Стирлинг циклының термиялық ПӘк карно циклының термиялық ПӘК тең екендігін дәлелдеңіздер Карно циклы
жүктеу/скачать 3.92 Mb.
|
|
Стирлинг циклының термиялық ПӘК Карно циклының термиялық ПӘК тең екендігін дәлелдеңіздер Карно циклы екі изотермиядан 1-2 және 3-4 және екі адиабаттан 2-3 және 4-1 тұрады. 1-2 жолының жылуберуші тұрақты температураға Т1, мөлшерлі жылулық (қ1) жеткізіледі, 3-4 жолымен (қ2) жылулық Т2 тұрақты температурасымен жылу алмастырушыға алып кетіледі. Кері Карно циклын іске асыру үшін, барлығы екі жылулық көзі қажет - жылу беруші және жылу қабылдағыш.[1] Изотермиялық процесстегі, меншікті жылулық мөлшері қ1 формулаға сәйкес жазылады: q1 = RТ1 Ln(V2/V1) q2 = РТ2 Ln(V3/V4) Бұл теңдеуден 2-3 адиабаттар үшін табамыз: Т2/Т1 = (V2/V3)к-1 Ал, теңдеу 4-1 адиабаттар үшін: Т2/Т1 = (V1/V4)к-1 Бұдан, V2/V1 = V1/V4 немесе V2/V1 = V3/V4 Жылудинамикасының бірінші заңына сәйкес, алынған I меншікті жұмыс эквивалентті, яғни q1 - q2 = I, ал формулалар Карно пропорциясы деп аталуымен анықталады: q1/Т2 = q2/Т2 Бұдан I = q1(1 - q2/q1) = q1(1-Т2/Т1). Сондықтан, жоғарыдағы формулаға сәйкес, Карноның қайтымды циклының термиялық ПӘК: ��=1−�2/�1 nk=1 - T2/T1 Стирлинг циклі - 1816 жылы шотланд өнертапқышы, мамандығы бойынша приход діни қызметкері Роберт Стирлингпен патенттелген Стирлинг машинасының жұмыс процесін сипаттайтын термодинамикалық цикл. Стирлинг машинасында жұмыс сұйықтығы, қыздырғыш және тоңазытқыштан басқа регенератор – циклдің кейбір кезеңдерінде жұмыс сұйықтығынан жылуды кетіретін, ал басқа кезеңдерінде бұл жылуды жұмыс сұйықтығына беретін құрылғы да бар. Идеал Стирлинг циклі келесі процестерден тұрады: 1-2 қыздырғыштан берілетін жылумен жұмыс сұйықтығының изотермиялық кеңеюі; 2-3 изохоралық жылуды жұмыс сұйықтығынан регенераторға шығару; 3-4 тоңазытқышқа жылуды кетірумен жұмыс сұйықтығын изотермиялық сығымдау; Регенератордан берілетін жылумен жұмыс сұйықтығын 4-1 изохоралық қыздыру. Жұмыс сұйықтығының бір мольіне есептегенде, қыздырғыштан бір циклде берілетін жылу (изотермиялық процесті қараңыз) өрнекпен анықталады: Q 1-2 = RT1Ln(V2/V1) Мұнда R – универсал газ тұрақтысы Тоңазытқышқа бір циклде таралатын жылу: Q3-4=RT4ln(V2/V1). 2-3 процесте регенераторға бөлініп, 4-1 процесте одан қайтарылатын жылу мынаған тең: Q2-3 = Q4-1 = Cv(T1-T4) Мұнда Cv – тұрақты көлемдегі идеал газдың молярлық жылу сыйымдылығы. Бұл жылу жүйеде сақталады, оның ішкі энергиясының бөлігі бола отырып, цикл кезінде өзгермейді. Осылайша, регенератор тоңазытқышқа жіберілетін жылуды азайту арқылы қыздырғыш тұтынатын жылуды үнемдейді және осылайша Стирлинг қозғалтқышының термодинамикалық тиімділігін арттырады. Идеал Стирлинг циклінің жылулық тиімділігі: Дәл осындай өрнек Карно циклінің жылулық тиімділігін анықтайды. жүктеу/скачать 3.92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|