2982020009

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

TYPOWE PORÓWNAWCZE OBIEGI GAZOWE

Obiegi teoretyczne (porównawcze) mają na celu przedstawienie idealnego przebiegu przemiany termodynamicznej zachodzącej w urządzeniu (np. silniku). Przy tworzeniu obiegów teoretycznych dokonujemy pewnych uproszczeń, np:

-    pomijamy straty związane z napełnianiem, sprężaniem, rozprężaniem i opróżnianiem (obieg odbywa się przy niezmiennej ilości czynnika),

-    zakładamy, że procesy zmiany ciśnienia (sprężanie, rozprężanie) odbywają się adiabatycznie (nie ma wymiany ciepła pomiędzy czynnikiem a ściankami urządzenia),

-    zakładamy stałość ciepła właściwego czynnika,

-    ciepło do czynnika dostarczane jest poprzez izochoryczne lub izobaryczne ogrzewanie, natomiast odbierane poprzez izochoryczne oziębianie,

-    nie występują straty przepływu.

Wykresy obiegów rzeczywistych znacznie różnią się od obiegów teoretycznych. Przebieg zmian obrazuje tzw. wykres indykatorowy (indykator - urządzenie do pomiaru i zapisu przebiegu zmian ciśnienia w maszynach tłokowych). Na różnice pomiędzy kształtem wykresów teoretycznych i rzeczywistych mają wpływ m.in.:

-    straty ciepła w urządzeniu,

-    dławienie gazów,

-    powolne i niezupełne spalanie mieszanki w silnikach,

-    nieszczelności tłoka i zaworów.

Olbrzymie znaczenie ma również fakt, że czynnikiem roboczym, w przypadku urządzeń rzeczywistych, nie jest gaz doskonały.

Obieą Carnota (silnika i pompy cieplnej)

Sformułowania drugiej zasady termodynamiki dotyczące obiegów termodynamicznych skłaniają do poszukiwania takiego obiegu, który miałby teoretycznie maksymalną sprawność.

Taki wyidealizowany obieg nosi nazwę obiegu Carnota - odwracalny obieg realizowany pomiędzy dwoma źródłami ciepła o stałych temperaturach składający się z dwóch przemian izoter-micznych i dwóch przemian izentropowych (adiabatycznych).

Cykl Carnota można podzielić na cztery etapy: