Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1.Билеты к экзамену.pdf
Скачиваний:
122
Добавлен:
18.04.2023
Размер:
5 Мб
Скачать
☆

2)Понятие теоретического цикла и его сравнение с идеальным. Критерии оптимальности при термодинамическом анализе циклов.

Теоретический цикл представляет собой замкнутый цикл, осуществляемый в воображаемой тепловой машине постоянной несменяемой порцией рабочего тела. Вследствие замкнутости теоретического цикла процессы сгорания и выпуска рабочего тела в действительном цикле заменяют подводом и отводом тепла. Процессы сжатия и расширения предполагаются адиабатическими, так как это обеспечивает максимальное теплоиспользование.

Сравнение идеального цикла ожижения и эквивалентного ему цикла Карно.

Циклы являются эквивалентными, если имеют одинаковое количество отводимой теплоты.

Рисунок 56. Сравнение цикла Карно и изобарического ожижения.

Вцикле Карно теплота отводится на самом нижнем температурном уровне.

Видеальном цикле ожижения – в интервале температур от

температуры окружающей среды до температуры жидкости, поэтому для=сравнения( 1 − 2) этих= 1 циклов− 3 необходимо, чтобы

Построим цикл Карно с тем же количество отводимой теплоты, что и в идеальном цикле ожижения.

Рисунок 57. Наложение цикла Карно на идеальный ожижительный

ид

= 1 − 3

~площадь 153ав1

 

 

 

 

 

цикл.

 

(

−

)~площадь 43а24

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

к

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдём работу цикла Карно и сравним ей величину с работой в

 

= ( 0

− )( 1

− 2)~площадь 1к2341к

 

идеальном цикле ожижения.

 

 

 

 

 

 

= 0( 1

− 3)

−

(

− 3)~площадь 12351

 

− ~площадь 1к1541к

 

 

 

 

 

 

 

=

=

1

− 3

 

=

 

( 0

− )

( 1

− 3) = 0 ( 1 − 3) − ( 1 − 3)

 

 

 

 

 

 

0

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

) =

ид

=

 

 

= ( −

)

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

к

 

 

4

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 6

− 3

+ 6) − ( 1 − 3)

 

= 0

( 4

− 3) − ( 1 − 3) = 0( 4

Определение s4

 

( 6

− 3) − ( 1

− 3)

 

 

= 0

( 4

− 6) + 0

− 3)

 

= 0

 

 

 

= 0( 1

 

− 1) + 0

( 1 − 3) − ( 1

( 1 − 1) +

=

+ ∆

 

 

 

 

 

= 0

( 4

− 3) (для ид. газа)

 

 

 

 

 

 

= 0( 1

− 2)

− ( 1

− 3)

 

 

− 2) + ( 1 − 3)

∆

=

 

− = 0( 4 − 3)

− 0( 1

 

= 1

− 3

= 0( 4

− 2)

= +

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Ожижительный цикл дросселирования с предварительным охлаждением. Схема, изображение на T-S диаграмме. Последовательность расчета. Основные характеристики

В данном цикле первым основным холодопроизводительным процессом является охлаждение сжатого газа в ванне с кипящей внешне криогенной жидкостью,либо отвод теплоты при < о.с. внешним источником "холода" – парокомпрессионные машины, либо газовые холодильные машины.

Вторым холодопроизводительным процессом может быть изотермическое сжатие в компрессоре ниже линии инверсии.

Данный цикл может быть использован для трёх веществ - Ne, H2, He. В том случае, если T уровень предварительного охлаждения ниже температуры инверсии для давления сжатия рабочего тела. Обычно T предварительного охлаждения считается ниже верхней T инверсии для рабочего вещества в цикле.

Ожижительный режим.

Рисунок 137. Ожижительный режим.

Коэффициент ожижения x определяем из уравнения теплового балансанижней3 + он.с.части= установки+ (1 − ) .7

( 7 − ) = ( 7 − 3) − о.с.

( 7 − ) = ∆Т3 − 7∆нн + он.с.= ∆Т3 − он.с. + 7∆ нн

7 −

Получилось выражение, аналогичное ожижительному режиму цикла простого дросселирования, но с тепловым эффектом дросселирования на температурном уровне предварительного охлаждения, а в знаменателе стоит теплота, необходимая для охлаждения газа с температурой предварительного охлаждения до температуры конденсации и последующей конденсации.

Рисунок 138. Теплота охлаждения до ожижения.

Теплоту предварительного охлаждения определим из уравнения теплового

1

+ о.с. + (1 − ) 7

= 3 + п.о. + 8(1 − )

 

баланса верхней части установки:

 

п.о. = ( 7 − 3) − ( 8 − 1) + ( 8 − 7) + о.с.

 

7

− 3

= ∆Т3

− 7

∆нн

 

8

− 1

= ∆Т1

− 8

∆нв

− 7)

 

 

п.о. = (∆Т3 − ∆Т1) + 8∆нв − 7∆нн + ов.с. + ( 8