IMG$86

Odpływające guzy z silnika, to wówczas równowaga zostałaby zakłócona i praca

Lt>Lt

A w ięc kosztem ciepła otrzymałoby się pracę, którą można by oddać na zewnątrz.

Na tej zasadzie pracuje tzw. cieplny silnik- powietrzny realizujący w podany wyżej sposób zamianę ciepła na pracę przy pośrednictwie powietrza jakc czynnika termodynamicznego. Obieg taki nazywają obiegiem Joule'a. Na wykresie P—v obieg taki przedstawiono na rys. 80.

Rys. 80-Obieg Joule’a w układzie P-v    Rys. 81-Obieg pracy w układzie T-s

Ilość doprowadzonego ciepła wynosi 9 ~    2

ciepło zaś odprowadzone w chłodnicy

tło ~

Wobec tego, że pozostałe dwie przemiany są adiabatami, praca wywiązana w silniku wyrazi się związkiem

11 gjgg | rfŁ-fc-7,+TJ Sprawność takiego obiegu:

„=J- oAT_t~T_f-T₃+T_t)    ,    r„-r₄

’ q    WĘSM    B| 3’,-Tj

Ponieważ stany 1 i 4 oraz 2 i 3 związane są ze sobą przemianą adiabatyczną, przeto zachodzi związek:

.*-1

Zastępując stosunek temporutur znanym stosunkiem ciśnień crfj rj ■ muje się ostatecznie:

UX,2]

Zamiana zatem ciepła na pracę (sprawność) w tyrn silniku jest tym korzystniejsza, im przy wyższym ciśnieniu ogrzewa się powietrze, a im przy niższym ochładza je.

Ponieważ najwyższą temperaturą w obiegu jest T₂, najniższą zaś T₄, widać, że w porównaniu z obiegiem Carnota obieg ten będzie miał sprawność niższą, bo T₄ < T₃

i

Na wykresie T-s obieg ten przedstawiony jest na rys. 81.

68. Sposób działania turbin gazowych (spalinowych). Turbina gazowa jest silnikiem cieplnym złożonym z kilku elementów, z których każdy może pracować jako samodzielne urządzenie cieplne. Ten fakt powoduje, że teoria turbin gazowych jest bardzo złożona.

Sposób działania turbiny gazowej jest następujący: czynnik roboczy, którym może być powietrze lub inny gaz, zostaje zassany, a następnie sprężony przez sprężarkę. Sprężony czynnik, dostaje się do komory spalania, gdzie wskutek spalania paliwa wydziela się ciepło powodujące wzrost temperatury czynnika. Następnie sprężony i gorący gaz dopływa do turbiny, w której rozpręża się i przepływając przez łopatki wirnika wykonuje pracę. Część pracy turbiny zostaje zużyta na napęd sprężarki, reszta zaś może być oddana na zewnątrz w postaci pracy użytecznej.

Rozprężony gaz wypływający z turbiny może być albo wyrzucony do atmosfery, albo też przed tym skierowany do wymiennika ciepła, w którym zostaje jeszcze ochłodzony.

Jak wynika z tego krótkiego opisu, częściami składowymi turbiny gazowej są zwykle: sprężarka, komora spalania, turbina oraz niekiedy wymiennik ciepła.

Turbina gazowa może pracować w ten sposób, że czynnik roboczy jest zasysany z otoczenia, a następnie po przejściu przez wszystkie elementy turbiny usuwany na zewnątrz. Taki obieg nazywa się obi e-g i e m otwartym. Stosowany jest jednak jeszcze inny obieg. W tym przypadku czynnik roboczy może krążyć w układzie zamkniętym, przepływając przez poszczególne elementy silnika. Taki obieg nosi nazwę obiegu zamkniętego.

Turbina pracująca według obiegu zamkniętego musi być dodatkowo zaopatrzona w wymiennik ciepła —■ chłodnicę, w którym ochładza się

183