1) Больше работы расширения (площадь под кривой 1 _ 2 _ 3) на величину

l0. Эта работа полностью превращается в теплоту q0 и вместе с теплотой q2

передается горячему источнику.

Поскольку q1 = Т1 (s2 _ s1) и q2 = Т2(s2 _ s1), для холодильного

коэффициента обратного цикла Карно в соответствии с формулой (5.2)

получим:

1

ε 1

2

1 −

=

Т

Т (5.4)

Можно аналогичным образом показать, что обратный цикл Карно

обладает максимальным холодильным коэффициентом и потому является

наиболее выгодным циклом работы холодильных установок.

85

6. Тепловые установки, холодильные машины и тепловые

насосы.

Наибольший интерес среди всех круговых процессов имеет термодина-

мический цикл Карно. Он служит эталоном для сравнения и оценки реальных

циклов, но практически в случае, когда рабочее тело _ газ, не может быть

осуществлен. Причина этого заключена в изотермическом подводе и отводе

теплоты.

Если рабочим телом является газ, то подвод или отвод теплоты можно

осуществить при условии v = const или р = const, либо при сочетании того

и другого условия.

К такого рода газовым циклам теплосиловых установок относятся

циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), циклы газо_ и паровых

турбинных установок (ГТУ, ПТУ), а также обратные циклы холодильных

установок и тепловых насосов.

Рассмотрим теоретические циклы указанных теплосиловых установок.

6.1. Теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания представляют собой тепловые

двигатели поршневого типа, в которых выделение теплоты происходит

за счет сгорания топлива в рабочем цилиндре двигателя.

Эти двигатели широко используются для привода транспортных и

грузоподъемных машин, а также для привода электрогенераторов.

Различают три типа четырехтактных двигателей внутреннего сгорания:

1) Быстрого сгорания с внешним зажиганием; 2) медленного сгорания с само-

воспламенением; 3) смешанного типа.

Принцип действия двигателей первого типа заключается в следующем

(рис. 6.1). При перемещении поршня 1 из крайнего левого положения в

цилиндре 2 направо открывается впускной клапан 3, и цилиндр заполняется

смесью бензина с воздухом, приготовленной в специальном устройстве,

карбюраторе (поэтому такие двигатели часто называют карбюраторными).

Этот такт называется всасыванием.

Рис. 6.1. Схема двигателя внутреннего сгорания

86

В тот момент, когда поршень оказывается в крайнем правом поло-

жении, впускной клапан закрывается, и происходит сжатие горючей смеси

(второй такт). По достижении поршнем некоторого предельного левого

положения с помощью электрической свечи зажигания 5 происходит искро-

вое зажигание топливовоздушной смеси, которая сгорает очень быстро при

практически неизменном положении поршня, т. е. практически при постоян-

ном объеме. Затем в результате расширения продуктов сгорания происходит

перемещение поршня слева направо вплоть до крайнего правого его положе-

ния (третий такт _ рабочий ход). В этот момент открывается выпускной

клапан 4 и происходит выброс части продуктов сгорания через выпускной

клапан под действием избыточного давления в цилиндре. В результате пере-

мещения поршня справа налево происходит выталкивание продуктов

сгорания из цилиндра (четвертый такт _ выпуск). Затем цикл повторяется.

В двигателях второго типа, называемых дизельными двигателями,

используется тяжелое нефтяное (дизельное) топливо. При этом вместо свечи