1

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

1

Jacek Je

ż

owski

Jacek Je

ż

owski

TERMODYNAMIKA TECHNICZNA

TERMODYNAMIKA TECHNICZNA

I CHEMICZNA

I CHEMICZNA

WYKŁAD 4

WYKŁAD 4

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

2

Podstawy

Podstawy

Jednym ze sposobów utrzymywania w układzie
temperatury ni

ż

szej ni

ż

temperatura otoczenia,

jest

pobieranie

z

tego

układu

ciepła

i

przekazywanie go do otoczenia.

Poniewa

ż

w tym przypadku ciepło musi by

ć

przekazywane ze

ź

ródła o temperaturze ni

ż

szej,

do

ź

ródła o temperaturze wy

ż

szej, konieczne

jest

„wymuszenie”

tego

przepływu

przez

wprowadzenie do układu

energii

energii w

w postaci

postaci

pracy

pracy

.

Obiegi chłodnicze

Obiegi chłodnicze

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

3

Chłodzenie

realizowane

jest

podczas

odpowiednich

lewo

lewo bie

ż

nych

bie

ż

nych cykli

cykli

(obiegów)

termodynamicznych,

tj.

ci

ą

gu

przemian,

w

których

stan

ko

ń

cowy

jest

identyczny

identyczny

z

pocz

ą

tkowym.

Obiegi lewo bie

ż

ne, to takie, dla których kolejne

stany s

ą

uło

ż

one odwrotnie ni

ż

przy obiegu

wskazówek zegara

Ideowy

obieg

termodynamiczny

mo

ż

na

przedstawi

ć

na wykresie p-V.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

4

3, 4 punkty martwe

3 –4 ekspansja

4 – 3 kompresja

Q

d

– ciepło dostarczone do obiegu

(

odebrane z lodówki

)

1, 2 punkty adiatermiczne

1 – 2 pobieranie ciepła

2 – 1 oddawanie ciepła

Q

w

– ciepło oddane przez układ do otoczenia

V

1

p

2

L

ob

4

3

lodówka

otoczenie

Q

D

Q

w

adiaterma

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

5

Dla

1

cyklu

(obiegu)

lewo

bie

ż

nego

odwracalnego praca jest dodatnia (

L

L

ob

ob

>

> 0

0

) i jest

równa:

o

chodniczeg

obiegu

dla

L

L

ekspansja

ex

,

kompresja

k

0

L

;

0

L

L

L

L

ex

k

ex

k

ex

k

ob

⇒

⇒

⇒

⇒

>>>>

−−−−

−−−−

<<<<

>>>>

++++

====

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

6

Dla

Dla cyklu

cyklu nieodwracalnego

nieodwracalnego musimy

musimy uwzgl

ę

dni

ć

uwzgl

ę

dni

ć

prac

ę

prac

ę

tarcia

tarcia L

L

ff

Czyli

Czyli::

0

L

bo

L

L

f

ob

z

,

ob

>>>>

>>>>

Całkowity

Całkowity bilans

bilans energetyczny

energetyczny układu

układu::

W

D

z

,

ob

W

D

z

,

ob

Q

Q

L

0

Q

Q

L

−−−−

−−−−

====

====

++++

++++

f

ob

ex

,

f

ex

k

,

f

k

z

,

ob

L

L

L

L

L

L

L

++++

====

++++

++++

++++

====

2

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

7

poniewa

ż

poniewa

ż

czyli

czyli energia

energia cieplna

cieplna odprowadzona

odprowadzona z

z obiegu

obiegu

jest

jest

WI

Ę

KSZA

WI

Ę

KSZA

ni

ż

ni

ż

energia

energia cieplna

cieplna doprowadzona

doprowadzona

do

do niego

niego..

Dla

Dla porównania

porównania ró

ż

nych

ró

ż

nych obiegów

obiegów chłodniczych

chłodniczych

wprowadzono

wprowadzono

tzw

tzw..

sprawno

ść

sprawno

ść

chłodzenia

chłodzenia

(działania

(działania zi

ę

biarki)

zi

ę

biarki)..

!!!

Q

Q

to

0

L

i

0

Q

;

0

Q

D

w

z

,

ob

W

D

>>>>

>>>>

<<<<

>>>>

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

8

UWAGA

UWAGA::

εεεεεεεε

mo

ż

e

mo

ż

e by

ć

by

ć

>

> 1

1..

W

D

D

z

,

ob

D

Q

Q

Q

L

Q

−−−−

−−−−

====

≡≡≡≡

εεεε

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

9

Cykl

Cykl Carnota

Carnota

Wybrane cykle chłodnicze

Wybrane cykle chłodnicze

Cykl Carnot’a (gazowy) jest obiegiem

„teoretycznym” (tzn. niemo

ż

liwym do

praktycznej realizacji), słu

żą

cym jako cykl

porównawczy dla innych obiegów, poniewa

ż

jego sprawno

ść

mo

ż

liwa (teoretycznie) do

osi

ą

gni

ę

cia jest maksymalna (najwi

ę

ksza

spo

ś

ród wszystkich mo

ż

liwych realizacji)

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

10

1-2

ekspansja czynnika od p

1

do p

2

i izotermiczne przekazywanie ciepła

w temperaturze T

1

(„lodówki”) od układu chłodzonego do czynnika

2-3

spr

ęż

anie izentropowe do ci

ś

nienia p

3

, wzrost temperatury do T

2

3-4

spr

ęż

anie

izotermiczne

w

temperaturze

T

2

i

izotermiczne

przekazywanie ciepła do otoczenia

4-1

ekspansja izentropowa do temperatury lodówki (T

1

)

S

1

T

2

4

3

Q

D

Q

W

T

2

T

1

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

11

sprawno

ść

sprawno

ść

cyklu

cyklu::

St

ą

d

St

ą

d wynika

wynika

,

ż

e praca w obiegu Carnot’a wynosi:

((((

))))

1

2

1

D

ob

D

W

D

ob

T

T

T

Q

L

Q

Q

Q

L

−−−−

====

εεεε

====

−−−−

−−−−

====

Jest to

minimalny

minimalny

nakład energii na sposób pracy,

mo

ż

liwy do osi

ą

gni

ę

cia w jakimkolwiek obiegu

chłodniczym

i

jednocze

ś

nie

definicja

definicja

egzergii

egzergii

strumienia ciepła.

1

2

1

2

1

1

W

D

D

T

T

T

)

S

T

(

S

T

S

T

Q

Q

Q

−−−−

====

∆∆∆∆

−−−−

−−−−

∆∆∆∆

−−−−

∆∆∆∆

====

−−−−

−−−−

====

εεεε

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

12

Cykl

Cykl Rankina

Rankina

1-2

izobaryczne

przekazanie

ciepła

od

układu

(przy

p

1

)

do

czynnika

termodynamicznego

2-3

spr

ęż

anie izentropowe do ci

ś

nienia p

2

, wzrost temperatury do T

3

3-4

izobaryczne przekazanie ciepła od czynnika (przy p

2

) do otoczenia

4-1

ekspansja izentropowa do temperatury lodówki (T

1

)

S

1

T

2

4

3

Q

D

Q

W

T

2

T

1

T

4

p

2

p

1

3

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

13

Je

ż

eli

przyjmiemy,

ż

e

ciepło

przekazywane

jest

przeponowo, to procesy 1-2 i 3-4 mo

ż

na przedstawi

ć

nast

ę

puj

ą

co:

L(F)

T

T

2

T

1

L(F)

T

T

3

T

4

Przemiana 1-2

Przemiana 3-4

lodówka

otoczenie

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

14

Je

ż

eli pojemno

ść

cieplna otoczenia, czy lodówki, jest

znacznie wi

ę

ksza ni

ż

pojemno

ść

cieplna czynnika

termodynamicznego, to mo

ż

na przyj

ąć

lini

ę

prost

ą

.

Porównanie sprawno

ś

ci:

Porównanie sprawno

ś

ci:

a

'

Carnot

Rankina

εεεε

<<<<

εεεε

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

15

Obieg

Obieg dwufazowy

dwufazowy

Wad

ą

obiegu Rankina jest stosowanie gazu, jako

czynnika termodynamicznego. Gazy maj

ą

mał

ą

pojemno

ść

ciepln

ą

, st

ą

d te

ż

konieczne jest

stosowanie du

ż

ych ilo

ś

ci czynnika.

Wad

ę

t

ą

eliminuje si

ę

w

cyklu

cyklu dwufazowym

dwufazowym

, w

którym gaz (para) skraplany jest do cieczy,
wykorzystuje si

ę

wi

ę

c

ciepło

ciepło przemiany

przemiany fazowej

fazowej

.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

16

4

P

2

p

1

H

Q

W

Q

D

H = idem

S = idem

1

2

4

3

1

3

Sprawno

ść

Sprawno

ść

chłodnicza

chłodnicza tego

tego cyklu

cyklu mo

ż

na

mo

ż

na obliczy

ć

obliczy

ć

::

1

2

4

1

2

4

4

1

4

1

W

D

D

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

Q

Q

Q

−−−−

−−−−

====

++++

−−−−

++++

−−−−

−−−−

====

−−−−

−−−−

====

εεεε

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

17

MINIMALNA PRACA CHŁODZENIA

MINIMALNA PRACA CHŁODZENIA /

/

SKRAPLANIA

SKRAPLANIA

Nale

ż

y okre

ś

li

ć

minimalny nakład energii na

sposób

pracy,

potrzebnej

do

izobarycznego

ochłodzenia

(skroplenia)

1

mola

gazu

od

temperatury T

1

do T

2

.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

18

Ze wzgl

ę

du na najwy

ż

sz

ą

sprawno

ść

chłodnicz

ą

obiegu Carnot’a (L

ob

minimalne) skonstruujmy

takie urz

ą

dzenie chłodnicze, które b

ę

dzie si

ę

składało z sekwencji ró

ż

niczkowych cykli

Carnot’a, pracuj

ą

cych pomi

ę

dzy T

1

a T, gdzie T

jest temperatur

ą

lodówki dla ka

ż

dego

ró

ż

niczkowego cyklu,

.

1

2

T

T

T

≤≤≤≤

≤≤≤≤

4

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

19

Uwaga

Uwaga:: T

T zmienia

zmienia si

ę

si

ę

przemianie

przemianie izobarycznej

izobarycznej

Urz

ą

dzenie takie mo

ż

na traktowa

ć

jako szeregowe

poł

ą

czenie cykli ró

ż

niczkowych Carnot’a. Je

ż

eli cykle s

ą

rzeczywi

ś

cie ró

ż

niczkowe, to mo

ż

na odpowiednio

przeprowadzi

ć

izobar

ę

przez punkty mi

ę

dzy T

1

i T

2

.

S

p

T

2

T

1

T

2

L

min

1

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

20

Praca,

dla

takiej

maszyny

chłodniczej

jest

minimalna (

L

L

min

min

).

((((

))))

ds

T

ds

T

ds

T

T

L

L

2

1

2

1

2

1

S

S

S

S

1

S

S

1

ró

ż

.

Car

,

ob

min

∫∫∫∫

∫∫∫∫

∫∫∫∫

∫∫∫∫

−−−−

====

−−−−

====

====

dla obiegu ró

ż

niczkowego mamy:

T

T

T

Tds

L

L

Q

T

T

T

1

ob

ob

D

1

−−−−

====

====

−−−−

====

εεεε

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

21

czyli praca ka

ż

dego obiegu wynosi:

dS

)

T

T

(

L

1

ob

−−−−

====

praca minimalna jest wi

ę

c równa

ds

T

ds

T

L

2

1

2

1

S

S

S

S

1

min

∫∫∫∫

∫∫∫∫

−−−−

====

Warto

ść

drugiej całki mo

ż

na obliczy

ć

z I zasady

termodynamiki (proces odwracalny).

∫∫∫∫

∫∫∫∫

∫∫∫∫

====

====

Vdp

Tds

dH

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

22

Poniewa

ż

p = const to:

H

S

T

L

dH

Tds

1

min

∆∆∆∆

−−−−

∆∆∆∆

====

====

∫∫∫∫

∫∫∫∫

Wzór

Wzór ten

ten jest

jest podstaw

ą

podstaw

ą

do

do interpretacji

interpretacji na

na

wykresach

wykresach termodynamicznych

termodynamicznych L

L

min

min

chłodzenia

chłodzenia ii

skraplania

skraplania..

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

23

S

1

H

2

α

S

1

T

2

p

L

min

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

24

W procesie rzeczywistym niemo

ż

liwe jest

izobaryczne

izobaryczne odwracalne

odwracalne

ochłodzenie czy

skroplenie gazu. St

ą

d te

ż

praca wło

ż

ona w

obieg rzeczywisty musi by

ć

wi

ę

ksza od

L

min

.

5

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

25

Skraplanie gazów

Skraplanie gazów

Rozpatrzmy

2

schematy

stosowanych

obiegów

do

skraplania gazów.

1

T

2

p

1

p

2

H

1

2

4

3

4’

5

5

4”

4’

4”

4

3

1’

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

26

Obliczmy dla tego procesu ilo

ść

otrzymanej

cieczy, oraz nakład pracy potrzebnej do jej
wytworzenia.
Obliczenia b

ę

d

ą

prowadzone dla 1 mola powietrza

jako surowca a przez X oznaczymy ilo

ść

moli

(ułamek mola) wytworzonej cieczy.
Bilans energetyczny dla osłony adiabatycznej
przedstawionej na rysunku:

'

4

5

2

5

5

'

4

2

H

H

H

H

X

H

)

X

1

(

XH

H

−−−−

−−−−

====

−−−−

++++

====

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

27

Je

ż

eli zało

ż

ymy,

ż

e wymiennik ciepła ma tak du

żą

powierzchni

ę

,

ż

e:

Energia na sposób pracy wprowadzona jest do
obiegu podczas izotermicznego spr

ęż

ania, jest to

praca techniczna .
Je

ż

eli odniesiemy j

ą

do ilo

ś

ci cieczy X, to

otrzymamy teoretyczny nakład pracy, potrzebny
do otrzymania jednego mola skroplin.

'

4

1

2

1

1

2

H

H

H

H

X

to

T

T

−−−−

−−−−

====

====

(((( ))))

X

L

L

T

t

====

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

28

Z powy

ż

szych wzorów wynika,

ż

e zarówno

X

X

jak i

L

L

zale

żą

od

H

H

2

2

,

czyli praktycznie od

p

p

2

2

(

p

p

2

2

jak

jak najwi

ę

ksze

najwi

ę

ksze

).

Je

ż

eli uwzgl

ę

dnimy,

ż

e:

i wstawimy do odpowiedniego wzoru na X, to:

(((( ))))

S

T

H

L

T

t

∆∆∆∆

−−−−

∆∆∆∆

====

[[[[

]]]]((((

))))

((((

))))

'

4

1

2

1

2

1

1

'

4

1

2

1

2

1

1

2

1

T

t

H

H

H

H

S

S

T

1

H

H

H

H

)

S

S

(

H

H

H

)

L

(

−−−−

























−−−−

−−−−

++++

−−−−

====

====

−−−−

−−−−

++++

−−−−

−−−−

++++

−−−−

====

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

29

Minimalna warto

ść

H

2

wyst

ą

pi gdy ci

ś

nienie p

2

odczytane b

ę

dzie z

linii

linii inwersji

inwersji

.

Praktycznie

nale

ż

ałoby

przeprowadzi

ć

optymalizacj

ę

p

2

przy przyj

ę

ciu

kryterium

optymalno

ś

ci np. ekonomicznego.

W

celu

oszacowania

nieidealno

ś

ci

procesu

wprowadza si

ę

tzw. nadwy

ż

k

ę

pracy

∆∆∆∆∆∆∆∆

L

L

ponad

prac

ę

minimaln

ą

, jak

ą

nale

ż

ałoby wło

ż

y

ć

, liczon

ą

na jeden mol gazu.

(((( ))))

min

T

t

L

X

L

L

⋅⋅⋅⋅

−−−−

====

∆∆∆∆

bo

∆∆∆∆

L na 1 mol

a L na 1 mol cieczy

)

L

l

(

X

min

−−−−

⋅⋅⋅⋅

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

30

Warto

ść

∆∆∆∆∆∆∆∆

L

L

zale

ż

y

głównie

od

nieodwracalno

ś

ci

wyst

ę

puj

ą

cych

w

dwu

etapach procesu:

•

nieizotermiczne

przekazywanie

ciepła

w

wymienniku (proces odwracalny jest tylko

wtedy gdy wymiana ciepła jest izotermiczna),

•

nieodwracalno

ś

ci na zaworze dławi

ą

cym.

6

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

31

Ulepszenie

Ulepszenie cyklu

cyklu Lindego

Lindego

Ulepszenia

cyklu

Lindego

maj

ą

na

celu

zmniejszenie

nieodwracalno

ś

ci

na

zaworze

dławi

ą

cym i na wymienniku.

Redukcja

Redukcja nieodwracalno

ś

ci

nieodwracalno

ś

ci na

na zaworze

zaworze

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

32

1-2 dwustopniowa kompresja 1-1’ i 1’-2; 2-3 chłodzenie w wymienniku
ciepła; 3-3’ dławienie izentalpowe I stopie

ń

Po 3’ cz

ęść

ochłodzonego gazu zawraca si

ę

na II stopie

ń

kompresji,

reszta dławiona jest izentalpowo na odcinku 3’-4.

Nieodwracalno

ś

ci

Nieodwracalno

ś

ci s

ą

s

ą

mniejsze

mniejsze ni

ż

ni

ż

w

w klasycznym

klasycznym cyklu

cyklu Lindego,

Lindego, bo

bo

tylko

tylko cz

ęść

cz

ęść

gazu

gazu jest

jest dławiona

dławiona w

w całym

całym zakresie

zakresie ci

ś

nienia

ci

ś

nienia p

p

1

1

→

→

→

→

→

→

→

→

p

p

2

2

1

T

2

p

1

p

2

H

4’

4”

4

3’

1’

p

2’

3

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

33

Redukcja

Redukcja nieodwracalno

ś

ci

nieodwracalno

ś

ci na

na wymienniku

wymienniku ciepła

ciepła

1, 6

T

2

H

1

2

4

3

4’

5

5

4”

4’

4”

4

3

Q

1

6

Q

2

Q

1

Q

1

Q

2

p

1

p

2

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

34

Bilans

Bilans energetyczny

energetyczny

((((

))))

2

'

4

1

2

Q

H

'

X

H

X

1

H

++++

++++

−−−−

====

'

4

1

2

'

4

1

2

1

H

H

Q

H

H

H

H

'

X

−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

====

poniewa

ż

Q

Q

2

2

< 0

< 0

to

X’ > X

X’ > X

cyklu Lindego

(((( ))))

2

D

D

chlodn

,

ob

chlodn

,

ob

T

t

Q

Q

;

Q

L

L

'

X

L

'

L

====

εεεε

====

++++

====

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

35

bo jest to ciepło odebrane od gazu skraplanego,
dostarczone do maszyny chłodz

ą

cej

(((( ))))

o

deg

Lin

,

ob

D

T

t

L

'

L

Q

'

X

L

'

L

<<<<

⇒

⇒

⇒

⇒

εεεε

++++

====

bo Q

bo Q

D

D

jest ujemne

jest ujemne

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

36

Cykl Claud

Cykl Claude’

e’a

a

1

H

2

p

1

p

2

S

1

2

4

3

4’

5

5

4”

4’

4

3

L

k

L

e

x

e

x

c

6

6

4”

7

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

37

L

L

e

e

–

– praca

praca w

w procesie

procesie ekspansji

ekspansji adiatermicznej

adiatermicznej

nieodwracalnej

nieodwracalnej w

w praktyce

praktyce ale

ale

≈≈≈≈≈≈≈≈

izentropowej

izentropowej

Bilans energetyczny

Bilans energetyczny::

((((

))))

((((

))))

5

6

e

e

6

e

2

5

e

c

'

4

c

1

H

H

X

L

H

X

H

H

X

X

H

X

1

F

−−−−

====

++++

−−−−

++++

++++

−−−−

bo

;

L

L

e

e

ujemne

ujemne

X

e

= ilo

ść

moli gazu podlegaj

ą

ca ekspansji /

całkowita ilo

ść

gazu

(((( ))))

s

t

e

L

L

≈≈≈≈

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

38

(((( ))))

(((( ))))

((((

))))

Linde

c

c

5

6

e

c

T

t

c

e

c

T

t

c

L

L

X

H

H

X

X

L

X

L

X

L

L

<<<<

−−−−

++++

====

++++

====

X

X

C

C

> X

> X

Linde

Linde

H

6

-H

5

jest ujemne

X

X

Linde

Linde

'

4

1

5

6

e

'

4

1

2

1

c

H

H

H

H

X

H

H

H

H

X

−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

====

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

39

Pompa

Pompa ciepła

ciepła

Oprócz obiegów chłodniczych, tak

ż

e pompy ciepła

pracuj

ą

w obiegach lewo bie

ż

nych. Podstawow

ą

ró

ż

nic

ą

jest to,

ż

e zakres temperatury pracy jest

powy

ż

ej temperatury otoczenia.

Zasadniczym celem zastosowania pomp ciepła jest
zwi

ę

kszenie

temperatury

czynnika

termodynamicznego.

Najprostszym

przykładem

pompy ciepła w technologiach chemicznych s

ą

procesy

zat

ęż

ania

w

wyparkach.

Opary

rozpuszczalnika s

ą

spr

ęż

ane do wy

ż

szego ci

ś

nienia

(tym samym maj

ą

wy

ż

sz

ą

temperatur

ę

) i nast

ę

pnie

stosowane jako czynnik grzewczy. Coraz cz

ęś

ciej

stosuje si

ę

pompy ciepła w destylacji.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

40

Coraz cz

ęś

ciej stosuje si

ę

pompy ciepła w destylacji.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

41

OBIEGI

OBIEGI PRAWOBIE

Ż

NE

PRAWOBIE

Ż

NE (SILNIKI

(SILNIKI CIEPLNE)

CIEPLNE)

Zasadniczym celem obiegu prawo bie

ż

nego jest

wytwarzanie energii na sposób pracy. Energia
cieplna pobierana jest w

ź

ródle o temperaturze

wy

ż

szej i oddawana (cz

ęść

z pobranej) w

ź

ródle o

temperaturze ni

ż

szej a równocze

ś

nie nast

ę

puje

zamiana ciepła na prac

ę

.

)

Q

Q

Q

(

0

Q

;

0

L

w

d

ob

ob

ob

++++

====

>>>>

<<<<

sprawno

ść

sprawno

ść

obiegu

obiegu::

[[[[

]]]]

d

w

d

d

ob

ob

Q

Q

Q

Q

L

−−−−

−−−−

====

====

ηηηη

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

42

Obieg

Obieg Carnota

Carnota (prawo

(prawo bie

ż

ny)

bie

ż

ny)

S

1

T

2

4

3

Q

D

Q

W

T

2

T

1

[[[[

]]]]

((((

))))

1

2

1

2

1

1

2

1

d

w

d

C

T

T

1

T

T

T

S

T

S

T

S

T

Q

Q

Q

−−−−

====

−−−−

====

====

∆∆∆∆

∆∆∆∆

−−−−

−−−−

∆∆∆∆

−−−−

====

−−−−

−−−−

====

ηηηη

8

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

43

Warto

ść

Warto

ść

ηηηηηηηη

=

= 1

1 gdy

gdy

T

T

2

2

=

= 0

0 K

K !!!

!!!

min

T

i

max

T

gdy

max

2

1

→

→

→

→

→

→

→

→

→

→

→

→

ηηηη

Warto

ść

Warto

ść

T

T

1

1

ograniczona

ograniczona jest

jest wytrzymało

ś

ci

ą

wytrzymało

ś

ci

ą

materiału

materiału ii

w

w praktyce

praktyce osi

ą

ga

osi

ą

ga warto

ść

warto

ść

ok

ok.. 1200

1200 K,

K, natomiast

natomiast T

T

2

2

ograniczona

ograniczona jest

jest temperatur

ą

temperatur

ą

czynników

czynników chłodniczych,

chłodniczych,

jak

jak np

np.. powietrze,

powietrze, woda

woda chłodz

ą

ca,

chłodz

ą

ca, a

a wi

ę

c

wi

ę

c wynosi

wynosi ok

ok..

293

293 K

K..

Wobec

Wobec tego

tego

75

,

0

1200

293

1

C

====

−−−−

≈≈≈≈

ηηηη

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

44

Nale

ż

y

Nale

ż

y

pami

ę

ta

ć

,

pami

ę

ta

ć

,

ż

e

ż

e

jest

jest

to

to

oszacowanie

oszacowanie

sprawno

ś

ci

sprawno

ś

ci obiegu

obiegu odwracalnego,

odwracalnego, niemo

ż

liwej

niemo

ż

liwej

do

do

osi

ą

gni

ę

cia

osi

ą

gni

ę

cia

w

w

rzeczywistych

rzeczywistych

obiegach

obiegach

nieodwracalnych

nieodwracalnych..

D

W

ob

ob

W

D

Q

Q

0

L

0

L

Q

Q

<<<<

⇒

⇒

⇒

⇒

<<<<

====

++++

++++

W

2

1

2

ob

Q

T

T

T

L

−−−−

====

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

45

Turbina

Turbina parowa

parowa --

Obieg

Obieg Rankina

Rankina

Ze

Ze wzgl

ę

du

wzgl

ę

du na

na niemo

ż

liwo

ść

niemo

ż

liwo

ść

realizacji

realizacji wymiany

wymiany ciepła

ciepła

w

w przemianie

przemianie izotermicznej,

izotermicznej, zastosowano

zastosowano przemian

ę

przemian

ę

izobaryczno

izobaryczno--izotermiczn

ą

izotermiczn

ą

w

w obszarze

obszarze pary

pary mokrej

mokrej..

S

1

T

2

p

2

Q

d

Q

w

4

4’

3

3’

p

1

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

46

Jednak

ż

e

Jednak

ż

e realizacja

realizacja procesu

procesu izentropowego

izentropowego spr

ęż

ania

spr

ęż

ania

jest

jest praktycznie

praktycznie niewykonalna

niewykonalna dla

dla obu

obu wariantów

wariantów (na

(na

rysunku)

rysunku)..

••

Przemiana

Przemiana 3

3

→

→

→

→

→

→

→

→

4

4 znajduje

znajduje si

ę

si

ę

w

w obszarze

obszarze pary

pary o

o du

ż

ej

du

ż

ej

zwarto

ś

ci

zwarto

ś

ci

cieczy

cieczy

wrz

ą

cej,

wrz

ą

cej,

wobec

wobec tego

tego

utrzymanie

utrzymanie

warunku

warunku wyrównania

wyrównania temperatury

temperatury obu

obu faz

faz (parowej

(parowej ii

ciekłej)

ciekłej)

wymagałoby

wymagałoby

bardzo

bardzo

powolnego

powolnego

przebiegu

przebiegu

procesu

procesu spr

ęż

ania

spr

ęż

ania..

••

W

W przemianie

przemianie 3

3’’

→

→

→

→

→

→

→

→

4

4’’ konieczne

konieczne jest

jest spr

ęż

anie

spr

ęż

anie cieczy

cieczy

do

do ci

ś

nienia

ci

ś

nienia rz

ę

du

rz

ę

du kilku

kilku milionów

milionów Pa

Pa..

Rankin

Rankin zaproponował

zaproponował urealnienie

urealnienie procesu,

procesu, w

w postaci

postaci

nast

ę

puj

ą

cego

nast

ę

puj

ą

cego obiegu

obiegu::

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

47

1

1

→

→

→

→

→

→

→

→

2

2 izentropowe

izentropowe rozpr

ęż

anie

rozpr

ęż

anie

2

2

→

→

→

→

→

→

→

→

3

3 izobaryczne

izobaryczne ii równocze

ś

nie

równocze

ś

nie izotermiczne

izotermiczne skraplanie

skraplanie

3

3

→

→

→

→

→

→

→

→

4

4 izochoryczne

izochoryczne spr

ęż

anie

spr

ęż

anie cieczy

cieczy (ciecz

(ciecz jest

jest nie

ś

ci

ś

liwa)

nie

ś

ci

ś

liwa)

4

4

→

→

→

→

→

→

→

→

5

5 izobaryczne

izobaryczne ogrzewanie

ogrzewanie do

do wrzenia

wrzenia

5

5

→

→

→

→

→

→

→

→

1

1 odparowanie,

odparowanie, przy

przy stałym

stałym ci

ś

nieniu

ci

ś

nieniu ii temperaturze

temperaturze

S

1

T

2

Q

d

Q

w

5

p

1

p

2

3

4

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

48

Uwaga

Uwaga

,, w

w rzeczywisto

ś

ci

rzeczywisto

ś

ci ró

ż

nica

ró

ż

nica pomi

ę

dzy

pomi

ę

dzy p

p

3

3

a

a p

p

4

4

jest

jest mała,

mała, rz

ę

du

rz

ę

du kilku

kilku barów

barów..

Schemat

Schemat aparaturowy

aparaturowy::

1

2

Q

w

Q

d

3

4

5

chłodnica

wymiennik

ciepła

turbina

kocioł

9

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

49

Sprawno

ść

Sprawno

ść

cyklu

cyklu Rankina

Rankina jest

jest zale

ż

na

zale

ż

na od

od ci

ś

nie

ń

ci

ś

nie

ń

p

p

1

1

ii p

p

2

2

..

Ci

ś

nienie

Ci

ś

nienie p

p

1

1

jest

jest limitowane

limitowane praktycznie

praktycznie kotłami,

kotłami,

natomiast

natomiast p

p

2

2

jest

jest ograniczone

ograniczone stopniem

stopniem sucho

ś

ci

sucho

ś

ci

pary

pary (powinien

(powinien by

ć

by

ć

du

ż

y)

du

ż

y)..

W

W praktyce

praktyce sprawno

ść

sprawno

ść

obiegu

obiegu Rankina

Rankina jest

jest niska

niska

ii wynosi

wynosi ok

ok.. 0

0,,15

15..

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

50

Usprawnienia

Usprawnienia Cyklu

Cyklu Rankina

Rankina

a)

W celu zwi

ę

kszenia temperatury poboru

ciepła T

1

a

ż

prawie do granic wytrzymało

ś

ci

materiału kotła, stosuje si

ę

par

ę

par

ę

przegrzan

ą

przegrzan

ą

.

Eliminuje

si

ę

w

ten

sposób

ograniczenia

wynikaj

ą

ce

z

konieczno

ś

ci

utrzymania

wysokiego

stopnia

sucho

ś

ci

pary jak

i

ograniczenia

wynikaj

ą

ce

z

punktu

krytycznego wody:

T

T

k

k

=

= 374

374

o

o

C,

C, p

p

k

k

=

= 22

22,,1

1 MPa

MPa

(bo para ma T>T

k

).

Wobec

tego

usprawnienie

cyklu

Rankina

polega

na

zast

ą

pieniu

pary

mokrej

par

ą

przegrzan

ą

.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

51

S

6

T

2

Q

d

Q

w

5

p

1

p

2

3

4

1

2

Q

w

Q

d

3

4

5

1

6

przegrzewacz

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

52

b)

Nast

ę

pn

ą

modyfikacj

ą

cyklu Rankina jest

mo

ż

liwo

ść

regulacji temperatury przegrzania

pary (punkt 1), z równoczesnym doborem

ci

ś

nienia w kotle (punkt 5). Odpowiedni

dobór

tych

parametrów

umo

ż

liwia

zwi

ę

kszenie sprawno

ś

ci do ok.

0,45

, przy p

1

= 17 MPa i p

2

= 4 MPa.

Nale

ż

y przy tym uwzgl

ę

dnia

ć

parametry pary w

punkcie

2,

bo

jest

to

najcz

ęś

ciej

równocze

ś

nie cykl grzewczy.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

53

Analiza

Analiza wpływu

wpływu temperatury

temperatury ii ci

ś

nienia

ci

ś

nienia::

Wpływ

Wpływ temperatury

temperatury przegrzania

przegrzania (stałe

(stałe ci

ś

nienie

ci

ś

nienie w

w

kotle)

kotle)

Rozpatrujemy

Rozpatrujemy 2

2 wersje

wersje procesu

procesu:: przegrzanie

przegrzanie do

do

temperatury

temperatury T

T

1

1’’

wraz

wraz z

z rozpr

ęż

eniem

rozpr

ęż

eniem do

do T

T

2

2’’

oraz

oraz

przegrzanie

przegrzanie

do

do

temperatury

temperatury

T

T

1

1”

”

wraz

wraz

z

z

rozpr

ęż

eniem

rozpr

ęż

eniem do

do T

T

2

2”

”

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

54

S

6

T

2’

Q

d

Q

w

5

p

1

p

2

3

4

1’

T

1’

T

1”

1”

2”

Dla przegrzania do T

1”

uzyskuje si

ę

wy

ż

sz

ą

temperatur

ę

T

2”

ale te

ż

wi

ę

ksz

ą

rozbie

ż

no

ść

z cyklem Carnot’a - konieczna

optymalizacja kompromisowa.

10

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

55

Wpływ ci

ś

nienia w kotle (ustalona temperatura

Wpływ ci

ś

nienia w kotle (ustalona temperatura

przegrzania pary)

przegrzania pary)

S

6

T

2’

Q

d

Q

w

5

p

1”

p

2

3

4

1’

1”

2”

p

1’

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

56

•

Przy ni

ż

szym ci

ś

nieniu p

1”

wi

ę

ksza rozbie

ż

no

ść

z

cyklem Carnot’a,

•

przy wy

ż

szym ci

ś

nieniu p

1’

mniejsza rozbie

ż

no

ść

z cyklem Carnot’a ale gorsze parametry po
rozpr

ęż

aniu (punkt 2’).

TENDENCJA

TENDENCJA

: stosowa

ć

wysokie p

1

.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

57

c)

Jeszcze inna mo

ż

liwo

ść

ulepszenia cyklu

Rankina, przegrzanie mi

ę

dzystopniowe pary

polega to na podziale procesu rozpr

ęż

ania na

stopnie (ka

ż

dy stopie

ń

to turbina) oraz na

przegrzaniu pary pomi

ę

dzy

stopniami.

Wynikiem przegrzania mi

ę

dzystopniowego jest

zmniejszenie

nieodwracalno

ś

ci

wymiany

ciepła w chłodnicy. Poza tym uzyskuje si

ę

„dobre” parametry pary odlotowej z punktu
2, która jest czynnikiem grzewczym.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

58

S

T

5

p

2

3

4

2

przegrzania

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

59

d)

Nast

ę

pna

modyfikacja

cyklu

Rankina

to

mi

ę

dzystopniowa regeneracja ciepła. Polega

ona na zastosowaniu pary upustowej ze

stopni turbiny (rozpr

ęż

ania) do podgrzania

wody

podawanej

do

kotła.

Z

termodynamicznego punktu widzenia nazywa

si

ę

to

„karnotyzacj

ą

”

„karnotyzacj

ą

”

obiegu

Rankina.

Prostok

ą

tny cykl Carnot’a stara si

ę

zamieni

ć

na równoległobok, który b

ę

dzie miał t

ę

sam

ą

powierzchni

ę

, czyli t

ę

sam

ą

warto

ść

pracy

obiegu.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

60

S

T

Q

d

Q

w

p

1

p

2

Q

w

Q

d

Schemat aparaturowy

11

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

61

Carnotyzacja w obszarze
pary mokrej

S

T

Q

d

Q

w

p

1

p

2

N
n - liczba stopni

Carnotyzacja przy przegrzaniu
(gorsza)

S

T

Q

d

Q

w

p

1

p

2

W praktyce stosuje si

ę

do 9 stopni, co umo

ż

liwia

zwi

ę

kszenie sprawno

ś

ci o ok.

5

5--14

14

%.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

62

Turbina gazowa

Turbina gazowa

Turbiny gazowe, podobnie jak turbiny parowe,

słu

żą

do generowania du

ż

ych mocy, ale w

przypadkach, gdy konieczny jest mały ci

ęż

ar

urz

ą

dzenia (przede wszystkim w lotnictwie).

Turbiny gazowe dziel

ą

si

ę

na pracuj

ą

ce w

systemie otwartym i zamkni

ę

tym. W układzie

otwartym

(przemiana

przepływowa)

gaz

pobierany

jest

z

otoczenia

i

oddawany

z

powrotem do otoczenia w ka

ż

dym cyklu.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

63

Ciepło dostarczone jest w komorze spalania,

przez

wtrysk

paliwa

i

zapłon

mieszanki

paliwowej.

Q

D

1

2

Q

W

3

4

1

2

3

4

wylot

gaz

spalanie

Cykl otwarty

Cykl zamkni

ę

ty

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

64

W układzie zamkni

ę

tym nie ma komory spalania,

s

ą

natomiast dwa wymienniki ciepła: górny –

grzejnik i dolny- chłodnica.

Obieg zamkni

ę

ty umo

ż

liwia stosowanie ró

ż

nych,

nawet

drogich,

gazów

o

odpowiednich

wła

ś

ciwo

ś

ciach.

Wad

ą

jego

jest

natomiast,

konieczno

ść

stosowania wymienników ciepła

(koszt materiałów konstrukcyjnych).

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

65

Obieg

Obieg Joule’a

Joule’a

(patrz Rankina w chłodnictwie)

2

1

T

T

1

−−−−

====

ηηηη

S

1

T

2

4

3

Q

D

Q

W

T

2

T

1

p

2

p

1

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

66

Je

ż

eli teraz zastosujemy stosunek spr

ęż

ania:

oraz równanie izoentropy dla gazu

doskonałego

to uzyskujemy dla obiegów odwracalnych:

1

2

p

p

====

ξξξξ

χχχχ

−−−−

χχχχ













====

1

1

2

1

2

p

p

T

T

χχχχ

−−−−

χχχχ

ξξξξ

−−−−

====

ηηηη

1

1

1

12

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

67

Sprawno

ść

ηηηη

obiegu Joule’a jest monotonicznie

rosn

ą

c

ą

funkcj

ą

stosunku spr

ęż

ania

ξξξξ

, np. dla

ξξξξ

=

= 16

16

ηηηηηηηη

=

= 0

0,,5

5

..

Warto

ść

ξξξξ

(a

wi

ę

c

i

ηηηη

)

ograniczona

jest

wytrzymało

ś

ci

ą

materiałów,

szczególnie

podgrzewacza.

Stosowane,

maksymalne,

temperatury s

ą

rz

ę

du

900

900

o

o

C

C

..

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

68

Usprawnienia

Usprawnienia Obiegu

Obiegu Joule’a

Joule’a

Usprawnienia te s

ą

podobne do usprawnie

ń

obiegu Rankina turbiny parowej i polegaj

ą

na:

a)

a)

Regeneracji ciepła przed komor

ą

spalania

(grzejnikiem),

b)

b)

Mi

ę

dzystopniowym ogrzewaniu lub chłodzeniu

gazu (karnotyzacja)

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

69

Ad

Ad a)

a)

Q

D

Q

W

1

2

3

4

spalanie

Układ otwarty

4’

1

2

3

4

4’

2’

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

70

Je

ż

eli

Je

ż

eli przyjmiemy

przyjmiemy

∆∆∆∆∆∆∆∆

T

T =

= 0

0 ,, czyli

czyli T

T

4

4

=

= T

T

4

4’’

S

1

T

2

4

3

Q

D

Q

W

p

2

p

1

2’

4’

Dla

T

T

1

1

=

= 30

30

o

o

C

C ii T

T

4

4

=

=

400

400

÷÷÷÷÷÷÷÷

1000

1000

o

o

C

C

⇒

⇒

⇒

⇒

⇒

⇒

⇒

⇒

ηηηηηηηη

=

=

0

0,,55

55

÷÷÷÷÷÷÷÷

0

0,,76

76

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

71

SILNIKI SPALINOWE

SILNIKI SPALINOWE

Obieg

Obieg OTTO

OTTO

-

silnik spalinowy tłokowy niskopr

ęż

ny

Obieg Otto składa si

ę

z nast

ę

puj

ą

cych przemian:

0-1 tłok w dół, zassanie mieszanki paliwowej

1-2 tłok w gór

ę

, spr

ęż

anie izoentropowe

2-3

zapłon,

izochoryczne

pobieranie

ciepła

(spalanie)

3-4 izoentropowe rozpr

ęż

anie, tłok w dół

4-1 wydech, izochoryczne oddawanie ciepła

1-0 tłok w gór

ę

, usuwanie resztek spalin.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

72

S

1

T

2

4

3

Q

D

Q

W

V

2

V

1

V

p

3

2

1

4

Q

D

Q

W

10

01

L

L

====

13

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

73

2

1

d

w

d

w

d

T

T

1

Q

Q

1

Q

Q

Q

−−−−

====

−−−−

====

−−−−

====

ηηηη













∆∆∆∆

====

T

c

Q

Q

v

d

w

Wprowadzaj

ą

c stosunek kompresji

(z równania politropy ) uzyskujemy:

2

1

V

V

====

εεεε

2

1

T

T

1

1

1

1

−−−−

====

−−−−

εεεε

−−−−

====

ηηηη

χχχχ

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

74

Podstawowym ograniczeniem obiegu Otto jest

zjawisko

zjawisko detonacji

detonacji

.

Polega

ono

na

tym,

ż

e

przy

wysokiej

temperaturze spr

ęż

ania nast

ę

puje samozapłon

przed osi

ą

gni

ę

ciem górnego poło

ż

enia tłoka

(punkt 5). Zostaje, wi

ę

c zmarnowana cz

ęść

suwu tłoka 3-4. Konieczne jest stosowanie paliw

„antystukowych”

i

ograniczenie

stopnia

kompresji

εεεεεεεε

w granicach

5

5

÷÷÷÷÷÷÷÷

9

9

. Sprawno

ść

ηηηηηηηη

wynosi wówczas

0

0,,45

45

÷÷÷÷÷÷÷÷

0

0,,55

55

.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

75

Obieg Diesla jest ulepszeniem obiegu Otto,

polegaj

ą

cym na eliminacji spr

ęż

ania mieszanki

paliwowej. Spr

ęż

a si

ę

natomiast samo powietrze

a paliwo jest wtryskiwane tak, aby samozapłon

nast

ę

pował przy odpowiednim poło

ż

eniu tłoka.

Eliminuje si

ę

wi

ę

c zjawisko samozapłonu i

straty

nim

spowodowane.

Wskutek

tego

mo

ż

liwe jest stosowanie wy

ż

szego ci

ś

nienia

przy spr

ęż

aniu (obieg wysokopr

ęż

ny).

Obieg Diesla

Obieg Diesla

(obieg wysokopr

ęż

ny)

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

76

S

1

T

2

4

3

Q

D

Q

W

p

2

p

1

V

p

3

2

1

4

Q

D

Q

W

0-1 tłok w dół, zassanie powietrza

1-2 tłok w gór

ę

, spr

ęż

anie izoentropowe powietrza

2-3 wtrysk paliwa, izobaryczne pobieranie ciepła (spalanie)

3-4 izoentropowe rozpr

ęż

anie, tłok w dół

4-1 wydech, izobaryczne oddawanie ciepła

1-0 tłok w gór

ę

, usuwanie resztek spalin.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

77

Sprawno

ść

obiegu

Diesla,

dla

tych

samych

warto

ś

ci stopnia kompresji

εεεε

, jest mniejsza ni

ż

obiegu Otto, ale

mo

ż

na

mo

ż

na stosowa

ć

stosowa

ć

du

ż

o

du

ż

o wy

ż

sze

wy

ż

sze

warto

ś

ci

warto

ś

ci

εεεεεεεε

..

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

78

Silniki cieplne dzielimy na:

CHARAKTERYSTYKA SILNIKÓW CIEPLNYCH

CHARAKTERYSTYKA SILNIKÓW CIEPLNYCH --

PODSUMOWANIE

PODSUMOWANIE

••

tłokowe

tłokowe

••

turbinowe

turbinowe

Przy wytwarzaniu du

ż

ych mocy stosuje si

ę

silniki

turbinowe. W przypadku gdy ci

ęż

ar urz

ą

dzenia

nie jest istotny, u

ż

ywa si

ę

turbin parowych z

uwagi na wzgl

ę

dnie niski koszt paliwa.

Przy

wytwarzaniu

ś

rednich

i

małych

mocy,

stosuje si

ę

zwykle silniki tłokowe, zazwyczaj

spalinowe. Silnik spalinowy wysokopr

ęż

ny ma t

ą

zalet

ę

, w stosunku do niskopr

ęż

nych,

ż

e „stawia”

mniejsze wymagania co do paliwa.

14

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

79

A

A.. Silniki

Silniki tłokowe

tłokowe

STRATY EXERGETYCZNE

STRATY EXERGETYCZNE

Przyczyny strat:

1)

nieizoentropowo

ść

, a nawet nieadiabatyczno

ść

,

procesów spr

ęż

ania i rozpr

ęż

ania.

2)

„dyssypacja” energii w procesach dławienia –
przepływy przez zawory,

3)

Wyst

ę

powanie „przestrzeni szkodliwej”.

Wyst

ę

puje ona ze wzgl

ę

du na niemo

ż

liwo

ść

pełnego usuni

ę

cia gazu i bezpiecze

ń

stwo pracy

(uderzenia tłoka o cylinder); nast

ę

puje wi

ę

c

redukcja przestrzeni dost

ę

pnej.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

80

4)

Nieszczelno

ść

- energia „ucieka” wraz z

czynnikiem termodynamicznym.

5)

W silnikach spalinowych – nieizochoryczno

ść

i/lub nieizobaryczno

ść

spalania, oraz

niecałkowite spalanie.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

81

B

B.. Silniki

Silniki turbinowe

turbinowe

W

silnikach

turbinowych

straty

energetyczne

wyst

ę

puj

ą

w wielu cz

ęś

ciach turbiny:

1)

Straty przepływu – wyst

ę

puj

ą

w wyniku tarcia

podczas

przepływu

przez

nieruchome

i

ruchome cz

ęś

ci.

2)

Straty wylotowe – czynnik na wylocie z turbiny
ma znaczn

ą

energi

ę

kinetyczn

ą

, której nie

wykorzystuje si

ę

bezpo

ś

rednio w silniku.

3)

Straty tarcia i wentylacji.

4)

Straty przez nieszczelno

ś

ci.

Przemiany charakterystyczne gazów

rzeczywistych

82

Dzi

ę

kuj

ę

za uwag

ę

Dzi

ę

kuj

ę

za uwag

ę