
постоянном объеме

10. Действительный цикл двигателя внутреннего
сгорания – теплосиловой установки открытой схемы
I – заполнение цилиндра
воздухом или рабочей
смесью
II – сжатие воздуха или
рабочей смеси с
дальнейшим горением
рабочей смеси
III – рабочий ход поршня
(расширение продуктов
сгорания) с
последующим выхлопом
отработавших газов
IV – освобождение
цилиндра от продуктов
сгорания

11. Двигатель Отто
 p

  
 
 
v
 
 
c
1
c
V
V
2
3
1
  1

Термодинамический цикл ДВС с «подводом теплоты» Q1 при V = const

12. Двигатель Отто
• Видео – 1
• Видео - 2

13. Двигатель Дизеля
 p

 
 
 
v
  
1 V
     
 p

  
 
V
c V
   
1 p c d
 V  v
    1

     
 
c
c
d
c
c
a
1
c V
v c
V
b
1
Термодинамический цикл ДВС с «подводом теплоты» Q1 при P = const

14. Двигатель Дизеля
• Видео

15. Двигатель Стирлинга
Термодинамический цикл
с внешним подводом теплоты
T
1
3
1
T
  
1.Внешний источник тепла нагревает газ
в нижней части теплообменного
цилиндра. Создаваемое давление
толкает рабочий поршень вверх
(обратите внимание, что вытеснительный
поршень неплотно прилегает к стенкам).
2.Маховик толкает вытеснительный
поршень вниз, тем самым перемещая
разогретый воздух из нижней части в
охлаждающую камеру.
3.Воздух остывает и сжимается, рабочий
поршень опускается вниз.
4.Вытеснительный поршень поднимается
вверх, тем самым перемещая
охлаждённый воздух в нижнюю часть. И
цикл повторяется.

16. Двигатель Стирлинга
• Видео-1
• Видео-2
• Видео-3
• Видео-4