Цикл Карно. Термическим коэффициентом полезного действия (КПД) цикла называется отношение работы, произведенной двигателем за цикл

Термическим коэффициентом полезного действия (КПД) цикла называется отношение работы, произведенной двигателем за цикл, к количеству теплоты, подведенной за этот же цикл:

.

(3.5)

Термический КПД характеризует степень термодинамического совершенства обратимых циклов.

Цикл Карно – это обратимый цикл, который имеет максимальный термический КПД среди всех циклов, осуществляемых в данном интервале температур горячего и холодного источников тепла. Он состоит из двух адиабатных процессов сжатия
и расширения рабочего тела (da и bc, рис. 3.5)
и двух изотермических процессов подвода и отвода теплоты (ab и cd).

Подводимая теплота в цикле

,

(3.6)

отводимая теплота

,

(3.7)

где T ₁ – температура горячего источника; T ₂ – температура холодного источника.

Согласно (3.5), (3.6) и (3.7) термический КПД цикла Карно равен

,

(3.8)

он не зависит от свойств рабочего тела, а определяется только температурами горячего и холодного источников тепла. Поскольку T ₂ > 0 и T ₁< µ, то h _t < 1.

3.4. Понятия средних термодинамических температур
подвода и отвода тепла

На рис. 3.6 представлен произвольный обратимый цикл 1- a- 2- b в T - s- диаграмме.

Подводимая теплота в цикле (q ₁) характеризуется площадью c -1- a -2- d и может быть заменена площадью равновеликого прямоугольника c- 3-4- d. Таким образом,

,

(3.9)

где средняя термодинамическая температура подвода теплоты в произвольном обратимом цикле.

Аналогично отводимая теплота равна

,

(3.10)

где средняя термодинамическая температура отвода теплоты.

Подстановка (3.9) и (3.10) в (3.5) дает

.

(3.11)

Таким образом, термический КПД произвольного обратимого цикла всегда может быть вычислен через средние термодинамические температуры подвода и отвода теплоты. Из формулы (3.11) следует: чем выше (или чем ниже ), тем больше термический КПД цикла.

Дата добавления: 2014-01-13