Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Необратимое преобразование теплоты в работу. при источнике работы с постоянной температурой
|
|
при источнике работы с постоянной температурой
Обратимое преобразование теплоты в работу при источнике работы с постоянной температурой рассмотрено в разд. 8.4.2.1. В системе, включающей в себя такой источник теплоты и окружающую среду, обратимое преобразование теплоты в работу соответствует осуществлению идеального цикла Карно, для которого окружающая среда выступает в роли холодного источника теплоты.
В реальных условиях преобразование теплоты в работу сопровождается необратимыми процессами, обусловленными необходимостью наличия разности температур при передаче теплоты от одного тела к другому. Кроме этого присутствует трение (в широком его понимании) при осуществлении реальных процессов рабочим телом в цикле теплового двигателя, в результате чего часть работы преобразуется в теплоту трения.
Рассмотрим необратимое преобразование теплоты в работу при источнике работы с постоянной температурой на примере полностью необратимого цикла Карно, в котором окружающая среда выступает в роли холодного источника теплоты. Такая система включает в себя источник работы с постоянной температурой и внешнюю среду с постоянной температурой, рабочее тело совершает необратимый цикл Карно (рис.8.33). Внешняя необратимость цикла обусловлена разностью температур между горячим телом и рабочим телом (ΔT1=T1-T1к), и рабочим телом и окружающей средой (ΔT2=T2к-Tос). Внутренняя необратимость цикла обусловлена наличием трения в процессах адиабатного расширения 23 и сжатия 41.
 |
Внешняя необратимость за счет ΔT1 приводит к увеличению энтропии системы на величину DSто1. Внутренняя необратимость увеличивает изменение энтропии системы на величины DSрасш и DSсж, что соответствует разности энтропий отрезков 34 и 12. Внешняя необратимость ΔT2 приводит к увеличению энтропии системы на величину DSто2. Другими словами, увеличение энтропии холодного источника теплоты ΔSх.и по сравнению с горячим источником теплоты ΔSг.и обусловлено внешней необратимостью (ΔT1), внутренней необратимостью адиабатных процессов расширения и сжатия и внешней необратимостью (ΔT2). В итоге имеем увеличение энтропии нашей системы в виде разности энтропий горячего и холодного источников теплоты, соответствующей величине
ΔSc = ΔSг.и+ ΔSх.и = ΔSc1+ ΔSc2.
Потери максимально полезной работы – эксергии – -ΔE нашего источника теплоты будут определяться разностью работ обратимого цикла Карно и полностью необратимого цикла Карно 12341. В соответствии с теоремой Гюи–Стодолы эти потери работы на рис.8.33 равны сумме заштрихованных площадей.
-ΔE = Tос ΔSС.
Необходимо отметить, что не вся теплота трения адиабатных процессов расширения и сжатия теряется. Она усваивается рабочим телом, повышая его работоспособность, что проявляется в увеличении работы цикла 12341 по сравнению с работой цикла 12561, в котором отсутствует внутренняя необратимость. Теплота трения адиабатных процессов расширения и сжатия рабочего тела соответствует площадям под процессами 23 и 41 в T,S- диаграмме. Часть этой теплоты трения, соответствующей сумме площадей треугольников 2352 и 1641, преобразуется в работу цикла, а остальная часть передается внешней среде, что и приводит к увеличению энтропии системы за счет внутренней необратимости.
Для оценки полезного использования теплоты трения во внутренне необратимых циклах вводится понятие коэффициента возврата потерь теплоты трения. Это отношение той части теплоты трения, которая используется для получения работы в цикле, к теоретической работе данного внутренне обратимого цикла. Для нашего примера он определяется отношением площадей (см. рис.8.33):
. (8.47)
Date: 2015-05-09; view: 644; Нарушение авторских прав