35. Термодинамический КПД и холодильный коэффициент циклов

35. Термодинамический КПД и холодильный коэффициент циклов

Источники, имеющие высокую температуру (Т₁) и отдающие теплоту рабочему телу, называются теплоот-датчиками. Источники, имеющие низкую температуру (Т₂) и получающие теплоту от рабочего вещества, называются теплоприемниками.

На РУ-диаграмме полезная работа кругового процесса равна площади, образованной кривыми прямого и обратного хода процесса и заключенной внутри цикла. Если на графике линия расширения расположена над линией сжатия, направление цикла происходит по часовой стрелке и произведенная в процессе работа потребляется внешними устройствами, такой цикл является прямым. Если на диаграмме линия сжатия расположена выше линии расширения, направление цикла происходит против часовой стрелки и работа совершается с помощью внешнего источника, такой цикл является обратным.

Полезную работу двигателя возможно получить только в случае, когда работа расширения больше работы по сжатию. Преобразование теплоты в механическую работу является несамопроизвольным процессом и обязательно должно сопровождаться компенсацией.

Тепловые устройства считаются идеальными, если в них нет потерь. Цикл также считается идеальным, если образован только обратимыми явлениями. В тепловых двигателях оценку экономичности идеального прямого цикла называют термическим коэффициентом полезного действия. Он равен отношению теплоты, которая преобразовалась в ходе цикла в работу, ко всей подведенной теплоте и обозначается h_t(«эта», греческая буква):

где 1_ц – полезная работа;

q1 – подведенная теплота;

q₂ – отведенная теплота. Внешняя работа при обратном цикле равна:

1_ц = q₁ – q₂,

где q₁– отведенная теплота к горячему источнику;

q₂ – отведенная теплота от холодного источника.

Для обратного идеального цикла существует термин холодильного КПД, который обозначается ?_t:

Можно сформулировать второй закон термодинамики таким образом: «В тепловом двигателе преобразование теплоты в механическую работу на 100% невозможно».