Новая энергетика - TopReferat

вверх сопровождается адиабатическимрасширением вещества и его разделением нафазы жидкости и пара. Жидкость стекает вниз,заполняя объём под перегородкой 4. Заполнениезаканчивается при крайнем вернем положениипоршня. Клапан 5 закрывается, отделяя фазырабочего тела друг от друга. При обратномдвижении поршня происходит сжатие веществафазы пара и адиабатический нагрев всегогетерогенного вещества. Его температура вмомент возвращения поршня в крайнее нижнееположение меньше начальной. Возвращениевещества в исходное состояние достигаетсяоткрыванием клапана 5 и теплового вентиля 7.Тепло, проходящее по теплопроводу 6, изохорнонагревает объединенное вещество рабочего теладо начальной температуры. По окончаниинагрева вентиль 7 закрывается, и в цилиндреначинается новый рабочий цикл.3. Использование цикла для совершенияполезной работы посредством преобразованиядарового тепла, отбираемого от веществаокружающей среды.Оценка достижимой мощности тепловоймашины, реализующей процессЕсли в описанном цикле максимальная(начальная) температура рабочего тела выбранаменьшей температуры внешней среды, топреобразуемое в работу тепло может бытьпередано от вещества среды к рабочему телу беззатраты механической работы, т.е. веществосреды может в этом случае выполнять функциюнагревателя рабочего тела тепловой машины. ИзРис. 1 видно, что в множестве возможныхначальных температур цикла, представленныхординатами точек участка изохоры 3ч5, будутприсутствовать температуры, достаточно низкие,если либо критическая температура, либотемпература плавления вещества рабочего теламеньше внешней температуры.Реальными веществами, удовлетворяющимиэтим требованиям, являются, например, Ar, N 2,СО 2и др. Нагреватель устройства,предназначенного для преобразования в работутепла, отбираемого от окружающей среды,должен быть выполнен как теплообменник, черезкоторый течёт поток внешнего вещества. Средняямощность устройства равна количеству тепла,переданного за единицу времени от веществасреды к рабочему телу. Для стабильной работыустройства часть произведенной мощностидолжна затрачиваться на прокачку веществачерез теплообменник. Полезная мощность равнаразности между средней мощностью устройстваи мощностью, затрачиваемой на прокачку.Способность теплообменника снабжать тепломрабочее тело определяют следующие параметры:• разность температур ∆Т вещества среды,измеренных на входе и выходе теплообменника,в проходящем через него потоке;• площадь S поперечного сечения канала, покоторому проходит поток;• скорость потока вещества среды на входетеплообменника;• физические константы вещества среды(плотность ρ, молекулярный вес m, теплоемкостьC v).Оценка достижимой полезной мощностиустройства, реализующего процесс конверсиидарового тепла, представлена формулой [7]:V норм- молярный объем газа при нормальныхусловиях.Для примера взяты следующие значения величинв формуле:∆Т = 10 о К; C v≅ 5 кал/град•моль; S = 0,25 м 2 ;V норм= 22,4 л/моль; m ≅ 29 г/моль.Конструктивными параметрами устройстваявляются S и ∆Т. Значения этих параметровопределяют также размеры (объём) устройства.В оптимальном режиме работы устройства стакими значениями параметровПолезная мощность тепловой машины,реализующей процесс преобразования в работударового тепла, отбираемого от веществаокружающей среды, может быть сравнима (приодинаковых габаритах) с мощностью тепловыхмашин известных видов.4. Выводы1. Существуют замкнутые термодинамическиециклы, в которых положительная работа,совершенная рабочим телом тепловой машины(двигателя), равна количеству тепла, переданногок рабочему телу от внешнего тепловогорезервуара (нагревателя рабочего тела).Доказательства существования циклов являютсялогическими следствиями первого законатермодинамики.2. Существование термодинамических циклов стакими энергетическими cвойствами выявляетÍîâàÿ Ýíåðãåòèêà N 2(21), 200555