7. OBIEG TERMODYNAMICZNY

Podobne dokumenty
Optymalizacja funkcji

Obiegi termodynamiczne

A. Kanicki: Systemy elektroenergetyczne KRYTERIA NAPIĘCIOWE WYZNACZANIA STABILNOŚCI LOKALNEJ

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu)

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu) (1.1) (1.2a)

1. Podstawowe pojęcia w wymianie ciepła

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu)

Obrabiane części określone są przez wymiary gabarytowe, masę, ciepło właściwe.

Teoria Przekształtników - kurs elementarny

Druga zasada termodynamiki. Rys Przemiana zamknięta, czyli obieg

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

Głównie występuje w ośrodkach gazowych i ciekłych.

Wykład 12 Silnik Carnota z gazem doskonałym Sprawność silnika Carnota z gazem doskonałym Współczynnik wydajności chłodziarki i pompy cieplnej Carnota

Modelowanie i obliczenia techniczne. Równania różniczkowe Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych

T 1 > T 2 U = 0. η = = = - jest to sprawność maszyny cieplnej. ε = 1 q. Sprawność maszyn cieplnych. Z II zasady termodynamiki wynika:

SYMULACJA KINETYKI REAKCJI

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

1 Postulaty mechaniki kwantowej

Wykłady z Hydrauliki- dr inż. Paweł Zawadzki, KIWIS WYKŁAD 3

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

4.2. Obliczanie przewodów grzejnych metodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego

WYKŁAD nr Ekstrema funkcji jednej zmiennej o ciągłych pochodnych. xˆ ( ) 0

Wytrzymałość śruby wysokość nakrętki

2.1 Zagadnienie Cauchy ego dla równania jednorodnego. = f(x, t) dla x R, t > 0, (2.1)

( r) n. = n YTM + Obligacje zerokuponowe Ŝadne odsetki nie przysługują ich posiadaczowi przed okresem

Pompy ciepła. Podział pomp ciepła. Ogólnie możemy je podzielić: ze wzgledu na sposób podnoszenia ciśnienia i tym samym temperatury czynnika roboczego

PORÓWNANIE WYKRESU INDYKATOROWEGO I TEORETYCZNEGO - PRZYKŁADOWY TOK OBLICZEŃ

Termodynamika. Część 5. Procesy cykliczne Maszyny cieplne. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Analityczne metody kinematyki mechanizmów

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIE ZADANIA EGZAMINACYJNEGO

Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

Parametry charakteryzujące pracę silnika turbinowego. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Pomiar skręcenia płaszczyzny polaryzacji wywołanej przez roztwór sacharozy oraz wyznaczenie skręcalności właściwej

Pompy i układy pompowe

Relaksacja. Chem. Fiz. TCH II/19 1

Wykład FIZYKA I. 14. Termodynamika fenomenologiczna cz.ii. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

PROPAGACJA BŁĘDU. Dane: c = 1 ± 0,01 M S o = 7,3 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O S = 6,1 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O. Szukane : k = k =?

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Konwekcja wymuszona - 1 -

ψ przedstawia zależność

Techniki niskotemperaturowe w medycynie

Budowa materii Opis statystyczny - NAv= 6.022*1023 at.(cz)/mol Opis termodynamiczny temperatury -

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (SILNIK IDEALNY) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH

Koszty wykorzystania elementów SEE w powiązaniu ze stanami pracy SEE właściwości podejścia opartego na idei wpływu

b) Wybierz wszystkie zdania prawdziwe, które odnoszą się do przemiany 2.

= = Budowa materii. Stany skupienia materii. Ilość materii (substancji) n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek), N A


Test 2. Mierzone wielkości fizyczne wysokość masa. masa walizki. temperatura powietrza. Użyte przyrządy waga taśma miernicza

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Wykład 10 I zasada termodynamiki; perpetuum mobile I rodzaju Układy i procesy zgodne z I zasadą ale niezachodzące ( praca z ciepła i ciepło z zimna )

Ciepła tworzenia i spalania (3)

Przemiany termodynamiczne

KO OF Szczecin:

Układy sekwencyjne asynchroniczne Zadania projektowe

Maszyny cieplne substancja robocza

Efektywność pracy urządzeń oczyszczających gazy odlotowe

WPŁYW SPEKTRALNEGO CIEPŁA KRYSTALIZACJI NA POSTAĆ KRZYWEJ ATD

Przykłady ruchu drgającego

b) Wybierz wszystkie zdania prawdziwe, które odnoszą się do przemiany 2.

UNIWESRYTET EKONOMICZNY WE WROCŁAWIU HOSSA ProCAPITAL WYCENA OPCJI. Sebastian Gajęcki WYDZIAŁ NAUK EKONOMICZNYCH

Substancja, masa, energia

Spis treści. Przedmowa WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU... 11

Rodzaje pracy mechanicznej

Bilans energetyczny atmosfery

Druga zasada termodynamiki.

11. Termodynamika. Wybór i opracowanie zadań od 11.1 do Bogusław Kusz.

Maria Dems. T. Koter, E. Jezierski, W. Paszek

CZAS ZDERZENIA KUL SPRAWDZENIE WZORU HERTZA

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Badanie pompy ciepła - 1 -

Termodynamika Techniczna dla MWT, Rozdział 12. AJ Wojtowicz IF UMK

Obiegi teoretyczne silników spalinowych

Geometria płaska - matura Przyprostokątne trójkąta prostokątnego mają długości 3 7cm poprowadzona z wierzchołka kąta prostego ma długość: 12

Obieg Ackeret Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji

Silniki cieplne i rekurencje

Wymontowanie i zamontowanie nagrzewnicy po prawej stronie (po stronie przednieg...

OŚRODKI WIELOSKŁADNIKOWE

Wpływ czynników zewnętrznych na obciążalność kabli

C d u. Po podstawieniu prądu z pierwszego równania do równania drugiego i uporządkowaniu składników lewej strony uzyskuje się:

TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA

Zadanie 1. Rozwiązanie. opracował: Jacek Izdebski.

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

WYKŁAD 1 ZASADY ELEKTROMECHANICZNEGO PRZETWARZANIA ENERGII

Komitet Główny Olimpiady Fizycznej; Kazimierz Rosiński: Fizyka w szkole nr 1, 1956; Czarnecki Stefan: Olimpiady Fizyczne I IV, PZWS, Warszawa 1956.

SPRAWOZDANIE Z PROJEKTU Dioda jako czujnik temperatury

6 Zjawiska transportu elektronowego

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Transport Studia I stopnia

Tomasz P. Olejnik, Michał Głogowski Politechnika Łódzka

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie H-3 BADANIE SZTYWNOŚCI PROWADNIC HYDROSTATYCZNYCH

Dynamiczne badania drewna modyfikowanego powierzchniowo

Chemia teoretyczna. Postulaty mechaniki kwantowej. Katarzyna Kowalska-Szojda

20. Wyznaczanie ciepła właściwego lodu c pl i ciepła topnienia lodu L









Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Koninie. Janusz Walczak

Transkrypt:

Obieg ermynamiczny /8 7. OBIEG ERODYNAICZNY 7.. Zamiana ciepła na pracę w silniu cieplnym Zasaa zachwania energii, a ja jej specjalny przypae w niesieniu zjawis cieplnych równważnść energii cieplnej i mechanicznej, czyli pierwsza zasaa ermynamii mówi, że bez użycia pewnej ilści ciepła nie jeseśmy w sanie rzymać pracy i wrnie, zużywając pracę wywiązujemy ciepł. ięzy ymi jena wma zjawisami, wrnymi wzglęem siebie, zachzi głęba różnica. Jeżeli pewien zasób energii mechanicznej L, z zachwaniem srżnści mających na celu uninięcie rzpraszania ciepła w frmie przewzenia, prmieniwania ip., a się zamienić całwicie na ciepł i ilściw rzymamy = L ciepła, zjawis wrne bywa się w niec miennych warunach. ianwicie, jeżeli w jaimś ułazie cieplnym zachzą specjalne ermynamiczne waruni umżliwiające w góle zamianę ciepła na pracę, c nie zawsze ma miejsce, zużywając = + ciepła złamy zamienić na pracę, mim wszelich zabiegów, zalewie część ej ilści, np., rzymując yl L = ; resza, j., jes la ej zamiany sracna pzsaje wprawzie w frmie ciepła, ale nie ająceg się już w anym ułazie przewrzyć na pracę. spsrzeżenie nie bala bynajmniej pierwszej zasay ermynamii; równważnść pracy i ciepła swą mc urzymuje, gyż przy przemianie ciepła na pracę zninie w ułazie łanie yle ciepła, ile rzymanej zsał pracy, ale jencześnie część ciepła, nie zamieniwszy się na pracę, ujzie źróła lneg ja ciepł z bniżną emperaurą (np. spaliny). a więc chcąc rzymać rgą przemian ermynamicznych pewną ilść pracy L musimy prwazić nie yl równważną emu ilść ciepła = L, ale pza ym jeszcze ilść ciepła, zn. musimy prwazić = +, chć ilść ciepła nie bierze uziału w isnej przemianie. Uła fizyczny, óry w pewnych warunach jes w sanie zamienić część ciepła na pracę w spsób ciągły, nazywa się silniiem cieplnym. Opracwanie: r inż. Ewa Fualej-Ksrzewa

Obieg ermynamiczny /8 W silniach cieplnych, eg, by ne mgły sarczać pracę, należy przenieść pewną ilść ciepła z ciała gręszeg na zimniejsze. Chciaż psiaamy wa zbirnii czy źróła ciepła różnych emperaurach, przy bezpśrenim zenięciu się ciepł przejzie z ciała cieplejszeg na zimniejsze bez zamiany na pracę i nasąpi yl niewracalne zjawis wyrównania emperaur (przewnicw). Chcąc ciepł zamienić na pracę należy ciepł ze źróła górneg lneg przeprwazić przy pśrenicwie czynnia, czyli ciała czynneg (gaz, para) w silniu, rzymując wymuszną przemianę, pczas órej ciepł zamieniamy na pracę. Osiąga się w silniu pając czynni ermynamiczny reswym zmianm sanu. Dzięi lejnemu rzprężaniu się i urczeniu się czynnia jes wynywana praca, przy czym na ńcu ażeg resu czynni wraca sanu wyjściweg, czyli plega biegwi. Praca rzymywana przy rzprężaniu się czynnia nie mże być całwicie zużya przy sprężaniu sanu wyjściweg, b wówczas silni nie awałby pracy na zewnąrz, aby więc pczas biegu mgła być ana praca, musi być czynni chłzny. a więc sałe rzymywanie pracy z silnia wymaga sarczania ciepła ze źróła górneg czyli grzejnicy (np. mra spalania silnia spalinweg) pczas rzprężania się czynnia i awania ciepła źróła lneg czyli chłnicy (np. amsfera) przy jeg sprężaniu. 7.. Obieg silniwy na wyresie pracy i na wyresie ciepła Obiegi ermynamiczne są przesawiane na wyresie pracy p, (rys. 7.) raz na wyresie ciepła, (rys. 7.). Na bu wyresach ażemu biegwi pwiaa rzywa zamnięa. W ułazie p, (wyres pracy) jes rzywa zamnięa ACBD (rys.7.). Obieg przesawiny na rys. 7. i 7. bęzie biegiem silniwym, jeśli wrzące g przemiany bęą bywały się w ierunu zgnym z ruchem wsazówe zegara czyli w praw. Rys. 7.. Obieg ermynamiczny w ułazie pracy Ocine rzywej A B pprzez C przesawia rzprężanie; cine zaś rzywej B A pprzez D jes sprężaniem. Pczas rzprężania praca L (ple p rzywą ACB pare na si Opracwanie: r inż. Ewa Fualej-Ksrzewa

Obieg ermynamiczny /8 praca ania) jes awana na zewnąrz. Pczas sprężania należy włżyć pracę L (ple p rzywą BDA pare na si praca ujemna). Różnica bu prac jes pracą aną na zewnąrz w czasie jeneg biegu. Praca biegu wracalneg jes zaem równa plu zamnięemu wewnąrz rzywych przemianwych w ułazie p,. Równanie pierwszej zasay ermynamii la przemiany niełwej mięzy sanem (pcząwym) i (ńcwym) ma psać: Gy przejzie się biegu (przemiana łwa) sany i są ienyczne. Wówczas U = U i słani (U - U ) w sanim równaniu panie. Ciepł - jes algebraiczną całą ciepła prwazneg i prwazneg w ciągu jeneg biegu. Wygnie jes rzłżyć je na wie części, jeną anią zn. ciepł prwazne i rugą ujemną j. ciepł prwazne. Pierwsza zasaa ermynamii la biegu ma więc psać równania: A zaem, praca biegu jes równa różnicy mięzy ciepłem prwaznym i prwaznym. W ułazie, (wyres ciepła) (rys. 7.) ażemu biegwi pwiaa rzywa zamnięa a,c,b,. Pwierzchnia p linią a, c, b para ś jes równa ciepłu prwaznemu biegu (ciepł anie) a pwierzchnia p linią b,, a para ś jes równa ciepłu prwaznemu z biegu (ciepł ujemne). Rys. 7.. Obieg ermynamiczny w ułazie ciepła Ple wewnąrz rzywej zamnięej acb na wyresie ciepła (rys. 7.) przesawia różnicę ciepła prwazneg biegu i ciepła prwazneg z biegu i wynsi A zaem jes ciepł zamienine na pracę biegu L b L b = Opracwanie: r inż. Ewa Fualej-Ksrzewa

Obieg ermynamiczny /8 7.. prawnść cieplna wlneg biegu silniweg Główną miarą jaści ziałania silnia cieplneg jes sprawnść cieplna. Oreśla się ją ja ssune ciepła zamienineg na pracę całej ilści ciepła prwazneg Ciepł prwazne biegu wzłuż linii a, c, b (rys. 7.) mżna zapisać nasępując przy czym znacza zmiennść emperaury wzłuż linii a, c, b. Ciepł prwazne z biegu wzłuż linii b,, a (rys. 7.) mżna zapisać nasępując przy czym znacza zmiennść emperaury wzłuż linii b,, a. Śrenie emperaury prwazenia i prwazenia ciepła wynszą gzie Δ = b - a Z pwyższych zależnści rzymuje się P psawieniu zależnści na sprawnść cieplną rzymuje się (7.) Z pwyższej zależnści wynia, że sprawnść cieplna silnia bęzie ym więsza im mniejsza bęzie śrenia emperaura prwazenia ciepła raz im więsza bęzie emperaura prwazenia ciepła. 7.. Obieg Carna najsprawniejszy cieplnie bieg silniwy Z zależnści (7.) wynia, że masymalną sprawnść biegu uzysa się, jeśli śrenie emperaury wymiany ciepła saną się emperaurami srajnymi zaresu w órym jes realizwany bieg. anie się wey, gy ciepł bęzie wymieniane w biegu izermicznie. Każy inny bieg, w órym ciepł w ych samych granicach nie bęzie wymieniane Opracwanie: r inż. Ewa Fualej-Ksrzewa

Obieg ermynamiczny 5/8 izermicznie bęzie cieplnie mniej sprawny. Warune izermicznej wymiany ciepła jes spełniny w biegu Carna, óry ym samym jes najsprawniejszym biegiem silniwym w ażym zaresie emperaury. Obieg Carna słaa się z wóch izerm i wóch izenrp płącznych w en spsób, że p sprężaniu izenrpwym - nasępuje rzprężanie izermiczne - óremu warzyszy prwazanie ciepła biegu, nasępnie bywa się rzprężanie izenrpwe -. Obieg zamya sprężanie izermiczne -, óremu warzyszy prwazanie ciepła. Obieg Carna charaeryzuje: Rys. 7.. Obieg Carna - spień sprężania (izenrpweg): s - spień rzprężania (izenrpweg): Pnieważ w biegu Carna: : r Zależnść (7.) uzysuje się nasępując: (7.) ε s ε r ε - zapiszemy równanie izenrpy sprężania i rzprężania w psaci: - w biegu Carna relacje pmięzy emperaurami w charaerysycznych punach biegu są nasępujące (rys. 7.): = = 0 = = (7.) Opracwanie: r inż. Ewa Fualej-Ksrzewa

Obieg ermynamiczny 6/8 a p ich uwzglęnieniu w równaniach (7.5) i pzieleniu równań srnami rzymuje się: lub p przeszałceniu, zależnść (7.): Ciepł jes prwazne biegu w przemianie izermicznej - (na wyresie - przesawia je ple a---b): R ln a prwazne z biegu w przemianie izermicznej - (na wyresie - przesawia je ple a---b): R ln Ciepł biegu (na wyresie - przesawia je ple ---): Praca biegu ereyczneg (na wyresie p- przesawia ją ple ---): L L L L L A, A, A, A, gzie: - L A, praca absluna wynana przez gaz (ana na zewnąrz) w przemianie izermicznej -: L A, R ln - L A, praca absluna wynana przez gaz (ana na zewnąrz) w przemianie izenrpwej -: L A, R - L A, praca absluna wynana na gazem (sarczna z zewnąrz) w przemianie izermicznej -: L A, R ln - L A, praca absluna wynana na gazem (sarczna z zewnąrz) w przemianie izenrpwej -: Opracwanie: r inż. Ewa Fualej-Ksrzewa

7/8 Obieg ermynamiczny Opracwanie: r inż. Ewa Fualej-Ksrzewa, R L A Zgnie z I Z..: L prawnść ereyczna biegu Carna: - efinicja sprawnści: b L - la biegu Carna: min są: min min lub: min η (7.) Isną cechą biegu Carna jes niezależnść jeg sprawnści ereycznej wielści pwierzchni pracy - rzciągłść granic enrpii Δ nie ma znaczenia la sprawnści. prawnść zależy yl emperaur, przy órych jes wymieniane ciepł. Wyrzysując zapis izenrpy sprężania lub rzprężania rzymuje się inny zapis sprawnści ereycznej biegu Carna: - z równania izenrpy (np. sprężania): rzymuje się: 0 a p wsawieniu pwyższej zależnści (7.), rzymuje się: η ε