Современные БЫТОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИБОРЫ И МАШИНЫ

Показатели термодинамической активности циклов

Согласно второму началу термодинамики для осуществления круго­вого процесса, обеспечивающего отнятие теплоты от холодной среды и пе­редачи его более теплой среде, требуется затрата механической работы или теплоты, которая переходит с высшего температурного уровня на низкий.

Это осуществляется путем периодического изменения состояния ра­бочего тела (круговой процесс). В результате совершения кругового про­цесса рабочее тело возвращается в исходное состояние, после чего про­цесс может повториться. При этом рабочее тело расширяется и сжи­мается. В зависимости от того, как будет протекать процесс, линия сжатия на р—К-диаграмме может расположиться под линией расши­рения (рис. 1.2, а) или над ней (рис. 1.2,6). Линия сжатия, располо­женная под линией расширения, определяет направление линии цикла по ходу часовой стрелки и, наоборот, линия, расположенная над линией расширения,— против часовой стрелки. Первый цикл называют прямым, а второй — обратным. По прямому циклу работают тепловые двигатели, по обратному — холодильные машины.

Чем большая часть теплоты в прямом цикле переведена в работу, тем он эффективнее. Экономичность прямого цикла оценивают терми-

	Сжатие Расширение 6)
Рис. 1.2. р— К-диаграмма кругового процесса: А — прямой цикл; б — обратный цикл

Ческим КПД, который определяется отношением полученной работы в цикле к затраченному теплу:

I Л0| | Qi | — |Q2| j IQ2

Г|(=Т7тп - или

IQiI " IQil “ I QiI ’

Где rt — термический КПД; Ao — получеииая работа; Qi и Q2 — подведенная и отведенная теплота.

В обратном цикле к рабочему телу в процессе расширения подво­дится теплота Q2 от источника с более низкой температурой Тг, а в про­цессе сжатия теплота Q, отводится к источнику теплоты с более высокой температурой 7У Для совершения обратного цикла затрачивается внеш­няя работа

Ло=1<2,| —1<?2|.

Для холодильных машин введено понятие холодильного КПД, который определяется отношением отводимой в обратном цикле теплоты к затра­ченной работе

%t=Q2/A0.

Кроме того, степень совершенства цикла оценивается энергетическим КПД.

Эксергией теплоты Q,, отводимой от теплоотдатчика с температурой Ти называют максимально полезную работу, которая может быть полу­чена за счет этой теплоты при условии, что рабочее тело доводится до состояния равновесия с окружающей средой. Потери эксергии тем больше, чем больше приращение энтропии, вызванное необратимостью процесса. Степень необратимости или степень термодинамического со­вершенства процесса оценивается эксергическим КПД:

Ге = Аи/Аъ,

Где А„ — фактически полученная работа; А0 — работа, которая могла бы быть получена, если бы процесс протекал обратимо.

В процессах без совершения работы (в процессах теплообмена) этот коэффициент определяют по уравнению:

Ти = £вых/£в*; EBX = QП (1 — To/Ti);

Ebux=Q (1—То/Тг), где Евх, ЕаЫх — энергия в начале и в конце процесса,' То — температура окру­жающей (околоземной) среды; Т—температура теплоотдатчика; Тг — темпера­тура рабочего тела.