ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
МЕХАНИКА-МАТЕМАТИКА ФАКУЛЬТЕТІ
МЕХАНИКА КАФЕДРАСЫ
Пәннің аты:
Термодинамика және жылу-массаалмасу
негіздері
Тақырыбы:
Жылу механизмдері үшін Карно циклі
Дайындаған:
1-курс магистаранты Жұманова Маржан
Жетекші:
ф.-м.ғ.к, доцент Туралина Д.Е.
Жылу механизмдері үшін Карно
циклі
Карно циклі
Анықтамасы:
Карно циклі дегеніміз екі изотермиялық және екі
адиабаттық (изентроптық)
бөліктен тұратын
қайтымды
цикл.
Идеал қуат циклі
*
: екі жылу резервуарының арасында жұмыс істейтін бір де бір
қозғалтқыш бірдей температура арасында жұмыс істейтін Карно қозғалтқышының ПӘК-
інен асып кете алмайды.
•
Ескертпе: Нақты жылу қозғалтқышы әртүрлі айналымдардың себебі ретінде осы циклге
сәйкес жұмыс істей алмайды. Карно циклінің тиімділігі - бұл жылу қозғалтқыштары
үшін эталонды теориялық анықтама.
Жылу қозғалтқышының
циклы
Тоңазытқыш циклы
изотермиялық
изотермиялық
изентропты
изентропты
Тиімділік
Тиімділік
:
жүйенің жұмыс істеуі кезінде жұмсаған
пайдалы
және
толық
энергиялары
қатынасы ретінде анықталады.
• Жүйе қабылдаған бастапқы энергия әрқашан оң болып саналады, бірақ
пайдаланылатын энергия оң немесе теріс болуы мүмкін (жылу қозғалтқышы немесе
жылу насосы). Анықтама бойынша
тиімділік оң қасиет
болып табылады абсолютті
шаманы алымда қолдану.
Карно қозғалтқышының нақты қозғалтқышқа тиімділік қатынасы:
Жылу қозғалтқышының жылу тиімділігі
Анықтама бойынша:
Бірінші заң:
Екінші заң:
Карно қозғалтқышы
: Тек
қайтымды
процестер үшін (Sc = 0)
1-2 Изотермиялық сығылу
2-3 Адиабатты жылыту
3-4 Изотермиялық ұлғаю
4-1 Адиабатты салқындату
«Карно тиімділігі» деп аталатын максималды тиімділік:
карно
Ленуар циклі
2-соққылы
Қозғалтқыштың 3 соққысы (2 поршеньді соққылар):
•
Тазалау
: жұмыс істеліп біткен газды үрлеу (BDC-ге
дейін иінді біліктің айналуы шамамен 75 °) +
жанармай қабылдау
•
Сығу
+ тұтату (тек TDC алдында)
•
Қуат (жұмыс):
газды кеңейту + шығынды(зарядты)
беру
Қозғалтқыштың 3 поршенді соққылар
(
қайтымды
):
0-1 Қабылдау, тұтану
1-2 Жану (изохоралық)
2-3 Ұлғаю (адиабатикалық)
3-1 Шығару (изобаралық)
1 толық айналым = 1 иінді біліктің толық айналысы
Поршеннің айналмалы қозғалысқа айналдыру альтернативті жүрісі(иінді біліктің
жүйесі) қозғалтқыш циклінің көрінісі: p-V диаграммасы
TDC және BDC арасындағы поршеньді соққыларды бақылауға мүмкіндік береді.
Отто циклі
4-соққылы
4 поршеньді соққылар
:
•
Қабылдау
(жанармай-ауа қоспасы
=заряд)
•
Сығу
•
Энергия
:
интенсивті жану *( V = cte)
+
кеңею
•
Шығару
: клапаның ашылуы
(
қысымның бірден төмендеуі V = cte
)
Қозғалтқыштың циклінің 4 соққысы
(
қайтымды
):
1-2 Сығылу (адиабатикалық)
2-3 Жану (изохоралық)
3-4 Кеңейту (адиабатикалық)
4-1 Шығару (изохоралық)
Поршеньдік соққылармен шатастырмаңыз!
қабылдау (0-1), қысу (1-2),
жану-кеңейту (2-3-4), шығару (4-1-0).
1 толық айналым = 2 иінді біліктің толық
айналысы
* Химиялық құрамның реактивтерден (отын + ауа) өнімге (отын: CO2 және H2O) өзгеруі назарға
алынбайды.Тек жанудан босатылған жылу ескеріледі.
Отто циклі
Энергия алмасу
Гипотеза:
диатомдық идеал газ + массаның сақталу заңы (m
ауа
+ m
отын
= m
жанармай
)
Сығылу жұмысы
Жану жылуы (изахора)
Ұлғаю жұмысы
Шығатын жылу
Жылу тиімділігі
Problem: температура
әдетте белгісіз!
Сығылу коэффициенті
ρ = V1/ V2
ЕСЕП
Карно циклі бойынша жұмыс істейтін жылу
двигателі, бір цикл ішінде, қыздырғыштан
Q
1
=3 КДж жылу алады.Қыздырғыш
температурасы T
1
=500K, салқындатқыш
температурасы T
2
=300K. Бір цикл ішінде
жасылынған жұмысты A-ны , бір цикл ішінде
салқындатқышқа берілетін жылу мөлшерін Q-
ды тап?
Бақылау сұрақтары
•
Карно циклі дегеніміз не?
•
Тиімділікті қалай анықтаймыз?
•
Қайтымды процесс дегеніміз не?
Достарыңызбен бөлісу: | 
