3.5 Показатели цикла тепловой машины. Цикл Карно.

Работа цикла графически изображается площадью замкнутой фигуры цикла или определяется интегралом

Термический коэффициент полезного действия – отношения работы цикла к подведенной теплоте q₁ :

Среднее давление цикла – это условное постоянное давление, при котором совершаемая работа, равная работе за цикл при переменном давлении.

Цикл Карно состоит из двух изотермических и двух адиабатных обратимых процессов при наличии двух источников теплоты: «горячего» ГИ и «холодного» ХИ. Температуры этих источников при подводе теплоты не должны меняться.

Идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин.

A-B ∆Q=0 адиабатное сжатие.

B-C изотермический подвой теплоты Q1

С-D адиабатное расширение

D-A изотермический отвод теплоты.

А также, площадь внутри фигуры – работа цикла.

3.6 Цикл теплового двигателя с подводом теплоты при постоянном объёме.

Цикл Дизеля. Состоит из следующих процессов: двух адиабатных – сжатие ac и расширение zb, изобарного cz – подвод теплоты q1, изохорного ba – отвод теплоты q2.

3.7 Цикл теплового двигателя со смешанным подводом теплоты.

Цикл Тринклера. Vh-рабочий объем цилиндра Va-полный объем цилиндра Vc-объем камеры сжатия. Состоит из следующих процессов:

ac- адиабатное сжатие рабочего тела при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. (степень сжатия )

cz’ – изохоный подвод теплоты q1’ (степень повышения давления: )

z’z – изобарный подвод теплоты q1” (степень предварительного расширения ρ= v_z/v_c )

zb – адиабатное расширение рабочего тела (степень последующего расширения: δ = ε / ρ )

ba – изохорный отвод теплоты q2, соответствующий в реальном двигателе отводу теплоты с отработавшими газами в процессе их выпуска в окружающую среду.

4 Основные законы переноса теплоты

4.1 Виды теплообмена : теплопроводность, конвекция, излучение.

Теплообмен – это самопроизвольный процесс переноса теплоты в системе с неоднородным температурным полем.

Теплопроводность – перенос теплоты за счет теплового движения микрочастиц или упругих колебаний кристаллической решетки.

Закон Био-Фурье

Коэффициент теплопроводности - физ. параметр вещества и представляет собой тепловой поток Q(Вт), проходящий через единицу площади поверхности (м²) при единичном градиенте температуры (К/м)

Свободная конвекция – процесс теплообмена за счет движения жидкости или газа вследствие различия плотностей неодинаково нагретых частей.

Конвективный теплообмен - одновременное протекание конвекции и теплопроводности.

Конвективная теплоотдача - конвективный теплообмен между твердой поверхностью и жидкостью или газом.

Уравнение Ньютона - q=α∆T

Физический смысл коэффициента конвективной теплоотдачи α

Тепловое излучение – процесс образования внутренней энергии тела в лучистую энергию.

Лучистая энергия – энергия, распространяющаяся в пространстве в виде электромагнитных волн.

Лучистый поток Q, Вт. Количество энергии, излучаемой в единицу времени.

Поверхностная плотность потока излучения E=dQ/dA , Вт/м² суммарный лучистый поток, излучаемый с единицы площади поверхности по всем направлениям.

Степень черноты ε=С/С₀ отношение плотности коэффициента излучения к коэффициенту абсолютно черного тела.