Техническая термодинамика

1. Техническая термодинамика

2. Прямые и обратные циклы

Прямой цикл – цикл двигателя
Подведенная теплота преобразуется в
работу
Обратный цикл – цикл холодильника
За счет совершенной работы теплота
передается от холодного тела к горячему

3. Прямой цикл

lц qц
lц l р lс
t
lц
q1
qц
q1
q1 q2
q1
1
q2
q1
1

4. Обратный цикл

lц lc l p
qц q1 q2
lц qц
q2
1
t
q1
lц
1
q2

5. Прямой цикл Карно в p-v и T-s координатах

6. Цикл Карно

tK 1
q2
T S
1 2 3 4
q1
T1 S1 2
tK 1
T2
Т
1 min
T1
Т max
q2
Т min
1
1
q1
Tmax
lц
Т min Т max
1
1
q2
Tmin

7. Двигатели внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) –
это тепловая машина, все процессы
которой осуществляется в цилиндре

8. Индикаторная диаграмма ДВС

• 0-1 – всасывание
рабочего тела
• 1-2 – сжатие
рабочего тела
• 2-3 – сгорание
рабочего тела,
практически при
постоянном объеме.
• 3-4 – рабочий ход
• 4-0 – выброс
продуктов сгорания

9. Циклы ДВС

а – Отто
б – Дизеля
в - Тринклера

10. Исходные данные для анализа ДВС

1) параметры рабочего тела k, R, Cp
2) начальные параметры P1=Pос
3) – из опыта конструирования
4) масса рабочего тела

11. КПД ДВС

tV , p 1
k
1
p
t 1 k 1
k 1
v1
v2
1
k
k 1 1 k 1
1
V
t
1
k 1
– степень сжатия
λ – степень повышения давления при изохорном подводе тепла;
ρ – степень предварительного расширения при изобарном подводе тепла

12. Цикл Стирлинга

(цикл тепловой машины с
регенерацией тепла)

13. Схемы компрессоров

14. Цикл многоступенчатого компрессора

15. Работа компрессора

• Адиабатное сжатие
k
p1v1 p2 v2 i1 i2
l
k 1
к
0
• Изотермическое сжатие
v2
l p1v1 ln
v1
к
0

16. Газотурбинные установки

ГТУ – тепловые машины, в которых
термодинамические процессы
осуществляются в различных агрегатах
(компрессор, камера сгорания или
газогенератор, турбина)

17. Схема ГТУ непрерывного действия

18. Схема турбовального ГТД

19. Цикл ГТУ непрерывного действия

20. Схема пульсирующей ГТУ

21. Цикл пульсирующей ГТУ

22. КПД ГТУ

tV 1
q2
p
1
t 1
q1
1
k
k T1 T1
T1
k 1
k
T1
k 1
k
1
k 1
k
1
k
k 1
1
k 1
k
1

23. Реактивные двигатели

• Неавтономные двигатели (ВРД)
- Турбореактивный
- Турбовинтовой
- Прямоточный
- Пульсирующий
• Автономные двигатели (ЖРД, РДТТ)

24. Прямоточный ВРД (ПВРД)

пв рд
1
2
1
k 1 M п2

25. Турбореактивный двигатель (ТРД)

26.

27. Турбовинтовой двигатель (ТВД)

28. Цикл ТВД и ТРД

1
ГТД
1
t
k 1
k
к д

29. Пульсирующий ВРД (ПуВРД)

30. Цикл пульсирующего ВРД

31. ЖРД РД-107

32. Схема и цикл ЖРД

ЖРД
t
pа
1
p кс
k 1
k

33.

ПАРОСИЛОВЫ
Е ЦИКЛЫ

34. Паросиловой цикл Карно

35. Паросиловой цикл Ренкина

1-2 - адиабатный процесс расширения пара в двигателе;
2-3 - изобарно-изотермический процесс конденсации отработавшего
пара в конденсаторе;
3-4 - адиабатного процесса повышения давления воды в насосе;
4-5-6-1 - изобарный процесс парообразования и перегрева

36.

ЦИКЛЫ
ХОЛОДИЛЬНЫХ
УСТАНОВОК

37. Воздушная холодильная установка

1 – компрессор;
2 – холодильник;
3 – трубопровод;
4 - детандер (расширительная
машина);
5 – электродвигатель;
6 – нагреватель;
7 - охлаждаемый объем (помещение);
q1 – отведенная из помещения 7

38. Парокомпрессионная холодильная установка

1 – дроссельное устройство;
2 – теплообменник
(конденсатор);
3 – трубка;
4 – компрессор;
5 – электродвигатель;
6 – теплообменник;
7 – охлаждаемое помещение;

39. Газоабсорбционная установка

1 – парогенератор +
электронагреватель;
2 – конденсатор;
3 - дроссельное устройство;
4 – испаритель;
5 – охлаждаемое помещение;
6 – абсорбер;
7 – дроссельный вентиль;
8 – циркуляционный насос;
9 – теплообменник.