Тепловий двигун

Тема 3.7. Круговий процес(цикл) й його ККД. Теплові двигуни. Цикл Карно. Максимальний ККД тепловий машин. Другий початок термодинаміки. Ентропія.

Теплові двигуни з'явились на початку XVIII ст. у період індустріального

розвитку металургійної і текстильної промисловості. В Росії паровий двигун був запропонований 1.1. Ползуновим (1765). У 17X4 р. Дж. Уатг одержав патент на універсальний паровий двигун. 11 роки, коли жив С. Карно (1796-1832), найкращі парові машини мали коефіцієнт корисної дії (ККД) 5 %. Це спонукало його дослідити причини недосконалості теплових машин і знайти шляхи підвищення їх ККД.

С. Карно друкує працю "Роздуми про рушійну силу вогню і про інше, здатні розвивати цю силу". Ця праця увійшла до скарбниці світноїнауки і поставила її автора в ряди основоположників термодинаміки. С. Карно запропонував цикл ідеальної теплової машини.

Силовий двигун - це пристрій, який перетворює внутрішню енергію

машин в механічну. Енергія, яка виділяється під час згоряння палива, через теплообмін передається газу. Газ, розширюючись, виконує роботу проти зовнішніх сил і надає руху механізму. Будову теплового двигуна

подано на рис. а.

Будь-який тепловий двигун складається з трьох основних частин: робочого тіла, нагрівника і холодильника. Робоче тіло (газ або пара) під час

розширення виконує роботу, одержавши від нагрівника деяку кількість

теплоти. Температура нагрівника Тх залишається сталою за рахунок

згоряння палива. У процесі стискання робоче тіло передає деяку кількість

теплоти холодильнику, який має температуру Т₂ <Т_Х. Тепловий двигун має працювати циклічно. Якщо тіло з початкового стану А переводиться в кінцевий стан В, а потім через інші проміжні стани повертається у початковий стан А, то кажуть, що виконується коловий процес, або цикл

(рис.б).

Після закінчення циклу тіло повертається у свій початковий стан, внутрішня енергія набуває початкового значення. Тому робота циклу може виконуватись тільки за рахунок зовнішніх джерел, які підводять теплоту до робочого тіла. Реальні теплові двигуни працюють за розімкненим циклом, тобто після розширення газ викидається, а в машину вводиться і стискається

нова порція газу.

Цикл Карно

Розрізняють прямий цикл (цикл теплової машини) і зворотний цикл (цикл холодильної машини).

Дата добавления: 2015-05-24