Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

__________________________________Tehnička postrojenja za provedbu kružnih procesa
Na prikazani način moguće je za svaki idealni proces nacrtati i promjene
stanja za realni kružni proces, unijevši pri tome sekundarne nepovrativosti, ako
su poznati odgovarajući podaci o gubicima tlaka i o unutarnjem stupnju djelovanja.
Tada se može odrediti i utjecaj tih nepovrativosti.
Gubici tlaka u izmjenjivačima topline većinom su tako mali da se mogu
zanemariti pa se u dijagramima promjena stanja crtaju krivulje dovoda i odvoda
topline točno po izobarama, ali uzimajući u obzir nepovrativosti za vrijeme ekspanzije
i kompresije.
6.2. TERMODINAMIČKI PROCESI U TOPLINSKIM
STROJEVIMA
Pogonskim toplinskim strojevima (motorima) pretvara se toplinska energija
sadržana u gorivu u mehaničku energiju. Temeljni uvjet za to postavlja II.
zakon termodinamike koji govori da moraju postojati dva toplinska spremnika i
odgovarajuće radno tijelo.
Maksimalan rad u svakom toplinskom stroju dobio bi se kada bi radno
tijelo obavljalo povratni Carnotov proces čiji je termodinamički stupanj iskorištenja
η
tc
= 1 −
te se nastoji da se termodinamički procesi u toplinskim strojevima što je moguće
više, u svim svojim dijelovima, približe Carnotovom. Iako na temelju izraza za
stupanj iskorištenja Carnotovog kružnog procesa ni jedno radno tijelo nema
prednosti nad drugim, ipak u toplinskim strojevima gotovo isključivu primjenu
imaju plinovita tijela (plinovi i pare). Razumljiv razlog za to je u činjenici da
plinovita tijela lako mijenjaju svoj volumen pa stoga i u mnogo lakšem konstrukcijskom
rješenju odgovarajućeg stroja u kojem se pretvaranje toplinske
energije u mehaničku i obratno vrši širenjem, odnosno sabijanjem (kompresijom)
radnog tijela.
Temeljna razlika između idealnih kružnih procesa u toplinskim strojevima
i Carnotovog leži u tome što se dovođenje topline od toplinskog spremnika
(grijača) i odvođenje topline rashladnom spremniku (hladnjaku) kod njih ne
događa pri izotermnoj već pri izohornoj ili izobarnoj promjeni stanja. Dovođenje
topline radnom tijelu od grijača, odnosno odvođenje jednog dijela te topline
hladnjaku, u stvarnosti se odigrava pri promjeni temperature ne samo radnog
tijela, već i izvora topline. Carnotov kružni proces nije praktički izvediv; potreban
je vrlo visoki tlak kompresije. Da se izbjegne porast tlaka potreban za
T 0
T
279