Полезная работа за цикл – это работа цикла
l ц = l расш . - l сжат., где
l расш . - работа расширения
l сжат. - работа сжатия.
На получение этой работы
затрачивается теплота g1 - g2 Þ l ц = g 1 - g 2
Невозможно осуществление цикла теплового двигателя без отвода теплоты
ПРЯМОЙ – цикл, в котором за счет теплоты совершается работа По данному циклу работают тепловые машины.
ОБРАТНЫЙ - цикл, в котором за счет работы отводится теплота. По данному циклу работают холодильные машины.
ОБРАТИМЫЙ – цикл, состоящий из обратимых процессов. Идеальный цикл.
НЕОБРАТИМЫЙ – цикл, в котором хотя бы один процесс является необратимым. Реальные циклы.
Термический кпд используется для оценки эффективности превращения теплоты в работу в тепловом двигателе.
Определяется отношением работы цикла к подводимой теплоте:
h t = l ц / g1
h t = (g1 - g2)/g1 = 1 - g2/g1
Термический кпд показывает, какая часть подведённой теплоты используется для совершения работы.
Цикл Карно
Цикл Карно имеет наибольший кпд и является эталоном, с которым сравниваются циклы тепловых двигателей с целью определения их совершенства и экономичности.
Реальный тепловой двигатель тем совершеннее, чем ближе его кпд к кпд цикла Карно.
1-2 изотермический процесс подвода теплоты
2-3 адиабатный процесс расширения
3-4 изотермический процесс отвода теплоты
3-4 адиабатный процесс сжатия
Термический кпд цикла Карно: h t = 1 - Т2/Т1
|
|
|
Термический кпд зависит от температуры подвода Т1 и отвода теплоты Т2 и не зависит от природы газа.
Значение кпд тем больше, чем больше разность температур.
h t = 0 при Т2 = Т1, h t = 1 при Т2 = 0 или Т1 = ¥ , следовательно h t < 1
Идеальный цикл ТРД
Турбореактивный двигатель (ТРД) состоит из следующих основных элементов:
· входное устройство (воздухозаборник)
· компрессор
· камера сгорания
· газовая турбина
· выходное устройство (выходное сопло).
Воздух из окружающей среды поступает во входное устройство, где предварительно сжимается. Дальнейшее сжатие происходит в компрессоре.
Сжатый воздух поступает в камеру сгорания и к нему подводится теплота, выделившаяся при сгорании топлива. Нагретый газ (смесь воздуха с продуктами сгорания топлива) поступает в газовую турбину, где расширяясь приводит её во вращение. Дальнейшее расширение газа происходит в выходном устройстве до давления окружающей среды. При выходе из двигателя горячие газы охлаждаются при смешивании с холодным воздухом окружающей среды.
Для описания процессов, протекающих в ТРД проточная часть двигателя разделена характерными сечениями:
Н – сечение невозмущенного потока на входе в двигатель,
|
|
|
В – сечение за входным устройством (воздухозаборником) или на входе в компрессор,
К – сечение за компрессором или на входе в камеру сгорания,
Г - сечение на выходе из камеры сгорания или на входе в турбину,
Т – сечение на выходе из турбины или на входе в сопло,
С – сечение на выходе из сопла или двигателя.
а – цикл ТРД в рабочей диаграмме б- цикл ТРД в тепловой диаграмме
Н-В-К адиабатный процесс сжатия во входном устройстве (Н-В) и в компрессоре (В-К)
К-Г изобарный процесс подвода теплоты в камере сгорания
Г-Т-С адиабатный процесс расширения в турбине (Г-Т) и в выходном устройстве (Т-С)
С-Н изобарный процесс отвода теплоты в выходном устройстве
h t = 1 – Тн / Тк
В ТРД различают три степени сжатия:
Скоростная степень сжатия p v =рв /рн
Степень сжатия воздуха в компрессоре p к =рк /рв
Суммарная степень сжатия pS = pv ×pк = рк /рн
ht = 1 – Тн / Тк = 1- , т.к. Тк / Тн =
ht = 1 – 1/
Из формулы видно, что термический КПД ТРД зависит от природы газа (показатель адиабаты k) и суммарной степени сжатия p S
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 329; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!