КАРНО ЦИКЛЫ
Карно циклы (4.2, а) екі изотермиядан 1-2 және 3-4 және екі адиабатадан 2-3 және 4-1 тұрады.
1-2 жолының жылуберуші тұрақты температураға Т1, мөлшерлі жылулық (q1) жеткізіледі, 3-4 жолымен (q2) жылулық Т2 тұрақты температурасымен жылу алмастырушыға алып кетіледі.
Kepi Карно циклын іске асыру үшін (4.2, б), барлыгы екі жылулық көзі қажет - жылу беруші және жылу қабылдағыш.
Изотермиялық процестегі, меншікті жеткізілген жылу мөлшері q1 төмендегідей жазылады:
q1 = RT1 In (V2/V1), (4.9)
алынған жылу мөлшерінің абсолют мәні
q2 = RT2 In (V3/V4). (4.10)
 v, m3 v, m3
4.2-сурет. Карно циклы: a)- тік; б)- кері.
Бұл теңдеуден 2-3 адиабаттар үшін табамыз:
Т2/Т1=(V2/V3)k-1
Ал, теңдеу 4-1 адиабаттар үшін:
T2/T1 = (V1/V4)k-1
Бұдан, V2/V1 = V1/V4 немесе V2/ V1 = V3/V4. (4.11)
Жылудинамикасының бірінші заңына сәйкес, алынған  меншікті жұмыс эквивалентті, яғни
=q1-q2, ал (4.9), (4.10) және (4.11) формулалар Карно пропорциясынан анықталады:
q1/T2 = q2/T2 (4.12)
Бұдан =q1(1-q2/q1)= q1(1-Т2/Т1) 4.13)
Сондықтан, (4.7) формуласына сәйкес, Карноның қайтымды циклының термиялық ПӘК:
 (4.14)
 (4.15)
Карноның қайтымды циклының термиялық ПӘК, санды мөлшерге тең болады да, жылулық көзінің абсалютты температураларының (Т1-Т2) айырмасы, оның жылулық көзінің абсалютты температурасының ең жоғарғы температурасы Т1, қатынасына тең.
ІЖПД ЦИКЛДАРЫ
Жылулық двигательдерді екі топқа бөлуге болады: сырттан және іштен жанатын двигательдер.
Іштен жанатын двигательдер: оларға жылуды, жұмыстық денесіне жеткізуді іске асыру – тікелей отынды қоспамен, қажетті санды мөлшердегі ауамен двигательдің ішінде жандырады. Отынның жанғыш бөліктерінің, (C, H, S) химиялық қоспалар нәтижесінде және ауаның оттегімен қосылып, отынның жану өнімі - газды қоспаны құрайды да, ол іштен жанатын двигательдің жұмыстық денесі болады. ІЖД отыны ретінде қандай жанғыш болса да жарайды: қатты, сұйық, газ түріндегі.
Сұйық отын – бензин, спирт, керосин, дизельді отындар, мұнай – белгілі мөлшердегі ауамен тозаңды түрінде двигательге енгізіледі де, осылардың нәтижелерінде жанғыш қоспа пайда болады.
ІЖД циклдары жұмысшы денеге жылуды жеткізу сипаты бойынша, мына үш топқа бөлуге болады:
1) изохора бойынша жылуды жеткізу циклы (Отто);
2) изобара бойынша жылуды жеткізу циклы (Дизель);
3) аралас циклдар, оларға жылуды жеткізу жарым-жартылай изохора бойынша және жарым-жартылай изобара арқылы (Тринклер) іске асырылады.
V = const кезіндегі жылуды жеткізу циклы.
Іштен жанатын двигательдің, жылудинамикалық циклының тұрақты меншікті көлемі кезіндегі, жылудың жеткізілуің қарастырамыз. Двигательдің теориялық индикаторлы диаграммасын қолдана отырып (сур. б) төрттактылы двигательді қарастырамыз.
Поршеньнің төмен жүруі (1 такт) кезінде, двигатель цилиндрі 2, дайын жұмысшы қоспаны сорушы клапан 3 арқылы сорып алады. Бұл қоспа, ыстық ауалы газ немесе сұйық отынның ауалы-булы қоспасы. Теориялық диаграммада сору процесі тұрақты қысым кезінде, яғни атмосфералық қысымда (0-1 сызық) өтеді.
Поршеньнің (1 нүкте) бастапқы жағдайында, сорушы клапан жабылады, одан кейін, поршеньнің жоғарғы (II такт) жүрісі кезінде, цилиндрдегі жұмысшы қоспа адиабатты түрде (1-2 сызық) сығылады. Үйкеліссіз, қайтымды адиабатты сығылу және цилиндрдің қабырғамен жылу алмасуы, теориялық диаграммамен өтеді.
Сығу (2 нүкте) соңында, электр ұшқыны көмегімен қоспа тұтанады. Қоспаның жануы лезде өтеді.
Жану кезіндегі жылудың бөлініп шығу нәтижесінде, (жылуды жеткізу) Р2 ден Р3 дейін, V=const (2-3 изохорлы) сызық бойынша қысым ұлғаяды. Ары қарай, поршень тағы да төмен жылжиды (III такт) да, газдың адиабатты кеңею нәтижесінде өтеді. Бұл жүріс, жұмысшы (3-4 адиабат) жүрісі деп аталады. Осы кезде оң жұмыс атқарылады. Кеңею соңында (4 нүкте), жапқыш клапан ашылады. Сол кезде қысым атмосфералыққа дейін төмендейді. Қысымның төмендеуі V=const (4-1 изохора) сызығы бойынша суыктық көзіне қайтымды жылуды q2 жеткізуімен өтеді.
сурет. Тұрақты көлем кезіндегі жылуды жеткізудегі двигательдің теориялық циклы және сүлбесі: а - жұмыс сүлбесі; б - двигательдер циклының бейнеленуі.
IV такт ашық ауа шығарғыш клапанда іске асырады. Бұл жағдайда, P=const атмосфералық қысым кезіндегі жанған өнім, атмосфераға шығарылады.
Циклдың пайдалы жұмысы, тұйықталған 1234 пішін ауданына тең.
Достарыңызбен бөлісу: |
