Карно циклы: Нұсқалар арасындағы айырмашылық
Content deleted Content added
Өңдеу түйіні жоқ |
Өңдеу түйіні жоқ |
||
1-жол:
[[File:Carnot cycle p-V diagram.svg|thumb|alt=A.|Карно циклі]]
[[File:Карно циклы.jpg|thumb|Карно циклы: a)- тік; б)- кері.]]
Карно циклы (4.2; а) екі изотермиядан 1-2 және 3-4 және екі
адиабаттан 2-3 және 4-1 түрады.
1-2 жолының жылуберуші түраты температураға 71, мөл-
шерлі жылулы (qi) жеткізіледі, 3-4 жолымен (q2) жылулы 72
түраты температурасымен жылу алмастырушыға алып кетіледі.
Kepi Карно циклын іске асыру ушін (4.2, б — сур.), барлыгы екі
жылульщ көзі ажет - жылу беруші және жылу абылдагыш.
Изотермиялы процесстегі, меншікті жылулы мөлшері q\,
(3.21) формулаға сәйкес жазылады:
Бл теңдеуден 2-3 адиабаттар үшін табамыз:
T2/Tx = (V2/V3rl.
Ал, теңдеу 4-1 адиабаттар үшін:
r 2 / r , = ( W " ' .
Бүдан, V2/Vx = V,/V4 немесе V2/Vx = V3/V4. (4.11)
Жылудинамикасының бірінші заңына сәйкес, алынған I
меншікті жүмыс эквивалентті, яғни q\-q2-l, ал (4.9), (4.10) жэне
(4.11) формулалар Карно пропорциясы деп аталуымен аныталады:
qi/T2 = q2/T2. (4.12)
Бүдан l = ql(l-q2/ql) = qx(l-T2/Tl). (4.13)
Сондытан, (4.7) формуласына сәйкес, Карноның айтымды
циклының термиялы ПӘК:
Осыған арағанда, Карноның айтымды циклының термиялы
ПӘК, санды мөлшерге тең болады да, жылулы көзінің абсалютты
температураларының (Т\-Т2) айырмасы, оның жылулы көзінің
абсалютты температурасының ең жоғарғы температурасы Ти аты-
насына тең.
Карно, шексіз жай ағатын (үйкелістен жоғалуы) 1-2-3-4
процессті арастырған, сол себептен жүмысшы заттар механикалы
тепе-теңдікте болады. Бүдан баса, жмысты денемен температура
көзі Т\ арасындағы, 1-2 изотерма бойында жэне Т2, 3-4 бойында
шексіз аздаған температура айырмашылығы бар. Сонымен, термия-
лы тепе-теңдік саталады. Сондытан, цикл, айтымды деп санала-
ды. Бүл циклды, Карноның идеалды циклы деп атайды.
(4.14) формуладан көрінгендей, Карноның айтымды циклы-
ның термиялы ПӘК тек ана Т\ жэне Т2 жылулы көзінің темпера-
турасына бағынышты жэне жүмысты дененің табиғатына байланы-
сты болмайды. Өйткені көрсетілген формула, атынастар негізінде
идеалды газдар үшін шығарылған, термиялы ПӘК-тің жүмысты
дене табиғатына бағынышсыздығы туралы дәлелдеуін, Карноның
арнаулы теоремасымен пайымдайды.
Циклдың Т\ температурасы арту кезіндегі, термиялы ПӘК
үлғайуы мүмкін немесе Т2 температурасының кемуінде, яғни Т\-Т2
температураларының үлғаю айырмасы кезінде өтеді.
Карно циклының мысалында көрінгендей, термиялы ПӘК
1-ге тең болуы мүкін емес. Бүған жету үшін Т\ -<х> немесе Т2-0
болуы ажет, бүл практикада болуы мүмкін емес. (§ 4.3. араңыз).
Температура Т\ шексізге тең емес, біра, жылулы озғалтыш-
тарында олданылатын материалдардың жағдайы, өте шектелген,
олар азіргі кезде, баға жағдайы бойынша ызмет ету мерзімі,
технологиялыты өңдеуі 850-1200K шегінен шыпайды, ал, кейбір
озғалтыштарда металдарды жеткілікті салындатуын 2500-3000К.
Т2 температурасына атысты, онда ол 283-300К атарындағы
орташа жылулы температурада, олайлы салындатыш көзімен
(су мен атмосфералы ауамен) шектелген. Тиісінше ескерту керек,
ПӘКті арттыру үшін, Т2 температурасының шамасы маңыздыра.
Шынында, Әт|к /Ә Т2=\/Ти ол кезде бүл Әг|к /Ә Т\=Т2ІТ\2. Сондытан:
Мүнадағы Т\>Т2. Мнадағы теріс таңба - Т\ жэне Т2 арама
арсы әрекеттегі өзгеру нэтижесі.
Барлы техникалы циклдар Т\ жэне Т2 температуралар
арасында өтуі, айтымсыз процесстерінің көптен төмен болуы,
Карно циклының термиялы ПӘК салыстыру бойынша шарасыз
болуынан.
Жалпы алғанда, андай да айтымсыз циклда болғандытан,
жылудинамикалы ПӘКтің ішкі және сырты айтымсыздығы
айтымсыз циклда да, айтымдының ПӘК кем болады. Мны былай
түсіндіреді, айтымсыз циклдағы өтетін жылулы, айтымдыға
арағанда аз түрінде жүмыса айналады, сондытан, оның термия-
лы ПӘК кем болуы тиіс:
Сонымен, (^dqx - \dq2U)/ jdqx < (jdqx - jdq2 j/ jdqx .
Мүндағы, \dq2n айтымсыз циклдағы суытыш көзі кезіндегі,
жүмысты денеден алып кетілуіндегі, жылулыты белгілеуі. Өйт-
кені, шарт бойынша, айтымды жэне айтымсыз циклдағы жүмыс-
ты дене ысты көзден сонда, сол мөлшерлі жылулыты jdq^ алып,
онда тиісінше көрсетілген теңсіздіктен \dq2n >dq2 алынады.
Бүдан көрінгендей, айтымсыз циклдың аз үнемділігі, суы
көзге, көп жылу беруіне байланысты.
алай болса солай алынған, айтымды циклдың термиялы
ПӘКі, Карно циклының термиялы ПӘК-нен аз екенін, оңай
дэлелдеуге болады, іске асырылған, ең жоғарғы Гтах және ең
төменгі Т\ температуралар арасындағы, алай болса солай алынған,
циклдағысын анытауға болады. Карно циклында барлы жеткізіл-
ген жылулы жүмысшы заттармен абылданады да 7,i=7,
max=const
кезінде, ал алып кетілетін жылулы жүмысшы денемен
7=2min=const кезінде беріледі. алай болса солай алынған айтым-
ды цикл кезінде, өте көп мөлшерлі санды жылулы көзінен жылуды
жеткізу, эртүрлі температура кезінде өтеді, ол үшін температура
Гтах ең көп болып жэне оларды эртүрлі температуралар кезінде
алып кетіледі, оның ішінде ГтіП ең азы.
алай болса солай алынған, циклды бөлеміз, адиабатты
жаын орналасандарын атар жүргізіп, көп мөлшерлі сандарды
шексіз аз (элементарлы) Карно циклымен (4.3 сурет) бейнелейді.
Онда, еркінше алынған цикл - Карноның жеке элементарлы
циклдарының термиялы ПӘКнің орташа шамасы болады.
2 ( \ 2 2 ( \
Ц е р к = d i_ZL Ц , jd q i = 1 _ jZk ^ / J ^ = 1 - M - L . (4.17)
IV I Y 1 11 V I /
Жылулыты жеткізу жэне алып кетудегі орташа температура-
сы үшін:
Тгорт/Т^орт = (Г2/Г0ОРТ,
демек Л ерк = 1 - Г2орт/Т1орт. (4.18)
Мндағы, г| ерк - еркінше алынған циклдың ПӘК.
Өйткені Г2орт>Гтіп, ал Т1орт<Гтах, онда (1-Г2орт/Гіорт)<
<(1-Гтіп/Ттах) жэне еркінше алынған циклдың ПӘК, Карно
циклының ПӘК-нен аз (77ерк<^7к). Сонымен, берілген интервал
температурасындағы термиялы ПӘК. Карно циклы ең жоғарғы
болып есептелінеді, практикалы жағдайда, оны шамамен алуға ол
жетпейді.
4.2 суретте, Карноның кері циклы бейнеленген. 2-3 изотер-
миялы кеңею кезіндегі, суыты көзінен жылулыты (q2)
жүмысты денеден алып кетуі. Циклдағы (і жазыты 12341)
жүмсалған жүмыс жылулыа айналады. 4-1 (q{ - q2 + I) сызығы
бойынша изотермиялы сығылу кезінде, ыстыты көзіне
жүмысты дененің жылулыты (qi) беруі.
(4.8), (4.9) жэне (4.10) формулаларға сәйкес, тоңазытыш
коэфициенті мына түрде жазылады:
£ = qAqx - qi) = W i - Т2). (4.19)
Т2 кеміген сайын Т\ үлғаяды да, тоңазытыш коэфициенті кем
болады. Суыты көзінен, кейбір санды мөлшерлі жылулыты (q2)
алу үшін, Т\ - Т2 температурасы көп болған сайын өте үлкен жүмыс
шығынын (€) ажет етеді.
аралған Карноның кері циклы тоңазытыш ондырғылары-
ның идеалды циклы.<ref>Кабашев Р.А. ж. б. Жылу техникасы: Оқулық/ Р.А. Кабашев, А.К. Кадырбаев, A.M. Кекилбаев. -Алматы: «Бастау» баспаханасы, 2008. - 425 б. Суреттері 140 сурет. Библиографиялы тізімі 17. ISBN 9965-814-30-9</ref>
|