Циклічні процеси. Тепловий двигун. Холодильна машина.

Тепловим двигуном є пристрій, у якому організований циклічний термодинамічний процес, внаслідок чого забезпечується періодичне виконання певної корисної роботи . Тепловий двигун обов’язково вміщує нагрівач та холодильник. Від нагрівача робочому тілу (газу) передається кількість тепла , і під час розширення газ виконує позитивну роботу. Щоб повернути систему в початковий стан, необхідно стиснути газ (зовнішні сили виконують роботу) і що запобігти розігріву газу під час стискання, холодильник відбирає від робочого тіла кількість тепла . Різниця кількостей теплоти – визначає корисну роботу . В загальному випадку коефіцієнт корисної дії (ККД) теплового двигуна визначається як

= (33)

Найбільш економічним тепловим двигуном є двигун, що реалізує прямий цикл Карно. Його ККД визначається температурами нагрівача і холодильника

= (34)

У холодильній машині роль нагрівача надана об’єкту, який необхідно охолодити. Тому при реалізації циклічного процесу у зворотному напрямку внаслідок виконання роботи від об’єкту відводиться кількість тепла . Ефективність холодильної машини характеризують холодильним коефіцієнтом , який визначається формулою

= = (35)

Відносно новим технічним рішенням є розробка теплових насосів, робота яких теж основана на зворотному замкненому циклі. Фактично, у такому циклі внаслідок виконання роботи відбувається передача тепла від тіл з меншою температурою до тіл з більшою температурою, і такі пристрої можна використовувати як економічні нагрівачі приміщень. Приміщення виконує роль холодильника і отримає від робочого тіла кількість тепла . Параметр , який характеризує ефективність теплового насосу, можна записати по аналогії з формулою (32), тобто

= = . (36)

Дата добавления: 2015-07-12