экзамен / Otvety_po_termodinamiki_ekzamen

10. Определение показателя политропы. Расчет произвольного процесса идеального газа

11 Билет. Прямые и обратные циклы. Определение эффективности циклов. Циклы как метод Термодинамического анализа.

А)Прямые циклы – это циклы всех теплосиловых установок . В координатах Р-V прямые циклы имеют направление по ходу часовой стрелки.

Рис. 1.9. Прямой цикл

Замкнутый процесс 1а2б1, в котором газ то расширяется, то подвергается сжатию и проходит через исходное состояние (точку 1), называюткруговым процессомили циклом. Цикл, очерченный по часовой стрелке, называютпрямым. Площадь прямого цикла выражает полезную работу:

lп = lрасшир. – lcжатия = l1a2 – l2б1 = площади 1а2б1.

По прямому циклу работают тепловые двигатели, по обратному – холодильные установки.

Эффективность прямых циклов оценивают по величине термического КПД цикла, показывающего, какую долю подведенной теплоты газ превращает в полезную работу. Формула КПД

, где q1, q2 – соответственно количество подведенной и отведенной за цикл теплоты.

Б)

Рис. 1.10. Обратный цикл

Цикл,очерченныйпротивчасовойстрелки,называютобратным(рис.1.10).

Обратные циклы-Это процессы которые не могут самостоятельно протекать в природе, для их осуществления необходимы затраты энергии. (из Лекции)

Характеристикой эффективности обратных циклов является холодильный коэффициент, представляющий собой отношение отведенной от охлаждаемого тела теплоты q2 к затраченной на это работе циклаl3

.

В)«Метод циклов» заключается в поэтапном наращивании необратимостей в цикле Карно (последовательном «ухудшении» идеального цикла), которые обусловлены реальными условиями работы каждого элемента в составе холодильной машины (теплового насоса).

«Метод циклов» - это пошаговый метод, основные этапы которого представлены на рис.5.1.

Рис.5.1. Основные этапы «метода циклов» Цикл-образец - это обратимый (идеальный) цикл с минимально необходимым набором процессов, т. е. элементов в

составе холодильной машины или теплового насоса. В качестве цикла-образца, по рекомендациям Международного Института Холода 1938 года, принимают обратный обратимый цикл Карно. В настоящей книге будет показано, что любой обратимый цикл может быть использован в качестве цикла-образца.

Эталонный цикл - это цикл машины с минимально необходимым набором процессов (элементов) и свойственных им необрати - мостей. Эталонный цикл можно назвать «самым теоретическим» из действительных и «самым действительным» из теоретических. Понятие «эталонный цикл» не является установившимся и зависит от типа холодильной машины (теплового насоса).

Действительный цикл - это цикл машины с полным набором основных и вспомогательных элементов (процессов) и свойственных им необратимостей.

***Простейшая парокомпрессорная холодильная машина (тепловой насос) состоит из 4 основных элементов: компрессора, конденсатора, дроссельного вентиля[8] и испарителя. Следовательно, имеют место следующие необратимости:

•необратимость в процессе сжатия в компрессоре;

•необратимость в процессе дросселирования;

•необратимости в процессах теплообмена между рабочим веществом и внешними источниками тепла при подводе и отводе тепла в цикле.

Будем считать, что перечисленные необратимости вызваны исключительно реальными условиями эксплуатации каждого из 4 элементов при условии, что тепловой контакт между элементом и окружающей средой отсутствует

(п.2.5)***(Косвенно, не знаю нужно или нет!) .

12 Билет. Прямой цикл Карно. Основные выводы.

Этотциклбылпредложенв1824г.французскиминженеромиученымСадиКарно.Вотличиеотпрямого цикла(рис.1.9),нарисованногопроизвольно,циклКарносостоитизконкретныхпроцессов:двухизотерми двухадиабат(рис.1.11).Здесь1кггазарасширяетсявцилиндрепоизотерме1–2сподводомтеплотыq1, затемпоадиабате2–3,совершаязначительнуюработу(площадь1233’1’1).Затемгазсжимаетсяпоизотерме 3–4сотводомтеплотыq2 иадиабате4–1,начтозатрачиваетсяработа(площадь3411’3’3).Източки1цикл повторяется.

13 Билет.

14 Билет. Характеристические функции. Аналитические выражение, области применения.

15 Билет. Эксергия. Физический смысл. Расчет эксергии и ее изменение в процессах. Эксергический КПД.

21. Конвективная сушка. Кондиционирование воздуха.

22. Течение газов через конфузор. Предельная скорость. Учет трения.

23. Получение сверхзвуковых скоростей. Сопло Лаваля.