Изображение адиабатного процесса

Процесс 1—2 изображается прямой, перпендикулярной оси 5, поскольку процесс идет при постоянной энтропии S₁=S₂. Начальное (точка 1) и конечное (точка 2) состояния водяного пара определяются пересечением изотермы t₁ с изобарой р₁ (точка 1) и прямой процесса 1—2 с изобарой р₂ или изобары р₂ и кривой степени сухости х (точка 2).

Диаграмма h, S широко используется для определения параметров пара при выполнении теплотехнических расчетов паросиловых установок, паровых сушилок, теплообменных аппаратов и т. п.

Изобарный процесс водяного пара

Изохорный процесс водяного пара

Изотермический процесс водяного пара

Адиабатный процесс водяного пара

Диаграмма водяного пара Л. К. Рамзина

Лекция № 11 Тема: круговые процессы. Цикл карно.

Круговой процесс (цикл) – совокупность термодинамических процессов, в результате осуществления которых рабочее тело возвращается в исходное состояние.

Рисунок 9.1 – Круговой процесс в PV-диаграмме

l₀ – работа кругового процесса. В pv-диаграмме изображается площадью внутри замкнутого контура цикла.

l₀ >0 – цикл совершается по часовой стрелке – прямой цикл, который характерен для тепловых двигателей.

l₀ <0 – цикл совершается против часовой стрелки – обратный цикл, который характерен для холодильных машин.

, (1)

где - количество теплоты, которую берёт 1кг рабочего тела от внешнего (верхнего) источника теплоты.

- количество теплоты, которую отдаёт 1кг рабочего тела внешнему охладителю (нижнему источнику).

Количество теплоты в TS-диаграмме изображается площадью. Заключённой внутри замкнутого контура цикла. Эта площадь представляет собой величину работы за 1 цикл.

l₀ >0 – цикл совершается по часовой стрелке – прямой цикл.

l₀ <0 – цикл совершается против часовой стрелки – обратный цикл.

Рисунок 9.2 – Круговой процесс в TS-диаграмме

Термический к.п.д. в круговых процессах определяется по формуле

. (2)

По TS-диаграмме термический к.п.д. можно определить графическим путём

(3)

Цикл Карно. Теорема Карно

В 1824 г. франц. инженер Сади Карно рассмотрел цикл теплового двигателя.

Тепловой двигатель – непрерывно действующая система, осуществляющая круговые процессы (циклы), в которых теплота превращается в работу.

Цикл Карно осуществляется рабочим телом между двумя источниками теплоты – горячим и холодным.

Цикл Карно состоит из двух адиабат и двух изотерм.

Рисунок 9.3 – Цикл Карно в PV-диаграмме и TS-диаграмме

Подвод теплоты q₁в прямом цикле Карно осуществляется при расширении газа по изотерме 1-2 (Т₁ = const). Отвод теплоты q₂ к холодному источнику происходит при сжатии газа по изотерме 3-4 (Т₂ = const). Процесс 2-3 – адиабатное расширение газа (подвод теплоты прекращается и расширение происходит по адиабате. При этом температура газа уменьшается, и работа l₀ производится за счет внутренней энергии газа. Процесс 4-1 – адиабатное сжатие газа (без тепла).