- •Кафедра «Теплоэнергетика»
- •Краткий курс лекций
- •5В071700 - «Теплоэнергетика» направление – «Бакалавриат»
- •Лекция № 1. Тема: основные определения термодинамики.
- •Предмет и метод термодинамики
- •Принцип построения термодинамики
- •Основные понятия и определения термодинамики
- •Лекция № 2. Тема: параметры состояния тела.
- •В настоящее время применяют различные температурные шкалы-Цельсия. Реомюра, Фаренгейта, Ренкина, соотношения между которыми приводятся в таблице 2.3
- •Лекция № 3. Тема: идеальный газ. Основные газовые законы.
- •Лекция № 4. Тема: смеси идеальных газов.
- •Лекция № 5. Тема: теплоемкость газов.
- •Теплоемкость газовой смеси
- •Лекция № 6. Тема: первый закон термодинамики. Внутренняя энергия
- •Теплота
- •Первый закон термодинамики
- •Закон сохранения и превращения энергии :
- •Формулировка и уравнение первого закона термодинамики
- •Энтальпия газов
- •Лекция № 7 Тема: основные термодинамические процессы. Основными термодинамическими процессами являются:
- •Метод исследования процессов состоит в следующем:
- •Политропный процесс ()
- •Тема: второй закон термодинамики.
- •Энтропия идеального газа
- •Тепловая диаграмма (ts-диаграмма)
- •Лекция № 9 Тема: водяной пар. Процессы водяного пара. Уравнение состояния реального газа
- •Водяной пар
- •Сухой насыщенный пар
- •Влажный насыщенный пар
- •Перегретый пар
- •Энтропия пара
- •Лекция № 10 Тема: влажный воздух.
- •Изображение адиабатного процесса
- •Изобарный процесс водяного пара
- •Цикл Карно. Теорема Карно
- •Теорема Карно
- •Лекция № 12. Уравнение первого закона термодинамики для потока. Истечение газов и паров. Дросселирование.
- •Лекция № 13 Тема: циклы поршневых компрессоров, двс, гту.
- •Теоретическая мощность двигателя для привода компрессора
- •Теоретические циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
- •Циклы газотурбинных установок
- •Лекция № 14
- •1 Паросиловой цикл Ренкина
- •2 Теплофикационный цикл
- •3Регенеративный цикл
- •4 Цикл воздушной холодильной установки
- •Лекция № 15
Лекция № 13 Тема: циклы поршневых компрессоров, двс, гту.
На рисунке 13.1 в pv-диаграмме изображены процессы, протекающие в идеальном компрессоре. Линия 4-1 изображает процесс всасывания газа, 1-2 – процесс сжатия, 2-3 – процесс нагнетания. Диаграмма 1-2-3-4 называется теоретической индикаторной диаграммой.
Теоретическая работа компрессора зависит от процесса сжатия. Кривая 1-2 – процесс изотермического сжатия, 1-2” – адиабатного сжатия и 1-2’ – политропного сжатия.
Рисунок 13.1 - Теоретический цикл поршневого компрессора
При изотермическом сжатии теоретическая работа компрессораравна работе изотермического сжатия(23)
Работа, отнесённая к 1м3 всасываемого воздуха (24)
Работа для получения 1м3 сжатого воздуха (25)
Количество теплоты, которое должно быть отведенопри изотермическом сжатии
или (26)
При адиабатном сжатии теоретическая работа компрессоравkраз больше работы адиабатного сжатия(27)
Работа, отнесённая к 1м3 всасываемого воздуха
(28)
Работа для получения 1м3 сжатого воздуха
(29)
При политропном сжатии теоретическая работа компрессоравmраз больше работы политропного сжатия(30)
Теоретическая мощность двигателя для привода компрессора
, Вт (кВТ) (31)
Теоретические циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
а) цикл с подводом теплоты при постоянном объёме(цикл Отто)состоит из двух адиабат и двух изохор (рисунок 13.2). Характеристиками цикла являются степень сжатия ε и степень повышения давления λ.
Рисунок 13.2 – Цикл с подводом теплоты при постоянном объёме в PV-диаграмме и TS-диаграмме
Степень сжатияопределяется по формуле
(1)
Степень повышениядавленияопределяется по формуле
(2)
Количество подведённой теплоты определяется по формуле
(3)
Количество отведённой теплотыопределяется по формуле
(4)
Работа циклаопределяется по формуле
(5)
Термический к.п.д. циклаопределяется по формуле
(6)
б) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении ( цикл Дизеля)состоит из двух адиабат, одной изобары и одной изохоры (рисунок 13.3). Характеристиками цикла являются степень сжатия ε и степень предварительного расширения ρ.
Рисунок 13.3 – Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении в PV-диаграмме и TS-диаграмме
Степень сжатияопределяется по формуле
(7)
Степень предварительного расширениядавления определяется по формуле
(8)
Количество подведённой теплоты определяется по формуле
(9)
Количество отведённой теплоты(абсолютное значение) определяется по формуле
(10)
Работа циклаопределяется по формуле
(11)
Термический к.п.д. циклаопределяется по формуле
(12)
в) цикл с комбинированным подводом теплоты (цикл Тринклера) состоит из двух адиабат, двух изохор и одной изобары (рисунок 13.4).
Рисунок 13.4 – Цикл с комбинированным подводом теплоты PV-диаграмме и TS-диаграмме
Характеристиками цикла являются степень сжатия ε, степень повышения давления λ и степень предварительного расширения ρ.
Степень сжатияопределяется по формуле(13)
Степень повышениядавления определяется по формуле
(14)
Степень предварительного расширениядавления определяется по формуле
(15)
Количество подведённой теплоты определяется по формуле
(16)
Количество отведённой теплоты(абсолютное значение) определяется по формуле
(17)
Термический к.п.д. циклаопределяется по формуле
(18)
Во всех рассмотренных теоретических циклах внутреннего сгорания уравнения для определения количества подведённой и отведённой теплоты, термического к.п.д. даны для случая .