Термодинамика Бурдаков В.П., Дзюбенко Б.В., Меснянкин С.Ю., Михайлова Т.В. (1013734), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Удельную работу, затрачиваемую компрессоре, находим из выражения 1287,1(30-273) ( — '1 ( — 11=216 10 Дж(кг. Моцнос де гател,пред азна вино одляпр адако.- рессора, 175 216 10з з В- — = ' =10,5 10зВт. 2600 5500 ЭОО 2. Для лабораторных це еб еоб од о позу*сить воздух давлев емр„,„= 400 бар. Сколько минимальнь х**уп невежа я с промежуго гным ах шждев е до жен и еть компрессор, ч гбылр ад абатноысжатиис 5 = 1,4 максим л явят мпература воздухе в каждой туп н была н выше 200'С. Воздухав а з сжаю я мсетпараметрыр, = 1 бар Г, =27'С. Решение Иесоствсшен 0 между параметрами ад аба яс р цессео р д лаем макс альво давлен еепервобступеникомпрессора, сошве етвующее температуре 200 'С, Р>( т, ) 1(,дттхтв ) Определяе * е еаьповышен идеален од сас у с компрессора Р, 4,05 п - — '* = — ' =4,05.
г р Иэ соотнопгениа лля об него а щения давления в комп1р рм: ре и„= Е„! у ты ал, что гг„= кп поскольку п ус"т Р лое и зада р б та между ступенями р пр д ас ся ра в . мерно, находим Ям и ление лакеи е которош округляем в рону больш гс ела 400 1в— х.
= — — — —. 4. 1д х, 1П 4,05 3. Воздухе вачельнымдавлениемр „= !От Пас мастси по сл дс а ль оатрех тупенча омкампрессоредадаален а р „-125 10тИаспромежу очн мсхлаяшен емвоздухав о од л ви а «аждойступен довачзльноб е ера ур Сжатие в каждои гудели по ро аое с у — 1,2. Определить могднссть двиг т ля, жрачпваемую ва привод компре ссра, есл компрессор подав в ас сжат 5 олодныб воздух в кол сстве 8 э р ер о а ал иоб емперакуре. Нокаэа выигрыш в рабме при трехступенча м ежа < промежутс ным охлажд и м о сра аен ю с двухступенчатым ко прессором, рвтютюощим при тех же уехав лх. Хаг г галош хя о о* Решение Степень повышение давления в одной ступени компрессоРа при тРехступенчатом сжатии Рабату 3-й ступени компрессор находим н выраж ния ' =-=р-ф г г — — 125.1бь 8~бе" — 1) =1,05 10'Дж. 1,3 1,8 — 1 Рвбота трехступен аташ компрессора 1" =3'Ьз= 3'1 05.10е= 5 85,10еДя, 54о цвас дв отеля, е рачиваемую на привод компрессоре, определяем квк раб ту в единицу времени; 8 = — ' = ' 1б2,5кВт.
Ь, 585.10е Збаа 3500 При двухступевчвтом сжж ни степень повьппения давления в одной ступени )à — Р— = 11,2, ГР Г12 5 Ребо ай-й ступе «аипр сс ра 1 — г Ь --у-р,.„1(к -1)- г à — 1 а.а = —,' — ° 125 ° 10в ° ЗГ 11,2 ' — 1 ) = 3,23 ° 10е Дж. 1,8 Рабата двухс упелча ог компре саре Ь„=З Ь -2 ЗДЗ 10е=б 48 Видно, чта рабата, ввтрачиввемея на сжатие в трехступ натам ком рессоре, мен ше, чем работе р сжв выдула в двухсгупен тетом компрессоре. 802 Г атг Термодинамические циклы 1 1 .
1. Прямые и обратные циклы Терм д кам с к м ция амиликругоаь проц сом павы ается не рсрывн .Л р д ских процессов, в результате которых рабочее тела возвраща. ется в искоднае состояние. Все п рам ры и Функции сос я ия, нам няись в те нпе процесса, в наяде цикла приап. ают свае первоначальное эна. чение. НарГ ТВ-д шра мах (рис. 11.1) цикл изображается закнгайлей.овдовела,врозулвеэакуого терм дияамиче кот праце с внутренняя эн ргия системы е змэ яе ся,,е, Ь(г„= ( бо - и, — и, = О, *вещее а е подвод оя е о од ся. О юда следует, что в сгютветствии с уравнением первою эа. каватермадинвмики длязакрытой термодиизм ескай системы (2.2) д (11.2) А„= ()а = ()г — Рм т. е. рабы а, совершаемая шрьюдинвмической системой эа цикл, д лжн быть равна суммарн му количеству теплоты, »алученваму Яг и егданиаму системой ()э а течение цикла.
Замкнуть е термодинам ческие нроцсссы имеют большое практическое значение, так «ак, применяя их, можно непреры внаисп льзоватьт пл тудлисав ршениярысты, т «жепередаа теп о усн а его емпера ур опгуровня а ысгпий. На рис. 11.1, а изображен произвольный цикл в рр координатак, кот ром паол д ват л н с ь нроце с в пак а и стрелкой. Иэ рисунка видно, ч "го иа у гвстке дикла АЭВ рабо- Зоз Глава 11. Термодинамические циклы 0 е а) Рис. 11.1 та Х,, положительна (объем системы увеличивается, т. е. газ расширяется) и численно равна площади еАХ)В~.
На участке ВСА работа Х 2 отрицательна и равна площади еАСВ~. Так как площадь под линией АЮВ больше, чем площадь под линией ВСА, то, следовательно, суммарная работа за цикл в рассмотренном примере положительна. Она равна площади, замкнутой линией АЛВСА.
За цикл термодинамическая система отдает окружающей среде некоторое количество работы: Х,„= Х, — Щ = — пл. еА.ВВ~ — пл. еАСВ~ = = пл. АХ)ВСА > О. (11. 3) (11.4) 304 Так как в рассмотренном цикле Х.„> О, то и суммарное количество теплоты должно быть положительным. Следовательно, на ТЯ-диаграмме (рис. 11.1, 6) этот цикл должен быть представлен таким образом, чтобы подведенное к системе количество теплоты по абсолютной величине было больше, чем отведенное. Для этого линия процесса СА.О, в котором теплота подводится (т.
е. процесса, в котором происходит увеличение энтропии от начального значения Я до конечного Яд), должна располагаться выше, чем линия процесса ЮВС, в котором теплота отводится (а энтропия от значения Яд возвращается к первоначальному значению Я ). Обозначая подведенное количество теплоты через 9, = — пл. тСАХ)п,, а отведенное количество теплоты через 92: — пл. тСВХЭп, можно записать Я вЂ” Я1 ~Я2~ = пл.
тСАИп — пл. тСВ.0п— = пл. САЛВС > О. 11.1. Прямые и обратные циклы В рассмотренном цикле израсходовано определенное количество теплоты для получения механической работы. Именно в этом смысле иногда говорят, что в данном цикле произошло превращение теплоты в работу. Такие циклы совершает рабочее тело в тепловых двигателях, а сами циклы называются циклами двигателей или прямыми циклами.
Прямые циклы в рЪ'- и ТЯ-диаграммах протекают по часовой стрелке. Из рис. 11.1, б видно, что подвод теплоты происходит при более высоких температурах. Таким образом, можно констатировать, что теплота источника может быть превращена в работу в прямом цикле только в том случае, если температура источника выше температуры окружающей среды. Это положение реализуется в двигателях путем сжигания топлива и полностью соответствует второму закону термодинамики в Формулировках В. Томсона, М.
Планка, В. Оствальда, С. Карно (разд. 4.3). Последовательность процессов в цикле может быть обратной, при которой расширение рабочего тела термодинамической системы происходит при более низком давлении, чем сжатие (см. рис. 11.2, а). В этом случае работа Х на участке ВХ)А (пл. еАОВД отрицательна, а Х2 на участке АСВ (пл. еАСВ~) положительна. Так как пл.
еАХЭВ~ > пл. еАСВ~, то работа за цикл отрицательна: Х,„= Х 2 — ~Ь1~:— пл. АСВОА < О. В соответствии с уравнением (11.2) суммарное количество теплоты в этом цикле также должно быть отрицательно: <О О т О е б) Рис. 11.2 305 20 — 55ВО Глава 11. Термодинамические циклы 9„< О. Для этого необходимо, чтобы теплота подводилась при более низкой температуре (линия СВ 0 на рис.
11.2, б), а отводилась при более высокой температуре (линия ОАС). В этом случае кец = 9з — 91 — = пл. СВ.ВАС < О. При осуществлении такого цикла на участке СВ.О рабочее тело машины отбирает теплоту 9. от холодного тела, а на участке САЮ отдает теплоту 9, окружающей среде с более высокой температурой. Иначе говоря, теплота передается с низшего температурного уровня на высший, т. е. происходит дополнительное охлаждение. Это охлаждение обязательно сопровождается превращением работы, подведенной к машине, в теплоту. Одновременно с охлаждением одних участков обязательно нагреваются другие, которые получают как теплоту, взятую у холодного тела, так и теплоту, в которую превратилась работа цикла: (11.6) Циклы, в которых теплота переносится от холодного тела к нагретому, называются холодильными или обратными циклами.
Обратные циклы в рк'- и ТБ-диаграммах протекают против часовой стрелки. Обратный цикл используется и в тепловых насосах— машинах, предназначенных для отбора теплоты от менее нагретого тела и передачи ее более нагретому телу за счет затраты работы цикла Ьв, Циклы могут быть обратимыми и необратимыми. Обратимым термодинамическим циклом называется цикл, все процессы в котором обратимы. Необратимым термодинамическим циклом называется цикл, в котором хотя бы один из составляющих его процессов необратим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
