Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 166 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

§ 38. Опыты Эндрюса 162
Температуры можно связать, используя уравнения про-
цессов цикла (предоставляю читателю поупражняться в этом
самостоятельно): Т
3
/Т
2
= Т
4
/Т
1
.
С учетом этого выражение (7.31) приводится к виду
1
1
12
−
=
ТТ
ε
. (7.32)
Такое же по виду выражение соответствует обратному
циклу Карно. Принципиальная разница в том, что Т
1
и Т
2
в
цикле Карно равны Т
охл.об
и Т
окр.ср
соответственно (см. Т-s
диаграмму на рис.7.13).
Сравним рассматриваемый цикл с эквивалентным цик-
лом Карно, который осуществляется в том же диапазоне пара-
метров. На Т–s диаграмме это прямоугольник 1–2
К
–3–4
К
–1.
Отнятое тепло Q
2
в цикле Карно равно площади под линией
4
К
–1. Оно больше Q
2
в воздушном цикле, равного площади
под линией 4–1. Затраты работы L
ц
цикла Карно равны площа-
ди прямоугольника цикла. Она меньше площади воздушного
цикла. Поэтому эффективность воздушной холодильной ма-
шины в несколько раз меньше эффективности холодильной
машины, которая работала бы по циклу Карно.
Анализ формулы (7.32) и особенно Т-s диаграмма пока-
зывает, что с понижением Т
1
при неизменной Т
2
(температуру
окружающей среды можно считать постоянной) эффектив-
ность любого холодильного цикла уменьшается. Чем более
низкую температуру нужно обеспечить в охлаждаемом объе-
ме, тем дороже это обходится в прямом и переносном смысле.
В самом деле, понижение температуры заморозки означает все
более низкое расположение процесса 4–1 в Т-s диаграмме. При
этом уменьшается площадь под этой кривой — отнимаемое
тепло. Одновременно растет площадь цикла, равная затратам
работы. Это означает, что тот же джоуль тепла, отнятый на
более низком температурном уровне, требует бóльших затрат
работы.
Выказывая должное почтение первенцу холодильной
техники, приходится сказать о недостатках помимо малой
экономичности и способах их уменьшения.
Воздух в качестве рабочего тела хорош тем, что его
много, он нетоксичен, ничего не стоит, но зато плох всем ос-
§ 38. Опыты Эндрюса
162

      Температуры можно связать, используя уравнения про-
цессов цикла (предоставляю читателю поупражняться в этом
самостоятельно): Т3 /Т2 = Т4 /Т1.
      С учетом этого выражение (7.31) приводится к виду
                         ε=       1      .             (7.32)
                              Т 2 Т1 − 1
      Такое же по виду выражение соответствует обратному
циклу Карно. Принципиальная разница в том, что Т1 и Т2 в
цикле Карно равны Тохл.об и Токр.ср соответственно (см. Т-s
диаграмму на рис.7.13).
      Сравним рассматриваемый цикл с эквивалентным цик-
лом Карно, который осуществляется в том же диапазоне пара-
метров. На Т–s диаграмме это прямоугольник 1–2К –3–4К –1.
Отнятое тепло Q2 в цикле Карно равно площади под линией
4К –1. Оно больше Q2 в воздушном цикле, равного площади
под линией 4–1. Затраты работы Lц цикла Карно равны площа-
ди прямоугольника цикла. Она меньше площади воздушного
цикла. Поэтому эффективность воздушной холодильной ма-
шины в несколько раз меньше эффективности холодильной
машины, которая работала бы по циклу Карно.
      Анализ формулы (7.32) и особенно Т-s диаграмма пока-
зывает, что с понижением Т1 при неизменной Т2 (температуру
окружающей среды можно считать постоянной) эффектив-
ность любого холодильного цикла уменьшается. Чем более
низкую температуру нужно обеспечить в охлаждаемом объе-
ме, тем дороже это обходится в прямом и переносном смысле.
В самом деле, понижение температуры заморозки означает все
более низкое расположение процесса 4–1 в Т-s диаграмме. При
этом уменьшается площадь под этой кривой — отнимаемое
тепло. Одновременно растет площадь цикла, равная затратам
работы. Это означает, что тот же джоуль тепла, отнятый на
более низком температурном уровне, требует бóльших затрат
работы.
      Выказывая должное почтение первенцу холодильной
техники, приходится сказать о недостатках помимо малой
экономичности и способах их уменьшения.
      Воздух в качестве рабочего тела хорош тем, что его
много, он нетоксичен, ничего не стоит, но зато плох всем ос-

Страницы