Ushbu tenglamalarning har biri ikkita omilni o'z ichiga oladi. Ulardan biri energiyaning sifati yoki intensivligini tavsiflaydi ( ō2- tezlik kvadrati, H- ko'tarish balandligi, T- harorat, p−bosim), ikkinchisi esa ma'lum energiyaga nisbatan tananing miqdori yoki imkoniyatlarini ifodalaydi ( m – tana massasi, V − muayyan hajm, S – entropiya). Birinchi omil intensiv omil, ikkinchisi esa ekstensiv. Ya'ni, entropiya - bu termodinamik tizimning issiqlik kuchlanishiga nisbatan sig'imi.

Klauzius termodinamikaning birinchi va ikkinchi qonunlarini ishlab chiqdi.

Koinotning energiyasi doimiydir.

Koinotning entropiyasi maksimalga intiladi.

Shunday qilib, bu harorat tenglashganda koinotning issiqlik o'limiga olib kelishi kerak. Lekin bu entropiya ortishi qonuni olinganiga ziddir izolyatsiya qilingan tizim.

TS - diagramma.

Bu diagrammada harorat ordinata o'qi bo'ylab, entropiya esa abscissa o'qi bo'ylab chizilgan.

TS diagrammasidagi muvozanat holati harorat va entropiya qiymatlariga mos keladigan koordinatali nuqtalar bilan ifodalanadi.

Ishchi suyuqlik holatini dastlabki holat 1 dan oxirgi holat 2 ga o'zgartirishning qaytariladigan termodinamik jarayoni tasvirlangan. TS − bu nuqtalar orasidagi uzluksiz egri chiziq diagrammasi.

Kvadrat abdc ga teng TdS = dq , bular. teskari jarayonda tizim tomonidan qabul qilingan yoki chiqarilgan issiqlikning elementar miqdorini ifodalaydi.

1-2 egri chiziq ostidagi maydon

Ya'ni, egri chiziq ostidagi maydon TS − diagramma, tizimga berilgan yoki undan olib tashlangan issiqlikni ifodalaydi.

Shunung uchun TS − diagramma termal deb ataladi.

Ixtiyoriy nuqtada chizish M 1-2 egri chiziqda bu egri chiziqqa teginish

Qiymat jarayonning haqiqiy issiqlik sig'imini ifodalaydi.

Gaz jarayonlariTS − diagramma.

Izotermik jarayon.

Izotermik jarayonda T= const. Shunung uchun TS- diagrammada u x o'qiga parallel bo'lgan to'g'ri chiziq bilan tasvirlangan.

Shuni hisobga olgan holda dT=0 , izotermik jarayonda ideal gazning entropiyasining o'zgarishiga bog'liqlik shaklni oladi.

(o'ng tarafdagi atama barglarda)

1-2-jarayon entropiya ortib borayotgan jarayondir va shuning uchun gazga issiqlik beriladi va gaz bu issiqlikka ekvivalent kengayish ishini bajaradi.

Jarayon 2-1 - bu siqish jarayoni bo'lib, unda siqilish ishiga ekvivalent issiqlik gazdan chiqariladi va entropiya kamayadi.

raqam maydoni S 1 12 S 2 issiqlik miqdoriga mos keladi q berilgan gazga va shu bilan birga ishlash l (izotermik jarayon)

adiabatik jarayon

Adiabatik jarayonda q=0 va dq=0, va natijada dS=0.

Shuning uchun adiabatik jarayonda S= const va ichida TS− diagrammada adiabatik jarayon o‘qqa parallel bo‘lgan to‘g‘ri chiziq bilan tasvirlangan T.

Chunki adiabatik jarayonda S= const, keyin adiabatik qaytar jarayonlar izentropik deb ham ataladi.

Adiabatik siqish paytida ishchi suyuqlikning harorati ko'tariladi va kengayish paytida u pasayadi. Shuning uchun 1-2 jarayon qisqarish jarayoni va 2-1 jarayon kengayish jarayonidir.

Tenglamadan

(3)

Da k= const olamiz

Qaytariladigan adiabatik jarayon uchun S 1 = S 2 = const, keyin (*) dan

− koordinatalarda adiabatik tenglama p va V.

Izoxorik jarayon

Izokorik jarayon uchun V= const, dV=0.

Doimiy issiqlik sig'imida ((1) tenglamadan)

- ko'rinishi TS - diagramma

Har qanday nuqtada jarayon egri chizig'ining subtangenti haqiqiy issiqlik sig'imining qiymatini aniqlaydi C V .

Agar egri chiziq pastga qarab qavariq bo'lsa, subtangent ijobiy bo'ladi.

1-2 jarayon egri ostidagi maydon TS - diagrammada berilgan issiqlik miqdori (yoki 2-1 jarayonda olib tashlangan) ko'rsatilgan. q, o'zgarishiga teng ichki energiya U 2 - U 1 .

izobarik jarayon

Izobarik jarayonda bosim doimiy bo'ladi. p= const

Ushbu holatda

dan (2)

Shuning uchun, at p= const bilan bo'lgani kabi V= const izobar logarifmik egri chiziq bo'lib, iz o'ngga ko'tariladi va pastga qarab qavariq.

Har qanday nuqtada 1-2 egri chiziqqa tegish haqiqiy issiqlik sig'imi qiymatlarini beradi C p .

Egri chiziq ostidagi maydon issiqlik miqdorini beradi q da gazga xabar qilinadi p= const, entalpiya o'zgarishiga teng i 2 - i 1 .

Politropik jarayon

Politropik jarayonda.Bu jarayonda issiqlik sig'imi

Demak, gaz holatining yakuniy o'zgarishi uchun

Politropik jarayon TS - diagramma egri chiziq bilan tasvirlangan, uning joylashishi indikatorga bog'liq n.

dumaloq jarayon. Karno sikli.

Keling, tasvirlaylik TS - o'zboshimchalik bilan qaytariladigan tsiklning diagrammasi 1 a2 b1 .

Jarayonda 1 a2 ishchi organ issiqlik miqdorini oladi q 1 , son jihatdan egri chiziq ostidagi maydonga teng 1 a2, va jarayonda 2- b-1 issiqlik miqdorini beradi q 2 , son jihatdan egri chiziq ostidagi maydonga teng 2- b-1.

Issiqlikning bir qismi

tsiklga kiradi l (∆ utsiklda =0).

Agar tsikl soat yo'nalishi bo'yicha o'tsa, tsiklning ishi ijobiy va soat miliga teskari bo'lsa, manfiy (tsikl yo'nalishi pVvaTS− diagrammalar bir xil).

Issiqlik samaradorligi dumaloq jarayon

Har qanday tsiklda entropiyaning o'zgarishi nolga teng.

Karno sikli ikkita izoterm va ikkita adiabadan iborat. DA TS- diagrammada u to'rtburchaklar shaklida ko'rsatiladi (gorizontal chiziqlar izotermlar, vertikal chiziqlar adiabatlar)

Ishchi suyuqlikka berilgan issiqlik miqdori son jihatdan to'rtburchaklar maydoniga teng 12 S 2 S 1 :

Sovutgichga o'tkaziladigan issiqlik miqdori to'rtburchaklar maydoni 34 ga to'g'ri keladi S 1 S 2 :

Tsiklning ishiga teng issiqlik, tsiklning maydoniga teng

Issiqlik samaradorligi tsikl

Teskari aylanish uchun (o'ngdagi rasm)

Teskari tsiklning ishlash koeffitsienti

O'rtacha integral harorat

O'zboshimchalik bilan qaytariladigan tsiklda issiqlik o'zgaruvchan haroratlarda beriladi va chiqariladi. Termodinamik tadqiqotlarni soddalashtirish uchun o'rtacha integral harorat tushunchasi kiritilgan.

In ixtiyoriy politropik jarayonni ko'rib chiqing TS- ishchi suyuqlikka issiqlik beriladigan diagramma q(1-2-jarayon).

1-2 jarayonda ishchi suyuqlikning o'rtacha integral harorati ostida to'rtburchak balandligiga teng bo'lgan harorat tushuniladi. abdc teng maydon a12 b 1-2 jarayon egri chizig'i ostida, ya'ni.

Chunki

va segment

Shunday qilib, har qanday jarayon uchun o'rtacha integral gaz harorati gazga berilgan yoki undan olingan miqdor, issiqlikning entropiya o'zgarishiga nisbatiga tengdir.

Har qanday politropik jarayon uchun

va o'rtacha integral harorat ((*) dan)

Bu shuni ko'rsatadiki, har qanday politropik jarayonda o'rtacha integral harorat faqat boshlang'ichga bog'liq T 1 va yakuniy T 2 haroratlar va jarayonning tabiatiga bog'liq emas.

Gazning siqish va kengayishi adiabatik bo'lgan ixtiyoriy tsiklda (1-2, 3-4 bo'limlar), 2-3 bo'limga berilgan issiqlik miqdori

va 4-1-bandda bekor qilingan

Keyin issiqlik samaradorligi tsikl

,

ya'ni issiqlik samaradorligi ixtiyoriy tsikl issiqlik samaradorligiga teng. Jarayonlarning o'rtacha integral haroratlari o'rtasida amalga oshiriladigan Karno tsikli, xulosa T 1 cp va olish T 2 cp issiqlik.

Umumiy Karno sikli

Karno sikli eng yuqori issiqlik samaradorligiga ega. ammo, ma'lum qo'shimcha sharoitlarda, samaradorlikka teng bo'lgan issiqlik samaradorligiga ega bo'lgan boshqa davrlar ham mumkin. Karno sikli.

Shaklda bunday tsiklning misolini ko'rib chiqing. ikkita adiyabat 2-3, 4-1 va ikkita 1-2, 3-4 izotermasidan tashkil topgan Karno sikli 1-2-3-4ni ko'rsatadi.

1 va 2 nuqtalardan izoterm bilan kesishguncha ikkita teng masofadagi 1-6 va 2-5 egri chiziqlarni chizing. T 2 = const va ikkita izotermdan va ikkita teng masofadagi 6-1 (politroplar) va 2-5 egri chiziqlardan tashkil topgan teskari sikl 1-2-5-6ni ko'rib chiqing.

Jarayonda 1-2 haroratda ishlaydigan suyuqlikka T 1 = const berilgan issiqlik miqdori

2-5 jarayonda ishchi suyuqlikdan 9-5-2-10-rasm maydoniga teng issiqlik miqdori chiqariladi.

Jarayonda ishchi suyuqlikdan 5-6 da T 2 = const chiqarilgan issiqlik miqdori

6-1 jarayonda issiqlik miqdori ishchi suyuqlikka beriladi q 6-1 , 7-6-1-8 maydoniga teng.

1-6, 2-5 egri chiziqlar teng masofada bo'lgani uchun kv. 7618 = pl. 952-10 shuning uchun issiqlik miqdori ham bir xil bo'ladi.

Bu shuni ko'rsatadiki, oraliq issiqlik qabul qiluvchilar va issiqlik o'tkazgichlar faqat issiqlik regeneratorlari bo'lib, ular 2-5 protsessda ishchi suyuqlikdan issiqlikni oladi va uni 6-1 protsessdagi ishchi suyuqlikka bir xil miqdorda beradi. Shunday qilib, 1-2-5-6 joriy tashqi manbalar haroratga ega bo'lgan issiqlik tashuvchi qurilmadir T 1 va haroratli issiqlik qabul qiluvchi T 2 .

Issiqlik tsiklda ishga aylanadi

Issiqlik samaradorligi formula bilan aniqlanadi

Ya'ni, issiqlik samaradorligi ko'rib chiqilgan tsikl samaradorlikka teng. Karno sikli.

Bir yoki bir nechta jarayonlarda etkazib berish uchun tsiklning bir yoki bir nechta jarayonlarida ishchi suyuqlikdan issiqlik chiqariladigan termodinamik tsikl deyiladi. regenerativ tsikl.

Karno siklidan farqli o'laroq, regenerativ tsikl oraliq issiqlik saqlash manbasini talab qiladi.

Termodinamik harorat shkalasi

Turli termodinamik jismlardan foydalanganda, bu moddalarning issiqlik kengayishining o'ziga xos xususiyatlari tufayli shkala notekis bo'ladi.

Termodinamikaning ikkinchi qonuni termometrik jismning xususiyatlariga bog'liq bo'lmagan harorat shkalasini qurishga imkon beradi (Kelvin tomonidan taklif qilingan)

Karno siklida issiqlik samaradorligi ishchi suyuqlikning xususiyatlariga bog'liq emas, balki issiq va sovuq manba haroratining funktsiyasidir.

Issiqlik samaradorligi

Shunday qilib, ishchi suyuqlikning harorat nisbati issiqlik nisbati bilan aniqlanishi mumkin. Bundan kelib chiqadiki, agar Karno sikllari (rasm) teng masofali izotermlar yordamida hosil bo'lsa, u holda bu davrlarda bir xil miqdordagi issiqlik ishga aylanadi.

Harorat izotermlarini belgilab qo'ying T 0 va T k muzning erishi (0 °C) va qaynoq suvning (100 °C) haroratiga mos keladi.

Karno siklida 1234 issiqlik ishga aylanadi q rasmning maydoniga teng 1234 . Agar bu maydon teng masofadagi izotermlar tarmog'i bilan 100 ta teng qismga bo'linsa, hosil bo'lgan har bir Karno tsiklida issiqlik miqdori ishga aylanadi. 0,01 q. Izotermlar orasidagi harorat oralig'i 1 °C bo'ladi.

Xuddi shunday, harorat bilan izotermiya ostida joylashgan shkalani qurish mumkin T 0 (0 °C).

Termodinamik shkalaning pastki nuqtasi issiqlik samaradorligi bo'lgan harorat sifatida qabul qilinadi Karno sikli =1. Ga ko'ra

da T 2 =0 . Pastroq harorat mavjud bo'lishi mumkin emas, chunki bu holda termodinamikaning ikkinchi qonuniga zid keladi.

Natijada T=0 (-273.15 ) mumkin bo'lgan eng past harorat bo'lib, harorat shkalasida boshlang'ich doimiy tabiiy nuqta sifatida qabul qilinishi mumkin. Shunday qilib, mutlaq harorat salbiy qiymatlarga ega bo'lishi mumkin emas.

Ideal gaz uchun termodinamik harorat shkalasi olingan.

Termodinamikada turli xil jarayonlar o'rganiladi. Biroq, ular qaytariladigan deb hisoblangan to'rtta asosiy jarayonni ajratib ko'rsatishadi:

izoxorik, da oqadi doimiy hajm;

izobarik, da oqadi doimiy bosim;

izotermik, da oqadi doimiy harorat(jarayonning nomi yunoncha "isos" - teng va "terme" - issiqlik so'zlarining birikmasidan kelib chiqqan);

adiabatik, issiqlikni etkazib bermasdan va olib tashlamasdan oqadi (yunoncha "adiabatos" - o'tib bo'lmaydi).

Termodinamikada sanab o'tilgan to'rtta asosiy jarayonlarga qo'shimcha ravishda, deb ataladigan politropik jarayonlar (yunoncha «poly» — ko‘p, «tropos» — yo‘l). Ushbu jarayonlarda ishchi suyuqlikning barcha parametrlari bir vaqtning o'zida o'zgarishi mumkin va qo'shimcha ravishda issiqlik ta'minlanadi yoki chiqariladi. Quyida tushuntirilganidek, to'rtta asosiy jarayon politropik jarayonning alohida holatlaridir.

Termodinamik jarayonlarni o'rganish metodikasi

Avvalo, shuni ta'kidlash kerakki, unda har qanday gaz jarayoni

c = const deyiladi politropik umumiy tenglama bilan pvn= const.

n politropik indeks deb ataladi.

Termodinamik jarayonlarni o'rganish texnikasi quyidagicha:

1. Ushbu jarayon uchun tenglamani o'rnating va uni hosil qiling grafik tasvir ichida pv va Ts koordinata tizimlari (ikkinchisi quyida muhokama qilinadi).

2. O'rtasidagi nisbatni o'rnating p,v va T.

3. Barcha jarayonlar uchun umumiy hisob formulasi bo'yicha biz ichki energiyaning o'zgarishini aniqlaymiz ( du= c v dT).

4. tomonidan umumiy tenglama ish berilgan termodinamik jarayonning ishini aniqlaydi.

5. Bu jarayonning issiqligi formula bilan aniqlanadi q =.

Izoxorik jarayon

1. Politropik tenglama pv n= const p shaklida yozilishi mumkin v=const, bu izoxorik jarayon uchun ekanligini ko'rsatadi n qiymatini oladi.

2. Holat tenglamalaridan p 1 v = RT 1 va p 2 v = RT 2 olamiz.

Amalda, bu jarayon sifatida sodir bo'ladi komponent ichki yonish dvigatellarida (karbüratörlü dvigatellarda portlash shakllanishi (yoqilg'i yonishi)) va silindrdagi gazni sovutish yoki isitish vaqtida sodir bo'lgan jarayonlar (9-rasm, a).

5.q = u bular. berilgan barcha issiqlik ichki energiyani oshirishga ketadi. Koeffitsient ichki energiyani o'zgartirish uchun ishlatiladigan issiqlik ulushini ko'rsatadi; 1 –z ishni bajarish uchun sarflangan issiqlikning qancha qismini ko'rsatadi. Isochora ichida T-s koordinatalar (9-rasm, b) logarifmik egri chiziq bilan tasvirlangan (6.5 ga qarang).

izobarik jarayon

1. Politropik tenglamadan pv n= const, u izobar jarayon tenglamasiga aylanishini ko'rish mumkin ( R= const) qachon n= 0.

2. Holat tenglamalaridan pv 1 = RT 1 va pv 2 = RT 2 bizda bor

3. u= bilan v(T 2 – T 1). (47)

4. ya'ni. . (48)

5.dq = du + d . (49)

Keling, berilgan issiqlik qanday taqsimlanishini aniqlaylik:

z = = ,

bular. berilgan barcha issiqlikdan.

Bu jarayon ajralmas qismi ICE davrlari va gaz turbinalari (10-rasm). Isobar ichida T-s koordinatalar izoxoradan tekisroq bo'lgan logarifmik egri chiziq bilan tasvirlangan (chunki bilan p > bilan v, 6.5-ga qarang).

Izotermik jarayon

1.T= const , pvn = const . Kimdan holat tenglamalari pv=RT shundan kelib chiqadiki, bu jarayon uchun n 1 ga teng bo'lishi kerak, ya'ni. pv= const. Izotermiya p-v koordinatalar teng yonli giperbolada tasvirlangan (11-rasm, a) va T-s koordinatalar - to'g'ri chiziq (11-rasm, b).

2. p 1 v 1 = p 2 v 2 ; . (50)

3. du=0, t .to. dT= 0.

5. q= , bu jarayonda barcha issiqlik ishga tushadi.

Bu kompressorlarni siqish uchun eng foydali jarayon, kabi siqilish harorati doimiy

z= 1 – z= 1.

adiabatik jarayon

Adiabatik jarayon - bu atrof-muhit bilan issiqlik almashmaydigan jarayon. Barcha tez jarayonlar (otishma, portlash, turbinaning oqim qismi orqali bug 'oqishi va boshqalar) adiabatikaga juda yaqin keladi.

Shu sababli, keyinchalik qabul qilinadigan muhandislik xatosi bilan juda tez davom etadigan haqiqiy issiqlik jarayonlari adiabatik jarayonlar sifatida ko'rib chiqiladi (masalan, issiqlik dvigatellarida siqish va kengayish jarayonlari).

1. dq = v dT bilan + pdf; dq= 0, keyin

v dT bilan + pdf = 0. (52)

Farqlash pv=R.T. Oling pdv+vdp=RdT, qayerda . Qabul qilinganni almashtiramiz dT da (52): . ga bo'ling va oling pdf= 0. Biroq, = k-1, keyin pdf + vdp + (k– 1)pdf = 0.

pdv + vdp + kpdv - pdv= 0. p ga bo'linadi v: . Biz integratsiya qilamiz va ln ni olamiz p+ln v k= const yoki ln( p.v.k) = const. DA yakuniy shakl adiabatik tenglama olinadi:

pv k = const . (53)

DA p-v adiabatik koordinatalar - bu izotermadan keskinroq bo'lgan teng bo'lmagan qirrali giperbola ( n=k= 1.4, rasm. 12a).

2. Adiabatik tenglamadan p 1 v 1 k = p 2 v 2 k. . Bu yerdan

1 va 2 nuqtalar uchun xarakteristik tenglamani yozamiz: p 1 v 1 =RT 1 va p 2 v 2 =RT 2 va birinchisini ikkinchisiga bo'ling. Oling

Endi (54) ifodani ishlatib, uni (55) ifodaga almashtiramiz:

Harorat va bosim o'rtasidagi munosabatni olish uchun (54) dan bosim nisbati orqali ifodalangan (55) ni almashtiramiz:

3, 4. Adiabatik jarayonda ichki energiyaning o‘zgarishi ish bajarishga sarflanadi: O = d + du, shuning uchun d = -du yoki .

Integratsiyadan so'ng biz yoki (kengayish bilan) olamiz

Mayer tenglamasidan c p – c v = R. c p = kc v. Bu yerdan kcv - cv = R va .

Olingan qiymatni almashtiring c v formulaga (58):

Klapeyron tenglamasidan ( pv=RT) yozilishi va p 1 olinishi mumkin v Qavslar tashqarisida 1, biz olamiz

5. q= 0.

Adiabatik jarayonda entropiya doimiy bo'lib qoladi ( s= const), shuning uchun bu jarayon ba'zan izentropik deb ataladi (5.6 ga qarang).

Koeffitsient z ma'noga ega emas.

Politropik jarayon

Yuqorida ko'rib chiqilgan barcha jarayonlar o'ziga xos xususiyatga ega edi: ularning har birida har qanday miqdorga cheklov qo'yilgan ( R= const, t= const, v= const, dq= 0). Shuning uchun bu jarayonlarni gaz holatidagi o'zgarishlarning alohida holatlari deb hisoblash mumkin.

Bundan tashqari, ushbu cheklovlarning natijasi kirish yoki chiqish issiqlikdir q orasida va shunday tarzda taqsimlanadiki, u ma'lum bir qiymatni oladi.

Biroq, bu cheklovlar mavjud bo'lmagan jarayonlar bo'lishi mumkinligi aniq z boshqa qiymatlarni qabul qilishi mumkin. Bunday jarayonlar uchun yagona cheklov qat'iylik bo'ladi z, ya'ni. va issiqlik sig'imining doimiyligi (chunki, q = Bilan ).

Uni integratsiyalashgan holda n= const, biz politropik tenglamani olamiz

pvn= const. (65)

Yuqorida aytib o'tilganidek, indikator n har bir jarayon uchun ma'lum bir qiymatni oladi.

Politropik tenglama shakli jihatidan adiabatik tenglamadan farq qilmagani uchun asosiy parametrlar orasidagi barcha munosabatlar adiabatik jarayonga o‘xshash formulalar bilan ifodalanadi.

Politropik jarayonning ishini aniqlash uchun iboralar haqida ham shunday deyish mumkin

n1.docx

1. 
   *Dinamikaning birinchi qonuni.
2. 
   Ishchi organ parametrlari p, V, T, U, i, S.
3. 
   Ishchi organning ichki energiyasi
4. 
   Ishchi organning ichki energiyasi. jismoniy ma'no va o'lcham.
5. 
   Jarayonlar qaytarilmas va qaytarilmasdir. Muvozanat va muvozanatsizlik.
6. 
   Entalpiya. jismoniy xususiyatlar.
7. 
   Ishchi suyuqlikning issiqlik sig'imi
8. 
   Izokorik gaz jarayoni
9. 
   Izobarik gaz jarayoni.
10. 
    Izotermik gaz jarayoni.
11. 
    adiabatik gaz jarayoni.
12. 
    Termodinamikaning ikkinchi qonuni
13. 
    Termodinamikaning ikkinchi qonunining formulalari.
14. 
    Karno sikli va uning xossalari.
15. 
    Suv bug'lari jadvallari.
16. 
    i – S suv bug'ining diagrammasi.
17. 
    adiabatik jarayon p – V , i – S va T – S diagrammalar.
18. 
    Kompressorda ko'p bosqichli siqish.
19. 
    Yonish bilan ICE davri V= const
20. 
    Yonish bilan ICE davri p= const
21. 
    Issiqlik ta'minoti bilan ICE davri Vvap = const
22. 
    Aralash issiqlik ta'minoti bilan ICE aylanishi.
23. 
    Gaz turbinali zavodning aylanishi
24. 
    Bug'ning quvvat aylanishi. Rankin sikli.
25. 
    Havo kompressorining sovutish davri.
26. 
    Bug 'kompressorini sovutish davri.

1. 
   Bug'lanish jarayoni p – V diagramma.
2. 
   Jarayon p = const suv bug'i. Tasvirni qayta ishlash p – V , i – S va T – S diagrammalar.
3. 
   Bug'ni qayta isitish.
4. 
   Jarayon T= const suv bug'i. Tasvirni qayta ishlash p – V , i – S va T – S diagrammalar.

1. 
   O'rtacha issiqlik quvvatlari jadvallari. Jadvallar yordamida issiqlikni aniqlash.
2. 
   Bug 'elektr stansiyalarida bug' va issiqlikning solishtirma iste'moli
3. 
   Regeneratsiya bilan gaz turbinali zavodning aylanishi.
4. 
   Ishchi suyuqlik holati tenglamasi.
5. 
   Mayer formulasi.
6. 
   "Sovutish koeffitsienti" tushunchasi.

Termodinamikaning birinchi qonuni issiqlik va ishning o'zaro o'zgarishi jarayonlariga nisbatan energiyaning saqlanish va aylanishining umumiy qonunining alohida holatidir. Qonunda aytilishicha, izolyatsiyalangan tizimdagi barcha energiya turlarining yig'indisi tizimda sodir bo'ladigan har qanday jarayonlar uchun doimiy bo'lib qoladi:

Termodinamik jarayonni amalga oshirish jarayonida tanaga issiqlik etkazib beriladi Q ichki energiyasini o'zgartirish va mexanik ishlarni bajarish uchun ketadi:

1 kg ishchi suyuqlik uchun

ISHLASH ORGANINING PARAMETRELARIP , V , T , U , I , S .

Tanani ma'lum bir holatda tavsiflovchi miqdorlar deyiladi parametrlari davlatlar. Ko'pincha tananing holati quyidagi parametrlar bilan belgilanadi: solishtirma hajm, bosim, entalpiya va harorat.

Maxsus hajm (v) tana - uning massa birligining hajmi. Texnik termodinamikada massa birligi sifatida kilogramm (kg), hajm birligi sifatida kubometr (m 3) olinadi. Agar a V - tana massasi egallagan m 3 hajmi M kg, keyin esa o'ziga xos hajm

Zichlik o'ziga xos hajmning o'zaro nisbati

bosim p ichida xalqaro tizim birliklar (SI) paskallarda o'lchanadi. Paskal (Pa) - 1 m 2 maydonga ega normal sirt bo'ylab teng ravishda taqsimlangan 1 nyuton (N) kuchidan kelib chiqadigan bosim. Shunday qilib, SI birliklarida paskal kvadrat metr uchun nyutonlarda (N / m 2) o'lchanadi.

Harorat isitiladigan tananing darajasini tavsiflaydi. U termodinamik harorat shkalasida yoki xalqaro amaliy harorat shkalasida o'lchanadi. Termodinamik haroratning birligi kelvin (K) bo'lib, u suvning uchlik nuqtasi termodinamik haroratining 1/273,16 qismini tashkil qiladi.

Entalpiya

u va ishlaydi pv .

Qayerda dl t ( dl t = - vdp ).

Qiymat i p , v , T , va. Miqdorning jismoniy ma'nosi i tenglama asosida tushuntirish mumkin dq = di - vdp, bu jarayon uchun p = const quyidagicha yoziladi:

dq p = di . (86)

Bundan kelib chiqadi di
Har qanday jarayonda entalpiyaning o'zgarishi faqat tananing boshlang'ich va oxirgi holatlari bilan belgilanadi va jarayonning xususiyatiga bog'liq emas.

Entropiya holat funktsiyasidir, shuning uchun uning termodinamik jarayondagi o'zgarishi faqat holat parametrlarining boshlang'ich va yakuniy qiymatlari bilan belgilanadi. Asosiy termodinamik jarayonlarda entropiya o'zgarishi:

izoxorikda

izobarda

izotermik holatda

adiabatikada
politropikda

MEHNAT ORGANINING ICHKI ENERGIYASI, Jismoniy ma'nosi va o'lchovliligi.

Ichki energiya- bu tanadagi yoki jismlar tizimidagi barcha energiya. Bu energiya yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin ba'zi turlari energiyalar: molekulalarning kinetik energiyasi, shu jumladan translatsiya energiyasi va aylanish harakati molekulalar va tebranish harakati molekuladagi atomlar; elektron energiya; yadro ichidagi energiya; molekula yadrosi va elektronlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir energiyalari; potentsial energiya yoki har qanday tashqi kuchlar sohasidagi molekulalarning pozitsiyasining energiyasi; elektromagnit nurlanish energiyasi.

Tananing umumiy ichki energiyasi odatda belgilanadi U(J) va o'ziga xos ichki energiya u (j/kg) .

Ichki energiya:
Ichki qayerda kinetik energiya molekulalar, ichki potentsial energiya molekulalar, integratsiya konstantasidir.

Texnik termodinamikada faqat ichki energiyaning kinetik va potentsial komponentlari o'zgargan jarayonlar ko'rib chiqiladi.

Cheksiz kichik holatdagi har qanday jarayon uchun ideal gazning ichki energiyasining o'zgarishi (1 kg uchun)

Issiqlik hisob-kitoblarida odatda uning mutlaq qiymatini emas, balki ichki energiyaning o'zgarishini bilish talab qilinadi; shuning uchun mos yozuvlar nuqtasi (0 K yoki 0 0 C) uchun yakuniy natija() ahamiyati yo'q.
bu erda doimiy hajmdagi o'rtacha massa issiqlik sig'imi

Shunday qilib, har qanday jarayon uchun ideal gazning ichki energiyasining o'zgarishi doimiy hajmdagi o'rtacha issiqlik sig'imi va gazning harorat farqi ko'paytmasiga teng.

JARAYONLAR ORQALIK VA QAYTIB MUMKIN. MUVOZANAT VA MUVOZANAT EMAS

Termodinamik jarayon - bu ishchi suyuqlikning atrof-muhit bilan energiya o'zaro ta'siri natijasida yuzaga keladigan jism holatining ketma-ket o'zgarishi.

Qaytariladigan va qaytarilmaydigan termodinamik jarayon tushunchalari sistemaning muvozanati bilan chambarchas bog'liq. Atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi bo'lmagan shunday termodinamik tizimni ko'rib chiqaylik (adiabatik termodinamik tizim). Bunday tizimda sodir bo'ladigan termodinamik jarayonlar, agar tizim to'g'ridan-to'g'ri va teskari jarayonlarda hech qanday qo'shimcha issiqlik effektisiz dastlabki holatiga qaytsa, teskari deyiladi. muhit tizimga. Agar teskari jarayon davomida tizim asl holatiga qaytolmasa yoki bu issiqlik ta'minotini talab qilsa, unda bunday jarayon qaytarilmas deb ataladi.

Bosim va haroratning har bir o'zgarishi bilan jarayon faqat termodinamik tizimning bir nuqtasidan nuqtasigacha bo'lgan butun jarayon davomida bosim doimiy bo'lsa va har bir nuqtadagi harorat atrof-muhit haroratiga teng bo'lsa yoki ularning farqi cheksiz kichik bo'lsa, teskari bo'lishi mumkin. .

Qaytariladigan termodinamik jarayonlar ideal yoki nazariy holatdir. Barcha real jarayonlar qaytarilmasdir, chunki amalda kvazistatik holatni qondirish qiyin. Bundan tashqari, jarayonlarning qaytarilmasligi ishchi suyuqlikda ichki ishqalanish va texnik asbob-uskunalarda sirt ishqalanishi (so'rg'ichdagi oqim, piston sirtining silindr devoriga ishqalanishi va boshqalar) tufayli yuzaga keladi. Ishqalanishni engish uchun har doim jarayon davomida issiqlikka aylanadigan mexanik ishlarning bir qismini sarflash kerak.

ENTALPİYA. Jismoniy xossalari

Termodinamik jismning entalpiyasi ichki energiya yig'indisidir u va ishlaydi p v .

Qayerda dl t - texnik ishlarda farq bor ( dl t = - vdp ).

Olingan tenglama, shuningdek, entalpiya va texnik ish tushunchalaridan foydalangan holda termodinamikaning birinchi qonunining ikkinchi formulasi hisoblanadi.

Qiymat i ilgari kiritilgani bilan bir qatorda termodinamik jism holatining parametri sifatida ham ko'rib chiqilishi mumkin p , v , T , u . Miqdorning jismoniy ma'nosi i tenglamaga asoslanib tushuntirish mumkin ( dq = di - vdp), bu jarayon uchun p = const quyidagicha yoziladi: dq p = di .

Bundan kelib chiqadi di - doimiy bosim jarayonida termodinamik jismga beriladigan issiqlikning elementar miqdori.
Har qanday jarayonda entalpiyaning o'zgarishi faqat tananing boshlang'ich va oxirgi holatlari bilan belgilanadi va oraliq holatlarga va jarayonning tabiatiga bog'liq emas.

ISHLAB CHIQARISH ORTANI ISSIQLIK IMKONI
issiqlik sig'imi Har qanday miqdoriy birlikning haroratini 1 ° C ga oshirish uchun tanaga (gazga) berilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdorini ayting.

Yuqorida sanab o'tilgan issiqlik quvvatlarining qiymatlarini aniqlash uchun ulardan birining qiymatini bilish kifoya. Molyar issiqlik sig'imi, keyin massa issiqlik sig'imi qiymatiga ega bo'lish eng qulaydir:
va hajmli issiqlik sig'imi:

Volumetrik va massa issiqlik sig'imlari o'zaro bog'liqlik bilan bog'liq:
normal sharoitda gaz zichligi qayerda.

Gazning issiqlik sig'imi uning haroratiga bog'liq. Shu asosda ajratib turadi o'rtacha va haqiqiy issiqlik sig'imi.

Agar aq- dan gaz harorati o'zgarganda gaz miqdori birligiga bildirilgan (yoki undan olingan) issiqlik miqdori t 1 oldin t 2 keyin
O'zida aks ettiradi o'rtacha issiqlik quvvati ichida. Bu nisbatning chegarasi, harorat farqi nolga moyil bo'lganda, deyiladi haqiqiy issiqlik sig'imi.

IZOHORIK GAZ JARAYONI
Izoxorik jarayon- gazning doimiy hajmida aloqa qilish yoki issiqlikni olib tashlash jarayoni ( v = const).

Doimiy hajmda gaz bosimi mutlaq haroratlarga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda o'zgaradi:
Tashqi ish gaz da v = const nolga teng l=0.

issiqlik miqdori yoki gazning ichki energiyasining o'zgarishi:

Izokorik jarayon pv- diagramma to'g'ri vertikal chiziq bilan ko'rsatiladi - izoxora. Ijobiy issiqlik miqdori bilan chiziq pastdan yuqoriga o'tadi.

Entropiya o'zgarishi:

IZOBARIK GAZ JARAYONI.
Izobarik jarayon - doimiy bosim ostida aloqa qilish yoki issiqlikni olib tashlash jarayoni (R = const)

Jarayon egri chizig'i izobar deb ataladi.

Chunki izobarik jarayonda dp=0 u holda tizimda hech qanday texnik ish bajarilmaydi va tanani 1-holatdan 2-holatga o'tkazish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori quyidagicha aniqlanadi:
Shunday qilib, izobarik termodinamik jarayonda tanaga berilgan (olib tashlangan) issiqlik miqdori bu jarayonda entalpiyaning o'zgarishiga proportsionaldir. Bu xulosa, jarayonning boshida va oxirida sistema termodinamik muvozanatda bo'lishi sharti bilan ham qaytar, ham qaytarilmas jarayonlar uchun amal qiladi.

Qaytariladigan jarayon uchun:
izobarik jarayon pv – diagramma to'g'ri gorizontal chiziq sifatida ko'rsatiladi. Jarayonga issiqlik qo'shilsa, chiziq chapdan o'ngga cho'ziladi.

Bunday jarayonda mexanik ish:
Maxsus bir martalik (foydali) tashqi ish:

Ideal gazning holat tenglamasidan izobar jarayon uchun quyidagi munosabatni olish mumkin:
Shunday qilib, izobarik jarayonda ideal gazning hajmi ga proportsionaldir mutlaq harorat. Gaz kengayganida harorat ko'tariladi, siqilganda esa pasayadi.

Izobarik jarayonda entropiyaning o'zgarishini quyidagicha hisoblash mumkin:

IZOTERMAL GAZ JARAYONI.
Izotermik jarayon - aloqa jarayoni yoki. doimiy haroratda issiqlikni olib tashlash ( t - const)

Ideal gazning izotermik jarayoni uchun boshlang'ich va yakuniy parametrlar o'rtasidagi bog'liqlik quyidagi formulalar bilan aniqlanadi:
Doimiy haroratda gazning hajmi uning bosimiga teskari o'zgaradi.

Ustida pv- ideal gaz izotermasi diagrammalari teng yonli giperbola bilan ifodalanadi. Jarayon egri chizig'i ostidagi maydon ma'lum jarayondagi mexanik ishni sonli ifodalaydi.

1 kg ideal gazning ishi tenglamalardan topiladi:

Chunki izotermik jarayonda t = const, keyin ideal gaz uchun
Izotermik jarayonda entropiya o'zgarishi

Quyidagi formula bilan ifodalanadi:

ADIABATIK GAZ JARAYONI.

Issiqlikni etkazib berish va olib tashlashsiz davom etadigan jarayon, ya'ni. muhit bilan issiqlik almashinuvi bo'lmasa, adiabatik, bu jarayonning egri chizig'i esa adiabatik deb ataladi. Jarayon shartlari: dq=0 , q=0.

Chunki dq=0 , keyin termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra:

Shunday qilib, ishchi organ tomonidan amalga oshiriladi mexanik ish adiabatik termodinamik jarayonda tananing ichki energiyasining pasayishiga teng, texnik ish esa entalpiyaning o'zgarishi (kamayishi) bilan proportsionaldir. Qaytariladigan diabatik jarayonda termodinamik tananing entropiyasi o'zgarmaydi: S= Const.

Koordinatalar sistemasidagi adiabatik tenglama pv – Ideal gaz uchun doimiy issiqlik sig'imidagi () diagrammalar: adiabatik ko'rsatkich bu erda

Jarayonning boshlang'ich va yakuniy parametrlari orasidagi bog'liqliklar: orasida R va v ,

orasida T va v

orasida R va T

1 kg gazning ishi quyidagi formulalar bilan topiladi

Gazning ichki energiyasining o'zgarishi va adiabatik jarayonning ishi kattaligi bo'yicha teng va ishorasi bo'yicha qarama-qarshidir. .

Adiabatik jarayonda ideal gazning ichki energiyasining o'zgarishini tenglama bilan ham ifodalash mumkin

Termodinamikaning ikkinchi qonuni

Termodinamikaning ikkinchi qonuni tabiatdagi o'z-o'zidan sodir bo'ladigan issiqlik jarayonlari oqimining yo'nalishini belgilaydi va issiqlikni ishga aylantirish shartlarini belgilaydi. Qonunda aytilishicha, tabiatdagi issiqlik o'z-o'zidan faqat issiqroq jismlardan kamroq issiqqa o'tadi.

Termodinamikaning ikkinchi qonuniga muvofiq, har qanday issiqlik dvigatelida issiqlikni ishga aylantirish uchun ikkita jismga ega bo'lish kerak. turli haroratlar. Issiqroq tana ish uchun issiqlik manbai bo'ladi, kamroq isitiladigan tana issiqlik qabul qiluvchi bo'ladi. Bunday holda, issiqlik dvigatelining samaradorligi har doim birlikdan kamroq bo'ladi.

Dinamikaning ikkinchi qonunini matematik tarzda ifodalash mumkin:
Qayerda dS – tizim entropiyasining cheksiz kichik o'sishi;

dQ – issiqlik manbasidan tizim tomonidan qabul qilingan issiqlikning cheksiz miqdori;

T - issiqlik manbasining mutlaq harorati.

Tengsizlik belgisi qaytarilmas jarayonlarga mos keladi va qaytariladigan jarayonlarga teng. Demak, cheksiz kichik teskari jarayon uchun termodinamikaning ikkinchi qonuni uchun analitik ifoda shaklni oladi.

dQ= TdS

va beri termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra

dQ=dU+pdV

TdS=dU+pdV.

Karno sikli va uning xossalari.

Karno sikli. Ikki izoterm va ikkita adiabadan iborat. Bu sikl ikkita issiqlik manbasi: isitgich va muzlatgich ishtirokida ideal issiqlik dvigatelida ishlaydigan suyuqlik tomonidan amalga oshiriladigan yopiq jarayondir.

Karno sikli pv-diagramma

1-2 va 3-4 jarayonlar izotermik, 2-3 va 4-1 jarayonlar esa adiabatik. Tsikldagi ishchi suyuqlikning dastlabki harorati olinadi haroratga teng isitgichT 1 . 1-holatdan 2-holatga izotermik kengayish jarayonida ishchi suyuqlik isitgichdan issiqlik miqdorini oladi.q 1 haroratdaT 1 . 2-3 bo'limda ishchi suyuqlik adiabatik ravishda kengayadi. Shu bilan birga, ishchi suyuqlikning harorati dan kamayadiT 1 oldin T 2 va bosim pasayadi dan p 2 oldin p 3 . 3-4 izoterm bo'ylab siqilganida, issiqlik miqdori ishchi suyuqlikdan sovutgichga chiqariladi.q 2 haroratdaT 2 . Keyingi adiabatik qisqarish4-1 dan ishchi suyuqlik haroratining oshishiga olib keladiT 2 oldin T 1 , va ishchi suyuqlik asl holatiga qaytadi.

Umumiy tsikl ishil c grafik jihatdan 12341 maydon bilan ifodalangan.

Termal aylanish samaradorligi:

Karno siklining ishi
Issiqlik samaradorligi tsikl:

Tsikl xususiyatlari:

Siqish nisbati

Bosim nisbati

Berilgan issiqlik miqdori:
Chiqarilgan issiqlik miqdori:
Velosiped ishi

Issiqlik samaradorligi tsikl:
Doimiy bosim ostida issiqlik ta'minoti bilan ishlaydigan tsikl ikkita adiabadan, bitta izobar va bitta izoxoradan iborat.

Tsikl xususiyatlari:

Siqish nisbati

Berilgan issiqlik miqdori:
Chiqarilgan issiqlik miqdori:
Velosiped ishi

Issiqlik samaradorligi tsikl:

Kombinatsiyalangan issiqlik ta'minoti bilan tsikl ikkita adiaba, ikkita izoxora va bitta izobardan iborat

Tsikl xususiyatlari

Berilgan issiqlik miqdori
Olib tashlangan issiqlik miqdori
Issiqlik samaradorligi tsikl
Suv bug'lari jadvallari.

o'ta qizdirilgan bug ' yoki ularning xossalari bo'yicha to'yingan bug'dan sezilarli darajada farqlanadi ideal gazlar. Bug'larning holati uchun tenglamalar juda murakkab va hisoblash amaliyotida qo'llanilmaydi. Amaliy maqsadlarda eksperimental va nazariy ma'lumotlar asosida tuzilgan jadval va diagrammalardan foydalaniladi. Jadvallar o'ta qizib ketgan va yuqori darajada aniqlik bilan tuzilgan to'yingan bug'lar 1000 0 S haroratgacha va 98,0 MPa bosimga ega.

Jadvallarda to'yingan bug ' to'yingan haroratlar, bosimlar, qiymatlar aniq hajmlar, suyuq va quruq bug'ning entalpiyasi va entropiyasi, bug'lanish issiqligi. Haddan tashqari qizdirilgan bug 'jadvallarida asosiy parametrlarning qiymatlari turli bosim va haroratlar uchun berilgan: o'ziga xos hajm, entalpiya va entropiya.

i – S suv bug'ining diagrammasi.

buyuk hurmat hisoblanadi diagramma shundan iboratki, texnik ish va jarayonlarga jalb qilingan issiqlik miqdori maydonlar emas, balki chiziq segmentlari bilan ifodalanadi. Qurilish paytida hisoblanadi- grafikalar y o'qi bo'ylab chizilgan maxsus entalpiya juft va abscissa bo'ylab o'ziga xos entropiya. Koordinatalarning kelib chiqishi suvning holati sifatida qabul qilinadi uch nuqta, qayerda, .

Suv bug'lari jadvallari ma'lumotlaridan foydalanib, suyuqlik va bug'ning chegaraviy egri chiziqlari diagramma bo'yicha K kritik nuqtada yaqinlashadi. Suyuqlikning chegara egri chizig'i koordinatadan chiqadi, chunki bu nuqtada entropiya va entalpiya nolga teng qabul qilinadi. Suvning holati tegishli izobarlarda nuqtalar bilan belgilanadi. Hududdagi izobar chiziqlari nam bug ' suyuqlik chegarasi egri chizig'idan chiqib ketadigan to'g'ri qiyshaygan chiziqlardir. Izobarik jarayonda:

Diagrammaning har bir nuqtasida izobarning abstsissaga qiyaligi son jihatdan berilgan holatning mutlaq haroratiga teng. Chunki nam bug 'sohasida izobar izotermga to'g'ri keladi, keyin oxirgi tenglamaga ko'ra, nam bug'ning izobari to'g'ri chiziqlardir:

Va bu to'g'ri chiziq tenglamasi. Haddan tashqari qizib ketgan bug 'hududida izobarlar pastga yo'naltirilgan qavariq bilan egrilikka ega. Nam bug 'sohasida doimiy bug'ning quruqligi (x = const) chiziqlari panjarasi qo'llaniladi, ular K kritik nuqtada yaqinlashadi.

Nam bug 'hududidagi izotermlar izobarlar bilan mos tushadi. Haddan tashqari qizib ketgan bug 'sohasida ular bir-biridan ajralib turadi: izobarlar yuqoriga ko'tariladi va izotermlar yuqoriga qarab konveksli egri chiziqlardir. Diagrammaga izoxoralar panjarasi qo'llaniladi, ular izobarlarga nisbatan ancha tik ko'tariladigan egri shaklga ega. Qaytariladigan adiabatik jarayon vertikal to'g'ri chiziq bilan ifodalanadi. Uchlik nuqtaning izobar ostidagi maydon bug '+ muz aralashmasining holatlarini tasvirlaydi.

adiabatik jarayonp – V , i – S vaT – S diagrammalar.

Adiabatik jarayon issiqlik ta'minoti va olib tashlanishisiz sodir bo'ladi va teskari jarayonda ishchi suyuqlikning entropiyasi saqlanib qoladi. doimiy qiymat: s=const. Shuning uchun, on hisoblanadi va Ts- adiabatik diagrammalar vertikal to'g'ri chiziqlar bilan tasvirlangan: rasm. a va b

Adiyabatik kengayish jarayonida bug'ning bosimi va harorati pasayadi; o'ta qizdirilgan bug' quruq, keyin esa nam bug'ga aylanadi. Entropiyaning doimiylik shartlaridan, agar dastlabki va yakuniy holatlarning bitta parametri ma'lum bo'lsa, bug'ning yakuniy parametrlarini aniqlash mumkin.

Ustida pv- diagrammada teskari adiabatik jarayon ma'lum bir egri chiziq bilan tasvirlangan (v-rasm).

Adiabatik jarayondagi o'ziga xos ish quyidagi tenglamadan aniqlanadi:

Maxsus ichki energiyaning o'zgarishi:

Kompressorda ko'p bosqichli siqish.

Yuqori bosimli gaz ishlab chiqarish uchun ko'p bosqichli kompressorlardan foydalaniladi

Bunda gazni siqish politropik ravishda har bir siqilishdan keyin uning oraliq sovutilishi bilan ketma-ket ulangan bir nechta tsilindrlarda amalga oshiriladi.

Bir nechta tsilindrlarda gazni siqishdan foydalanish ularning har birida bosim nisbatini pasaytiradi va hajmli samaradorlikni oshiradi. kompressor. Bundan tashqari, har bir bosqichdan keyin gazni oraliq sovutish silindrdagi pistonning moylash sharoitlarini yaxshilaydi va kompressor haydovchisi uchun energiya sarfini kamaytiradi.

Uch bosqichli kompressorning ideal indikator diagrammasi, bu erda 0-1 birinchi bosqichga assimilyatsiya chizig'i;

1-2 - birinchi bosqichda politropik siqish jarayoni; 2-a - birinchi bosqichdan birinchi sovutgichgacha bo'lgan inyeksiya liniyasi; a-3 - ikkinchi bosqichga assimilyatsiya liniyasi; 3-4 - ikkinchi bosqichda politropik siqish jarayoni; 4-c - ikkinchi bosqichdan ikkinchi sovutgichga tushirish liniyasi; c-5 - uchinchi bosqichga assimilyatsiya liniyasi; 5-6 - uchinchi bosqichda politropik siqish jarayoni; 6-c - uchinchi bosqichdan tankga yoki ishlab chiqarishga qarshi quyish liniyasi. 2-3, 4-5 segmentlarda birinchi va ikkinchi sovutgichlarda sovutishdan doimiy bosimda jarayonda gaz hajmining pasayishi tasvirlangan. Barcha sovutgichlarda ishlaydigan suyuqlikni sovutish dastlabki T 1 ga teng bo'lgan bir xil haroratda amalga oshiriladi, shuning uchun 1, 3 va 5 nuqtalarda gaz harorati bir xil va 1 - 7 izotermasida yotadi.

Barcha bosqichlardagi bosim nisbati odatda bir xil qabul qilinadi:

Barcha bosqichlarda bir xil bosim nisbati, boshlang'ich haroratlarning tengligi va politropik ko'rsatkichlarning tengligi bilan, alohida kompressor bosqichlarida oxirgi gaz harorati bir-biriga teng:
Har bir bosqichda yoki z bosqichlarida bosim ortishi darajasi

Har bir bosqichda bosimni oshirish darajasi ildizga teng z-daraja yakuniy bosim nisbatlaridan

Dastlabki holatga qaytish

Har bir bosqichga kirishda teng gaz harorati va barcha tsilindrlarda teng bosim nisbati bilan biz kompressorning barcha bosqichlarida sarflangan ishlarning tengligini olamiz:
Ikkinchi bosqichda
Uchinchi bosqichda ishlash
Qayerda l 1 =l 2 =l 3

Gazni kompressorning uchta bosqichida siqish uchun jouldagi umumiy o'ziga xos ish: l uchun =3 l 1

Xuddi shu gazni siqish sharoitida alohida bosqichlarda gazdan chiqarilgan issiqlik miqdori bir-biriga teng:
Izobarik sovutish jarayonida har qanday sovutgichdagi gazdan chiqarilgan issiqlik quyidagi formula bo'yicha topiladi:

DA Ts- Chizmalarda adiabatik siqilish jarayonlari 1-2, 3-4, 5-6 to'g'ri chiziqlar bilan, sovutish jarayonlari esa 2-3, 4-5, 6-7 egri chiziqlar bilan ko'rsatilgan.

Politropik siqish jarayonlari 1-2, 3-4, 5-6 egri chiziqlar bilan, sovutgichlarda sovutish jarayonlari - 2-3, 4-5, 6-7 chiziqlar bilan ko'rsatilgan.

Yonish bilan ICE davriV = const

Rasmda doimiy hajmda tez yonadigan yoqilg'i bilan ishlaydigan dvigatelning indikator diagrammasi ko'rsatilgan. Yoqilg'i sifatida benzin, yorug'lik yoki generator gazi, spirtli ichimliklar va boshqalar ishlatiladi.

Piston chap o'lik holatdan o'ta o'ngga harakat qilganda, yonuvchi aralashma assimilyatsiya klapanidan so'riladi. Bu jarayon assimilyatsiya chizig'i deb ataladigan 0-1 egri bilan tasvirlangan, bu termodinamik jarayon emas, chunki. unda asosiy parametrlar o'zgarmaydi, faqat silindrdagi aralashmaning massasi va hajmi o'zgaradi. Piston orqaga qaytganda, assimilyatsiya valfi yopiladi va yonuvchi aralash siqiladi. Siqish chizig'i deb ataladigan 1-2 egri tomonidan tasvirlangan. 2-nuqtada yonuvchi aralashma elektr uchqunidan alangalanadi. Yonuvchan aralashmaning yonishi deyarli bir zumda sodir bo'ladi, ya'ni. deyarli doimiy hajmda. Bu jarayon 2-3 egri chiziq bilan tasvirlangan. Yoqilg'i yonishi natijasida gaz harorati keskin ko'tariladi va bosim oshadi (3-band). Keyin yonish mahsulotlari kengayadi. Piston to'g'ri o'lik holatiga o'tadi va gazlar foydali ish qiladi. Ko'rsatkich diagrammasida kengayish jarayoni kengayish chizig'i deb ataladigan 3-4 egri chiziq bilan tasvirlangan. 4-bandda egzoz valfi ochiladi va silindrdagi bosim deyarli tashqi bosimga tushadi. Pistonning o'ngdan chapga keyingi harakati bilan yonish mahsulotlari egzoz valfi orqali silindrdan biroz oshib ketadigan bosimda chiqariladi. Atmosfera bosimi. U 4-0 egri shaklida tasvirlangan va egzoz chizig'i deb ataladi. Bunday ish jarayoni pistonning to'rtta zarbasida yoki milning ikki aylanishida yakunlanadi. Bunday dvigatellar to'rt taktli deb ataladi.

Doimiy hajmdagi issiqlik ta'minoti bilan tsikl ikkita adiabat va ikkita izoxoradan iborat

Tsiklning xususiyatlari quyidagilardan iborat:

- siqish nisbati

- bosimning ko'tarilish darajasi

Berilgan issiqlik miqdori:
Chiqarilgan issiqlik miqdori:
Velosiped ishi

Issiqlik samaradorligi tsikl:

Yonish bilan ICE davrip = const

Doimiy hajmda issiqlik etkazib berish davrlarini o'rganish shuni ko'rsatdiki, ushbu tsikl bo'yicha ishlaydigan dvigatelning samaradorligini oshirish uchun yuqori siqish koeffitsientlaridan foydalanish kerak. Yuqori siqilishdagi havo shunday yuqori haroratga egaki, silindrga etkazib beriladigan yoqilg'i o'z-o'zidan yondirgichlarsiz yonadi. Havo va yoqilg'ining alohida siqilishi har qanday suyuq og'ir va arzon yoqilg'idan foydalanishga imkon beradi - moy, mazut, qatronlar, ko'mir moylari.

Bu afzallik doimiy bosim ostida yoqilg'ining asta-sekin yonishi bilan ishlaydigan dvigatellarga ega. Ularda havo dvigatel tsilindrida siqiladi va suyuq yoqilg'i kompressordan siqilgan havo bilan püskürtülür.

Doimiy bosimda yoqilg'ining asta-sekin yonishi bilan ideal vosita aylanishi, ya'ni. doimiy bosimda issiqlik ta'minoti bilan tsikl quyidagicha amalga oshiriladi.

Dastlabki parametrlarga ega gazsimon ishlaydigan suyuqlik p 1 , v 1 , T 1 adiabatik 1-2 bo'ylab qisqaradi; keyin 2-3 izobar bo'ylab tanaga ma'lum miqdorda issiqlik beriladi q 1 . 3-banddan boshlab ishchi organ adiabatik 3-4 bo'ylab kengayadi. 4-1 izoxoraga ko'ra, ishchi suyuqlik asl holatiga qaytadi, issiqlik esa issiqlik qabul qiluvchiga chiqariladi. q 2 .

Tsikl xususiyatlari:

Siqish nisbati

Oldindan kengayish darajasi.
Berilgan issiqlik miqdori:
Chiqarilgan issiqlik miqdori:
Velosiped ishi

Issiqlik samaradorligi tsikl:

Issiqlik ta'minoti bilan ICE davriV va p = const

Kompressorsiz yuqori siqilishli, aralash issiqlik kiritishiga ega dvigatelda suyuq yoqilg'i yonilg'i pompasi orqali yonilg'i injektori orqali silindr boshiga mayda tomchilar shaklida etkazib beriladi. Isitilgan havoga kirib, yonilg'i o'z-o'zidan yonadi va ko'krak ochiq bo'lgan butun davr davomida yonadi: birinchi navbatda doimiy hajmda, keyin esa doimiy bosimda.

Aralash issiqlik kiritishiga ega dvigatelning ideal sikli ko'rsatilgan pv- vaTs- diagrammalar.

Dastlabki parametrlarga ega ishchi organ p 1 , v 1 , T 1 adiabatik 1-2 bo'ylab 2-bandga qadar siqiladi. Issiqlikning birinchi qismi 2-3 izoxora bo'ylab ishchi suyuqlikka beriladi. Issiqlikning ikkinchi qismi 3-4 izobar bo'ylab beriladi. 4-banddan boshlab ishchi organ adiabatik 4-5 bo'ylab kengayadi. 5-1 izoxora bo'ylab ishchi suyuqlik asl holatiga - 1 nuqtaga qaytadi, issiqlik esa issiqlik qabul qiluvchiga chiqariladi.

Tsiklning xususiyatlari quyidagilardan iborat:

Siqish nisbati

- bosimning ko'tarilish darajasi

Oldindan kengayish darajasi.

Issiqlikni aniqlang sikl samaradorligi issiqlik sig'imi sharti bilan c p , c v va adiabatik ko'rsatkich k= c p / c v doimiy:
Berilgan issiqlikning birinchi ulushi:
Berilgan issiqlik miqdorining ikkinchi qismi:
Chiqarilgan issiqlik miqdori:

Termal aylanish samaradorligi

Gaz turbinali zavodning aylanishi

Gaz turbinali qurilmalaridagi ishchi suyuqlik suyuq yoki gazsimon yoqilg'ining yonish mahsulotlaridir.

Rasmda doimiy bosimda yoqilg'i yonishi bilan eng keng tarqalgan turdagi gaz turbinali zavodining diagrammasi ko'rsatilgan.

Kompressor K, gaz turbinasi bilan bir xil shaftada joylashgan T, atmosferadan havo so'radi va uni ma'lum bosimgacha siqib chiqaradi. Siqilgan havo yonish kamerasiga kiradi KS; bir xil yonilg'i pompasi TN suyuq yoqilg‘i yetkazib beriladi. Yonish doimiy bosim ostida sodir bo'ladi. Yonish kamerasidan gazlar nozullarga kiradi FROM, ulardan ular yuqori tezlik ishlaydigan pichoqlarni kiriting L turbinalar va rotorni aylantiring. Egzoz trubkasi orqali chiqindi gazlar P atmosferaga chiqariladi.
Jarayonda issiqlik ta'minoti bilan gaz turbinasi aylaniship = const .

Gaz turbinali zavodining ideal aylanishi pv- vaTs- diagrammalar da issiqlik kiritish bilan p= const. Tsikl ikkita adiabat va ikkita izobardan iborat.

Issiqlik ishchi suyuqlikdan ichki yonuv dvigatelidagi kabi izoxora bo'ylab emas, balki izobar bo'ylab chiqariladi. Dastlabki parametrlarga ega ishchi organ p 1 , v 1 , T 1 adiabatik 1-2 bo'ylab 2 nuqtaga siqiladi. 2-nuqtadan ishchi suyuqlikka ma'lum bir maxsus issiqlik miqdori beriladi. q 1 izobar bo'ylab 2-3. Keyin ishchi suyuqlik adiabatik 3-4 bo'ylab boshlang'ich bosimgacha kengayadi va 4-1 izobar bo'ylab dastlabki holatiga qaytadi, shu bilan birga issiqlikning o'ziga xos miqdori chiqariladi. q 2 .

Tsiklning xarakteristikalari kompressordagi bosim darajasi va izobarik kengayish darajasidir.

Kiruvchi issiqlik miqdori:
Olingan issiqlik miqdori:
Termal aylanish samaradorligi

Bug'ning quvvat aylanishi. Rankin sikli.

Bug 'turbinasi zavodida asosiy sikl sifatida ideal Rankine sikli olinadi. Ushbu tsiklda ishchi suyuqlik kondensatorda to'liq kondensatsiyalanadi, buning natijasida katta hajmli samarasiz kompressor o'rniga kichik o'lchamlarga va yuqori samaradorlikka ega bo'lgan qozonga suv etkazib berish uchun ozuqa suvi nasosi ishlatiladi.

Ustida pv- diagrammadagi 4-band bosim ostida qozondagi qaynoq suvning holatini tavsiflaydi p 1 . 4-5 qatorda qozonda bug 'hosil qilish jarayoni tasvirlangan; keyin bug 'bosimida super qizdirgichda quritiladi p 1 . Hosil boʻlgan bugʻ bugʻ mashinasi tsilindridagi adiabatik 1-2 boʻylab bosimgacha kengayadi. p 2 kondensatorda. 2-jarayonda bug' bosim ostida qaynayotgan suyuqlik holatiga to'liq kondensatsiyalanadi p 2 bug'lanish issiqligini sovutish suviga o'tkazish orqali. Suvni siqish jarayoni nasosda amalga oshiriladi; natijada suv haroratining oshishi ahamiyatsiz bo'lib, u 3,0-4,0 MPa gacha bo'lgan bosimdagi tadqiqotlarda e'tiborga olinmaydi. 3-4 qatorda kondensatordagi haroratdan qaynash nuqtasigacha qizdirilganda suv hajmining o'zgarishi tasvirlangan. Nasosning ishlashi soyali kvadrat shaklida ko'rsatilgan. 03 7. 1-nuqtadagi o'ta qizdirgichning chiqishidagi bug'ning entalpiyasi ga teng. i 1 va yana Ts- diagramma tasvirlangan pl. 9 34617109. 2-nuqtadagi kondensatorga kirishda bug'ning entalpiyasi ga teng. i 2 va yana Ts- diagramma tasvirlangan pl. 9 . Kondenserni bir nuqtada tark etganda suvning entalpiyasi teng i 1 va yana Ts- diagramma tasvirlangan pl. 9 8109. Renkin siklida bug'ning foydali ishi l da tasvirlangan pv- kvadrat diagrammasi. .

Agar Rankine tsikli nasosning ishlashini hisobga olsa, undagi suvning adiabatik siqilish jarayoni quyidagicha ifodalanadi. Ts- diagramma adiabatik va izobar 3-4 bosimdagi qozondagi suvni isitishga to'g'ri keladi p 1 tegishli qaynash nuqtasiga qadar.

Rankine siklining issiqlik samaradorligi quyidagi formula bilan aniqlanadi:
Tsikldagi issiqlikning o'ziga xos miqdori da beriladi p= const 3-4 (suvni qaynash nuqtasiga qadar qizdirish), 4-6 (bug'lanish) va 6-1 (bug'ning haddan tashqari qizishi) jarayonlarida va jarayonning boshlang'ich va oxirgi nuqtalarining entalpiyalari orasidagi farqga teng:
Bu o'ziga xos issiqlik miqdorida ko'rsatilgan Ts- diagramma kv. sakkiz. Muayyan miqdordagi issiqlikni olib tashlash q 2 izobar 2- bo'ylab kondensatorda amalga oshiriladi, shuning uchun

Issiqlik olib tashlandi da tasvirlangan Ts- diagramma kv.

Rankine siklining issiqlik samaradorligi:
Havo kompressorli sovutish aylanishi

Rasmda havo sovutgich qurilmasining diagrammasi ko'rsatilgan, bu erda havo ishchi suyuqlik sifatida ishlatiladi, bu eng qulay, zararsiz va arzon ishlaydigan suyuqlikdir. Havo sovutgich qurilmasi quyidagicha ishlaydi.

Xonani sovutadigan havo 1 kompressorda 2 siqiladi, buning natijasida uning harorati oshadi. Doimiy bosimdagi siqilgan havo issiqlik almashtirgichga 3 AOK qilinadi, unda u suv bilan atrof-muhit haroratiga qadar sovutiladi. Shundan so'ng, siqilgan havo kengaytirish tsilindriga yoki kengaytirgich 4 ga kiradi, u erda dastlabki bosimgacha kengayadi. Kengayganda havo harorati -60 yoki -70 0 S ga tushadi va sovutish havosi xonani sovutish uchun yuboriladi, u erda isitiladi, u yana kompressorga kiradi.

DA pv- vaTs- diagrammalar:

1-2 jarayondagi havo bosim bilan adiabatik tarzda siqiladi p 1 oldin p 2 . 2-3 izobarik jarayonda issiqlikning o'ziga xos miqdori havodan tashqi manbaga chiqariladi va uning harorati T 2 T.ga 3 . 3-4 jarayonda adiabatik kengayish bilan havo haroratdan qo'shimcha ravishda sovutiladi T 3 T.ga 4 . Bundan tashqari, 4-1 izobarik jarayonda issiqlik sovutilgan xonadan (issiqlik uzatuvchi) chiqariladi, buning natijasida havo isitiladi. T 4 T.ga 1 .

Tsiklni amalga oshirish uchun sarflangan ish issiqlikning o'ziga xos miqdoridagi farqga teng q 1 va q 2. Issiqlik sig'imi doimiy bo'lsa, bizda quyidagilar mavjud:

Keyin tsiklning sovutish koeffitsienti:
=

Adiabatik jarayonlardan 1-2 va 3-4

Va
Lekin p 2 = p 3 , a p 1 = p 4 keyin

Nihoyat bizda bor
Qayerda T 1 - sovutiladigan xonaning harorati yoki kompressorga so'rilgan havo harorati.

T 2 siqilgan havoning harorati.

Bug 'kompressorining sovutish aylanishi

-20 0 S haroratgacha bo'lgan tanalarni sovutish uchun eng keng tarqalgan sovutgich past qaynaydigan suyuqliklar - ammiak, freonlar, oltingugurt dioksidi va boshqalar past bosimli (afsferaga yaqinroq) bo'lgan sovutish moslamalari.

Rasmda ammiak bug'ida ishlaydigan kompressor blokining diagrammasi ko'rsatilgan NH 3 .

1 - kompressor; 2- kondansatör; 3- gaz kelebeği; 4 - sovutgichli xona (evaporatator)

Kompressor ammiakning quruq to‘yingan bug‘ini yoki quruqlik darajasi yuqori bo‘lgan ho‘l bug‘ni adiabatik 1-2 bo‘ylab 2-nuqtadagi o‘ta qizigan bug‘ holatiga siqadi. Kompressordan bug‘ kondensatorga quyiladi, u yerda u butunlay suyuqlikka aylanadi. (2-3-4-jarayon). Kondensatordan suyuq ammiak gaz kelebeği klapanidan o'tadi, u erda u siqiladi, bu harorat va bosimning pasayishi bilan birga keladi. Keyin past haroratli suyuq ammiak sovutgichga kiradi, u erda issiqlik miqdorini (5-1 jarayonda) olib, sovutilgan kameralarda aylanib yuradigan sho'r suvni bug'lanadi va sovutadi. O'chirish jarayoni qaytarilmas jarayon sifatida 4-5 shartli egri diagrammada tasvirlangan.

Bug 'kompressorini o'rnatishda kengaytirish tsilindri (kengaytirgich) ishlatilmaydi va ishchi suyuqlik nazorat valfida tiqilib qoladi. Kengaytirish tsilindrini chok bilan almashtirish entropiyaning oshishi bilan birga keladi, bu esa sovutish quvvatini biroz yo'qotishga olib keladi, ammo bu almashtirish o'rnatishni sezilarli darajada osonlashtiradi va bug 'bosimini osongina tartibga solish va sovutgichda qaytarib bo'lmaydigan haroratni olish imkonini beradi.

Tsiklda sarflangan aniq ish: =

Ammiak kompressor blokining sovutish koeffitsienti:

Sovutgichdagi ammiak bug'i tomonidan qabul qilinadigan issiqlikning o'ziga xos miqdori qayerda.

O'rnatishning sovutish omili
Tenglamadagi entalpiya qiymatlari bilan aniqlanadi hisoblanadi-diagramma yoki ammiak jadvaliga muvofiq.

Bug 'sovutgichlari havo sovutgichidan katta afzalliklarga ega. Ular ixcham, arzon va yuqori COPga ega.

Bug'lanish jarayonip – V diagramma

Bosqich pv- diagramma suyuqlik va bug'dan tashkil topgan tizimning suv va bug'ning o'ziga xos hajmlarining bosimga bog'liqligi grafigi.

Suvni haroratda qoldiring 0 0 FROM va qandaydir bosim? muayyan hajmni egallaydi v 0 (NS segmenti) . Butun egri chiziq AE suvning o'ziga xos hajmining haroratdagi bosimga bog'liqligini ifodalaydi 0 0 FROM. Chunki suv egri chiziqdan keyin deyarli siqilmaydigan moddadir AE y o'qiga deyarli parallel. Agar issiqlik doimiy bosimda suvga berilsa, u holda uning harorati ko'tariladi va solishtirma hajmi ortadi. Bir oz haroratda t s suv qaynaydi va uning o'ziga xos hajmi v’ nuqtada LEKIN' berilgan bosimda maksimal qiymatiga etadi. Bosim ortishi bilan qaynayotgan suyuqlikning harorati ortadi. t s va hajmi v’ ham ortadi. qaramlik grafigi v’ AK Bu suyuqlik chegarasi egri chizig'i deb ataladi. Egri chiziqning xarakteristikasi quruqlik darajasidir x=0 . Doimiy bosim ostida keyingi issiqlik ta'minoti bo'lsa, bug'lanish jarayoni boshlanadi. Shu bilan birga, suv miqdori kamayadi, bug 'miqdori ortadi. Nuqtada bug'lanish oxirida DA' bug 'quruq va to'yingan bo'ladi. Maxsus hajm quruq to'yingan bug' belgilanadi v’’ .

Agar bug'lanish jarayoni doimiy bosimda davom etsa, u holda uning harorati o'zgarmaydi va jarayon A’ B’ ham izobarik, ham izotermikdir. Nuqtalarda A’ va B’ modda bir fazali holatda bo'ladi. Oraliq nuqtalarda modda suv va bug 'aralashmasidan iborat. Bu jismlarning aralashmasi deyiladi ikki fazali tizim.

Maxsus hajm syujeti v’’ bosimdan egri chiziq bilan ifodalanadi KV, bug' chegarasi egri chizig'i deb ataladi.

Agar issiqlik quruq to'yingan bug'ga doimiy bosimda berilsa, u holda uning harorati va hajmi ortadi va bug' quruq to'yingandan o'ta qizigangacha o'tadi (nuqta). D). Ikkala egri AK va HF diagrammani uch qismga bo'ling. Suyuqlik chegarasi egri chizig'ining chap tomonida AK suyuqlik hududi nol izotermidan oldin joylashgan. Egri chiziqlar o'rtasida AK va HF suv va quruq bug 'aralashmasidan tashkil topgan ikki fazali tizim mavjud. ning o'ng tomoniga HF va nuqtadan yuqoriga Kimga haddan tashqari qizib ketgan bug 'yoki maydoni mavjud gazsimon holat tanasi. Ikkala egri AK va HF bir nuqtada birlashadi Kimga kritik nuqta deb ataladi.

Kritik nuqta - yakuniy nuqta fazali o'tish suyuqlik - bug ', uch nuqtadan boshlanadi. Yuqorida tanqidiy nuqta materiyaning ikki fazali holatda mavjudligi mumkin emas. Hech qanday bosim gazni aylantira olmaydi suyuqlik holati kritik darajadan yuqori haroratlarda.

Suv uchun kritik nuqta parametrlari:

t uchun =374,12 0 FROM;v uchun =0,003147 m 3 /kg;

? uchun =22,115 MPa;i uchun =2095,2 kJ/kg

s uchun =4,424 kJ/(kg K).

Jarayonp = const suv bug'i. Tasvirni qayta ishlashp – V , i – S vaT – S diagrammalar.

Ustida hisoblanadi- diagramma to'yingan bug' mintaqasidagi izobar bug 'suyuqligining chegara egri chiziqlarini kesib o'tuvchi to'g'ri chiziq bilan ifodalanadi. Issiqlik ho'l bug'ga berilganda, uning quruqlik darajasi oshadi va (doimiy haroratda) quruqlikka, keyingi issiqlik bilan esa - o'ta qizib ketgan bug'ga o'tadi. O'ta qizib ketgan bug' mintaqasidagi izobar pastga qarab qavariqli egri chiziqdir.

Ustida pv- diagramma izobarik jarayon gorizontal to'g'ri chiziqning segmenti bilan ifodalanadi, u nam bug' mintaqasida bir vaqtning o'zida izotermik jarayonni ham tasvirlaydi.

Ustida Ts- diagramma nam bug' mintaqasida izobar to'g'ri gorizontal chiziq bilan, o'ta qizib ketgan bug' mintaqasida esa qavariq nuqtasi pastga qaragan egri chiziq bilan tasvirlangan. Hisoblash uchun barcha kerakli miqdorlarning qiymatlari to'yingan va qizib ketgan bug'lar jadvallaridan olingan.

Bug'ning o'ziga xos ichki energiyasining o'zgarishi:
Tashqi ish:
Ta'minlangan issiqlik miqdori:

Bunday holda, qachon q berilgan va ikki fazali holatlar mintaqasida joylashgan ikkinchi nuqtaning parametrlarini topish talab qilinadi, ho'l bug'ning entalpiyasi uchun formula qo'llaniladi:

Jarayon T = const suv bug'i. Tasvirni qayta ishlashp – V , i – S vaT – S diagrammalar.

izotermik jarayon.

Ustida hisoblanadi- diagramma ho'l bug' mintaqasida izoterm izobarga to'g'ri keladi va to'g'ri qiya chiziqdir. Haddan tashqari qizib ketgan bug 'sohasida izoterm yuqoriga qaragan konveks bilan egri chiziq bilan ifodalanadi.

Ustida pv- diagramma ho'l bug' mintaqasida izotermik jarayon gorizontal to'g'ri chiziq bilan ifodalanadi. To'yingan bug 'uchun bu jarayon izobarik bilan mos keladi. Haddan tashqari qizib ketish hududida bug 'bosimi pasayadi va jarayon abscissa o'qiga konveks bilan egri bilan tasvirlangan.

Ustida Ts- diagramma izotermik jarayon gorizontal segment bilan ifodalanadi.

Suv bug'ining o'ziga xos ichki energiyasi, ideal gazning ichki energiyasidan farqli o'laroq, potentsial komponentning o'zgarishi natijasida o'zgaradi, shuning uchun qachon T= const
Jarayondagi umumiy issiqlik miqdori:
Tashqi ish termodinamikaning birinchi qonuni asosida aniqlanadi:

Mayer formulasi.
Termodinamikada alohida ahamiyatga ega gazning doimiy bosimdagi issiqlik sig'imlari, ya'ni. izobarik jarayonda - va doimiy hajmda, ya'ni. izoxorik jarayonda. Bu issiqlik sig'imlari Mayer formulasi bilan bog'liq

Issiqlik quvvati nisbati

Qayerda k adiabatik indeks hisoblanadi.

"Sovutish koeffitsienti" tushunchasi

COP o'lchamsiz miqdori (odatda bir nechta), ishning energiya samaradorligini tavsiflovchisovutish mashinasi; nisbatiga tengsovutish qobiliyatiamalga oshirish uchun vaqt birligiga sarflangan energiya (ish) miqdoriga sovutish aylanishi. Mashina ishlaydigan sovutish davrining turiga, uning asosiy elementlarining mukammalligiga qarab belgilanadi va xuddi shu mashina uchun uning ishlashining harorat sharoitlariga bog'liq.

Teskari Karno siklida ishlaydigan ideal sovutgichning ishlash koeffitsienti:

qayerda T min va T Maks mos ravishda past va yuqori harorat tsiklda.
Havo sovutgichining ishlash koeffitsienti (rasm),

qayerda T 1 va T 2 mos ravishda adiabatik siqilishning boshi va oxiri temperaturalari;

T 3 va T 4 ekspanderdagi adiabatik kengayishning boshi va oxiri haroratlari.
p n va T n)

formula bo'yicha

Regeneratsiyali gaz turbinali stansiyaning aylanishi

At yoqilg'i yonishi bilan gaz turbinalarining issiqlik samaradorligi p= const bosim ortishi bilan ortadi. Biroq, o'sish bilan, yoqilg'ining yonishi oxirida gazlarning harorati ham ortadi. T 3 natijada turbina pichoqlari va nozullar tezda yo'q qilinadi, ularni sovutish qiyin. Gaz turbinalari samaradorligini oshirish uchun ular ish sharoitlarini qisman o'zgartirdilar. O'rnatishlarda issiqlikni qayta tiklash, kompressorda ko'p bosqichli havo siqish, ko'p bosqichli yonish va boshqalar qo'llanila boshlandi. Bu sezilarli samara berdi va qurilmalarda ishni issiqlikka aylantirishning mukammallik darajasini oshirdi.

Turbokompressor 4 dan siqilgan havo regeneratorga 8 yuboriladi, u erda u yonish kamerasidan 1 nozul 2 orqali turbinaga 3 chiqadigan gazlardan doimiy bosimda issiqlik oladi. va yonilg'i pompasi 5 dan ko'krak 6 orqali yoqilg'i 1 yonish kamerasiga yuboriladi.

Diagrammalarda bunday o'rnatishning ideal tsikli:

Kompressordagi havoning 1-2 adiabatik siqilishi;

Regeneratorda 2-5 izobarik issiqlik ta'minoti;

Yonish kamerasida doimiy bosimda 5-3 issiqlik ta'minoti;

Turbina nozullarida yonish mahsulotlarining 3-4 adiabatik kengayishi;

Regeneratorda gazlardan 4-6 izobarik issiqlikni olib tashlash;

6-1 regeneratorning issiqlik qabul qiluvchiga chiqishidagi gazlardan izobarik issiqlikni olib tashlash.

Agar regeneratordagi gazlarning sovishi unga kiradigan havo haroratiga to'g'ri keladi deb hisoblasak, ya'ni. dan T 4 T.ga 6 =T 2 regeneratsiya tugallandi.

Qachon to'liq regeneratsiyada tsiklning termal samaradorligi T 4 -T 6 =T 5 -T 2 joylashgan:
qayerda

Tsiklning asosiy nuqtalarida harorat:

sikl samaradorligi

Bug 'elektr stansiyalarida bug' va issiqlikning solishtirma iste'moli

Bug 'turbinasi qurilmalari va undagi alohida elementlarni hisoblashda, belgilangan bug'ning o'ziga xos iste'molini bilish talab qilinadi. d.

1 MJ uchun kilogrammdagi bug' va issiqlikning nazariy o'ziga xos iste'moli:
Qayerda i 1 va i 2 -entalpiya, kJ/kg.

1 kVt soat uchun kilogrammdagi bug' va issiqlikning nazariy o'ziga xos iste'moli:

Bug'ni qayta isitish

Bug 'turbinasi qurilmasining ishini o'rganish shuni ko'rsatadiki, dastlabki bosimning oshishi va oxirgi bosimning pasayishi tsiklning samaradorligini oshirishga olib keladi. Biroq, dastlabki bosimning bir marta ortishi bug'ning oxirgi namligini oshiradi. Kengayish ortishi oxirida bug 'namligini kamaytirish uchun boshlang'ich harorati uning. Turbinaning chiqishida bug'ning quruqlik darajasini oshirish usullaridan biri uning ikkilamchi qizib ketishi hisoblanadi. Boshlang'ich bosim va haroratga ega bo'lgan qozondan o'ta qizib ketgan bug 'bir necha bosqichdan iborat birinchi turbinali silindrga kiradi va u erda ma'lum bir bosimgacha adiabatik ravishda kengayadi. p 1 . Olingan bug 'maxsus o'ta qizdirgichga chiqariladi, u erda doimiy bosim ostida ikkilamchi qizib ketishga duchor bo'ladi. Keyin u yana turbinaga qaytariladi, u erda bug 'kondenser bosimigacha kengayishda davom etadi.

1-nuqta bug'ning dastlabki holatiga mos keladi; 2-band - ikkilamchi qizib ketishdan keyin turbinadan keyingi bug'ning yakuniy holati. Qayta isitishning kiritilishi natijasida quruqlikning yakuniy darajasi dan ortadi x 2 oldin x 1 . Bundan tashqari, bug'ning ikkilamchi qizishi ma'lum iqtisodiy samara beradi (2-3%), agar qo'shimcha tsikldagi issiqlik ta'minotining o'rtacha harorati 7-2-2 '-6-7 yuqori bo'lsa. o'rtacha harorat bitta qizib ketish bilan bir tsiklda issiqlik ta'minoti va ta'siri katta bo'ladi, oraliq qizib ketishning boshlang'ich va oxirgi nuqtalarida harorat qanchalik baland bo'lsa. Kritik va o'ta kritikga yaqin bosimlarda ba'zan ikki yoki undan ortiq oraliq qizib ketish qo'llaniladi. Keyin tsiklning termal samaradorligi

Birinchi va ikkinchi turbina tsilindrlarida adiabatik issiqlik tushishi qayerda;

- qozonga va birinchi super isitgichga beriladigan issiqlik miqdori;

Ikkinchi super isitgichga berilgan issiqlik miqdori.

Maxsus bug 'iste'moli