Теплотехника | страница 29

где 1_>ц– полезная работа;

q1 – подведенная теплота;

q_>2– отведенная теплота. Внешняя работа при обратном цикле равна:

1_>ц = q_>1 – q_>2,

где q_>1– отведенная теплота к горячему источнику;

q_>2– отведенная теплота от холодного источника.

Для обратного идеального цикла существует термин холодильного КПД, который обозначается χ_>t:

Можно сформулировать второй закон термодинамики таким образом: «В тепловом двигателе преобразование теплоты в механическую работу на 100% невозможно».

В термодинамических исследованиях практическое применение получило не только прямое, но и обратное направление цикла Карно. Отличие обратного цикла заключается в том, что теплота отводится от источника с низкой температурой и отдается источнику с высокой температурой. Такой цикл является идеальным для холодильных агрегатов.

Рабочее тело, участвующее в обратном цикле, называется холодильным агентом. При адиабатическом расширении температура снижается от значения 71 до величины Т_>тПосле этого при получении теплоты Я2 от холодного источника (Т2) газ изотермически сжимается. В следующем процессе происходит адиабатическое сжатие, и температура рабочего тела повышается от значения Т_>2до величины Т_>1. При изотермическом сжатии теплота q_>1отнимается от рабочего вещества и переходит к горячему источнику.

Холодильная машина работает по обратному циклу, на создание которого тратится удельное количество работы (I). В этом случае от холодного к горячему источнику передается q_>2(количество теплоты), а горячий источник еще получает теплоту, численно равную произведенной работе I. Таким образом, полное количество теплоты, отведенное к горячему источнику, равно:

q_>1 = q_>2 + 1

Работа в процессе расширения положительна, а работа в процессе сжатия отрицательна. Полная работа, необходимая для передачи теплоты от холодного к горячему источнику, равна:

I = q_>1 – q_>2

и отрицательна.

Холодильный коэффициент e характеризует производительность работы холодильных устройств и определяется отношением:

где q_>2– количество теплоты, отведенной от холодного источника и полученной горячим источником;

I – совершенная работа.

Для обратного и обратимого цикла Карно холодильный коэффициент вычисляется с помощью соотношения:

Проведем краткий анализ формулы для термине-ского КПД обратимого прямого цикла Карно: