- •Основные понятия и исходные положения теплотехники.
- •Основные понятия технической термодинамики.
- •Термодинамические параметры состояния.
- •Уравнение состояния идеальных и реальных газов.
- •Внутренняя энергия, работа расширения, теплота процесса.
- •8) Прямой цикл Карно.
- •9) Обратный цикл Карно. Второй закон термодинамики.
- •10) Термодинамические процессы идеальных газов.
- •11) Процесс парообразования.
- •12) Термодинамические процессы реальных газов.
- •14) Сопла и диффузоры.
- •15) Дросселирование газов и паров.
- •17) Циклы двс.
- •18) Цикл газотурбинной установки.
- •19) Циклы паротурбинных установок.
- •20) Способы передачи теплоты.
- •21) Теплопроводность.
- •22) Основной закон конвективного теплообмена. Понятие о теории подобия.
- •23) Теплоотдача при вынужденном движении теплоносителя.
- •24) Теплоотдача при естественной конвекции.
- •1. Движение теплоносителя по прямолинейным трубам и каналам:
- •26) Теплообмен излучением системы тел в прозрачной среде.
- •27) Использование экранов для защиты от излучения.
- •28) Перенос лучистой энергии в поглощающей и излучающей среде.
- •29) Теплопередача.
- •30) Интенсификация теплопередачи и тепловая изоляция.
- •31) Теплообменные аппараты: их виды, принцип работы и области применения.
- •32) Виды теплового расчета теплообменников.
- •33) Виды и характеристика топлива.
- •34) Расчеты процессов горения твердого, жидкого и газообразного топлива.
- •36) Форсунки и топки для жидкого топлива.
- •37) Особенности сжигания твердых топлив.
- •38) Паровые турбины.
- •39) Газотурбинные установки.
- •40) Двигатели внутреннего сгорания.
- •41) Технико-экономические показатели двс.
- •42) Тепловой баланс двигателя.
- •43) Тепловые электрические станции: их разновидности и технико-экономические показатели.
- •44) Атомные электрические станции.
- •45) Альтернативные источники получения энергии.
8) Прямой цикл Карно.
Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.
Цикл Карно назван в честь французского военного инженера Сади Карно, который впервые его исследовал в 1824 году.
Одним из важных свойств цикла Карно является его обратимость: он может быть проведён как в прямом, так и в обратном направлении, при этом энтропия адиабатически изолированной (без теплообмена с окружающей средой) системы не меняется.
Описание цикла Карно
Цикл Карно в координатах P и V
Цикл Карно в координатах T и S
Пусть тепловая машина состоит из нагревателя с температурой , холодильника с температурой и рабочего тела.
Цикл Карно состоит из четырёх стадий:
Изотермическое расширение (на рисунке — процесс A→Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты . При этом объём рабочего тела увеличивается.
Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (на рисунке — процесс Б→В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.
Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс В→Г). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты .
Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие (на рисунке — процесс Г→А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.
При изотермических процессах температура остаётся постоянной, при адиабатических отсутствует теплообмен, а значит, сохраняется энтропия:
9) Обратный цикл Карно. Второй закон термодинамики.
Второй закон термодинамики.
Первый закон термодинамики утверждает, что теплота может превращаться в работу, а работа в теплоту, не устанавливая условий, при которых возможны эти превращения. Повседневные наблюдения и опыты показывают, что теплота сама может переходить только от нагретых тел к более холодным (до полного равновесия). Только за счет затраты работы можно изменить направление движения теплоты. Это свойство теплоты резко отличается от работы. Работа легко и полностью превращается в теплоту.
В тепловых машинах превращение теплоты в работу происходит только при наличии разности температур между источниками теплоты и теплоприемниками. При этом вся теплота не может быть превращена в работу. Закон, позволяющий указать направление теплового потока, и устанавливающий максимально возможный предел превращения теплоты в работу в тепловых машинах - 2-й закон термодинамики.
Формулировки второго закона термодинамики:
1. Вечный двигатель второго рода не возможен (под вечным двигателем второго рода понимается машина, которая могла бы превращать всю подводимую к ней теплоту в работу. Такая машина имела бы КПД = 1).
2. Стопроцентное превращение теплоты в работу посредством тепловой машины - двигателя невозможно.
Цикл Карно с протеканием процессов против часовой стрелки называется обратным. Это цикл холодильных машин и тепловых насосов.
Для наглядности сравнения различных типов цикла Карно на рис.9.9 в диаграмме Т,s- представлены: а) - цикл двигателя, б) - цикл холодильной машины, в) - цикл теплового насоса. Для всех циклов окружающая среда выступает в зависимости от их предназначения в виде горячего или холодного источника теплоты с температурой ТОС.
Анализируя обратный цикл Карно, можно привести следующие формулировки второго закона термодинамики:
Передать теплоту от холодного тела к горячему возможно только при затрате работы или другого компенсационного процесса;
Самопроизвольный переход теплоты от холодного тела к горячему невозможен.