Головна

Тепловий насос

  1. Cedil; Паралельна робота свердловинних насосів
  2. Cedil; Наведена характеристика насоса
  3. Divide; несталий і перехідні режими роботи насосів
  4. Divide; Побудова характеристик насосів
  5. VIII. Тепловий розрахунок редуктора
  6. Аналіз зміни тиску в циліндрі насоса в період всмоктування
  7. Аналіз зміни тиску в циліндрі насоса в період нагнітання

При опаленні приміщень електрообігрівачами енергетично вигідніше використовувати тепловий насос, а не просто нагрівається струмом спіраль. Насос додатково буде передавати в приміщення кількість теплоти Q2 з навколишнього повітря. Однак це не роблять через дорожнечу холодильної установки в порівнянні зі звичайною електричною грубкою або каміном.

При використанні теплового насоса практичний інтерес представляє кількість теплоти Q1, Що отримується нагрівається тілом, а не кількість теплоти Q2, віддається холодного тіла. Тому характеристикою теплового насоса є так званий опалювальний коефіцієнт .

Для ідеальної машини, з огляду на співвідношення (5.12.6) і (5.12.2), матимемо

 (5.12.10)

де Т1 - Абсолютна температура нагрівається приміщення, а Т2 - Абсолютна температура атмосферного повітря. Таким чином, опалювальний коефіцієнт завжди більше одиниці. Для реальних пристроїв при температурі навколишнього середовища t2 = 0 ° С і температурі приміщення t1 = 25 ° С ?від = 12. У приміщення передається кількість теплоти, майже в 12 разів перевищує кількість витраченої електроенергії.

Максимальний ККД теплових машин (теорема Карно)

Головне значення отриманої Карно формули (5.12.2) для ККД ідеальної машини полягає в тому, що вона визначає максимально можливий ККД будь-якої теплової машини.

Карно довів, грунтуючись на другому законі термодинаміки *, наступну теорему: будь-яка реальна теплова машина, що працює з нагрівачем температури Т1 і холодильником температури Т2, Не може мати коефіцієнт корисної дії, що перевищує ККД ідеальної теплової машини.

* Карно фактично встановив другий закон термодинаміки до Клаузиуса і Кельвіна, коли ще перший закон термодинаміки ні сформульований строго.

Розглянемо спочатку теплову машину, що працює за оборотного циклу з реальним газом. Цикл може бути будь-яким, важливо лише, щоб температури нагрівача і холодильника були Т1 и Т2.

Припустимо, що ККД іншої теплової машини (що не працює за циклом Карно) ?'> ?. Машини працюють із загальним нагрівачем і загальним холодильником. Нехай машина Карно працює по зворотному циклу (як холодильна машина), а інша машина - за прямим циклу (рис. 5.18). Теплова машина робить роботу, рівну відповідно до формул (5.12.3) і (5.12.5):

 (5.12.11)

Мал. 5.18

Холодильну машину завжди можна сформулювати наступним чином, щоб вона брала від холодильника кількість теплоти Q2 = | |

Тоді згідно з формулою (5.12.7) над нею буде відбуватися робота

 (5.12.12)

Так як за умовою ? '> ?, то А '> А. Тому теплова машина може привести в дію холодильну машину, та ще залишиться надлишок роботи. Ця надлишкова робота здійснюється за рахунок теплоти, взятої від одного джерела. Адже холодильника при дії відразу двох машин теплота не передається. Але це суперечить другому закону термодинаміки.

Якщо допустити, що ?> ?', то можна іншу машину змусити працювати по зворотному циклу, а машину Карно - за прямим. Ми знову прийдемо до протиріччя з другим законом термодинаміки. Отже, дві машини, які працюють за оборотним циклам, мають однакові ККД: ?'= ?.

Інша річ, якщо друга машина працює по необоротного циклу. Якщо допустити ?'> ?, то ми знову прийдемо до протиріччя з другим законом термодинаміки. Однак припущення т | ' Г | який суперечить другому закону термодинаміки, так як необоротна теплова машина не може працювати як холодильна машина. Отже, ККД будь-якої теплової машини ?' ? ?, або

Це і є основний результат:

 (5.12.13)



Попередня   164   165   166   167   168   169   170   171   172   173   174   175   176   177   178   179   Наступна

Розширення «газу» з чотирьох молекул | Незворотність розширення газу з великим числом молекул | Межі застосування другого закону термодинаміки | Найпростіша модель теплової машини | роль холодильника | ККД теплового двигуна | Застосування теплових двигунів | Теплові двигуни і охорона природи | Ідеальна теплова машина Карно | Коефіцієнт корисної дії теплової машини Карно дорівнює відношенню різниці абсолютних температур нагрівача і холодильника до абсолютної температурі нагрівача. |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати