Основы аэрогидромеханики. Часть II. Загузов И.С. - 74 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

чество тепла, участвующего в процессе.
Изобразим Цикл Карно в новой системе координат, учитывая, что
процессы 1-2; 3-4 – изотермические соответственно при
и
, а процессы 2-3; 4-1 адиабатные (изоэнтропийные) соответст-
венно при
1
Т const=
2
Т const=
1
s
const= и
2
s
const= .
Поскольку эффективность цикла
Карно не зависит от рабочего тела, а оп-
ределяется только температурами тепло-
вых источников, то проводим на Ts
−
-
диаграмме две изотермы
и и две
изоэнтропы
1
Т
2
Т
1
s
и
2
s
(рис 15). Заштрихо-
ванная площадь дает количество тепла,
участвующее в цикле Карно.
Внутри прямоугольника 1-2-3-4
(рис. 16), определяющего цикл Карно,
поместим круговой реальный цикл с те-
ми же значениями температур (
Т ,Т ).
Реальный цикл оказывается вписанным в цикл
Карно и его площадь будет меньше площади
цикла Карно. Это значит, что при тех же темпе-
ратурах
и Т количество тепла, участвующее
в реальном процессе, будет меньше количества
тепла, участвующего в цикле Карно. Следова-
тельно, любой процесс имеет КПД
1 2
t
1
Т
2
η
меньший,
чем у цикла Карно, так как цикл Карно имеет
заштрихованные добавки к любому реальному
процессу. Цикл Карно – есть идеальный теорети-
ческий цикл всякого теплового двигателя. Отсюда можно сформулировать
теорему Карно: Невозможно построить при заданных температурах и
цикл или двигатель, имеющий больший КПД, чем у цикла Карно.
1
Т
2
Т
1
q
s
consts =
2
consts =
1
constТ =
1
Т
1
2
3
4
constT =
2
2
q
диаграммаsT −−
Рис. 15.
2
s
1
s
1
Т
s
Т
диаграмма−− sT
1
2
3
4
2
T
b
a c
d
Рис. 16.
Это видно из диаграммы «Ts
−
» для произвольного цикла и цикла
Карно. Проведя из крайних точек a, b, c, d реального цикла (рис. 16) две
горизонтальные линии
и и две вертикальные линии
1
Т
2
Т
1
s
и
2
s
, получа-
ем цикл Карно, больший по площади любого цикла на величину заштрихо-
ванных площадок. Чем меньше величина заштрихованных площадок, тем
ближе КПД
t
η
реального цикла приближается к
t
η
цикла Карно.
Приведем еще одну формулировку теоремы Карно: Максимальный
КПД обратимого цикла не зависит от природы рабочего тела и конст-
рукции теплового двигателя, а является функцией только температур
источника тепла и холодильника.
74

Страницы