Круговые процессы. КПД и холодильный коэффициент

Круговыми процессами называются замкнутые процессы, характеризующиеся возвратом системы (рабочих тел) в исход-ное состояние, то есть в исходное состояние возвращаются параметры состояния, а значить интегральное изменение любой функции состояния равно нулю:

где z = p; V(v); Т; U(и); H(h) и т.п.

Различают прямые и обратные циклы. Те и другие могут быть обратимые и реальные.

Круговые процессы, в результате

реализации которых получена полезная

работа, осуществляются в тепловых

двигателях, называются прямыми

циклами и направлены по

часовой стрелке.

Круговые процессы, в результате

которых происходит охлаждение

рабочих тел до температуры ниже

температуры окружающей среды,

осуществляются в холодильных машинах.

Такие циклы называются обратными

и направлены против часовой стрелки

Выражение первого начала термодинамики по внешнему балансу для цикла записывается в следующем виде:

Для кругового процесса получаем выражение первого начала термодинамики для кругового процесса:

Окончательно выражение первого начала термодинамики по внешнему балансу для цикла записывается в следующем виде:

В циклах тепловых двигателей работа положительна , а в циклах холодильных машин - работа цикла отрицательна ; при этом для них справедливо условие .

Различают три вида циклов тепловых машин: реальные, обратимые и термодинамические.

Термодинамические схемы теплового двигателя (а) и холодильной машины (б):

– обратимый цикл – реальный цикл

Эффективность любого реального теплового двигателя определяется коэффициентом полезного действия (КПД).

КПД реальных КПД обратимых:

Термический КПД:

Эффективность циклов холодильных машин оценивается холодильным коэффициентом ().

Холодильный коэффициент численно равен отношению количества теплоты, отводимой от холодного источника, к затраченной работе: