logo search
Суспільство

4. Ккд теплового двигуна

Замкнені (циклічні) процеси використовуються в роботі всіх теплових машин: двигунів внутрішнього згоряння, парових і газо вих турбін, холодильних машин.

Для оцінювання ефективності перетворення внутрішньої енер гії робочого тіла на механічну роботу, здійснювану за цикл, уво диться коефіцієнт корисної дії.

^ Коефіцієнт корисної дії теплового двигуна — це відношення корисної роботи Ак, здійсненої двигуном, до кількості теплоти 01, отриманої від нагрівача:

А

11 = 77- 100%.

Ефективність дії теплового двигуна тим вища, чим більшу ко рисну роботу Ак він може здійснити за тієї ж кількості теплоти 01, отриманої від нагрівача.

О - О

Оскільки А = О, - 02 , то г|= 1 2 100%. к 1 2 1 О

З урахуванням того, що кількість теплоти 02, передана холо дильнику, завжди більша від нуля, коефіцієнт корисної дії будь якого теплового двигуна менший за 100 %. Таким чином, на меха нічну роботу можна перетворити лише частину кількості теплоти, отриманої від нагрівача.

Не слід плутати тепловий ККД з економічним ККД:

ті- =^.

А

Якби в усіх машинах, крім теплових, вдалося усунути всі втра ти, ККД дорівнював би 100 %. Якщо ж у теплових двигунах усуну ти всі втрати, то ККД однаково виявиться меншим від 100 %.

Французький інженер Саді Карно з'ясував, за яких умов ККД буде максимальним. Він вигадав ідеальну теплову машину з іде альним газом як робочим тілом:

Т - т т

1 2 л 2

Г|ч = - - = 1 —-■

Т т

З наведеної формули видно, що для підвищення ККД потрібно

т

зменшувати відношення —. Цього можна досягти, або знижуючи

Ті

температуру холодильника Т2, або підвищуючи температуру нагрі вача Т1; або роблячи й те, і інше.

Ми навели формулу для максимального ККД теплового дви гуна. Такий ККД міг би мати ідеальний тепловий двигун, у якому цілком відсутнє тертя, а також відсутні втрати тепла. Однак у будь якому реальному двигуні є й тертя, і втрати тепла, тому реальний тепловий двигун має, на жаль, набагато менший ККД, ніж макси мально можливий. Наприклад, для двигуна внутрішнього згорян ня Пшах = 80 %, а реальний ККД — лише близько 20 %.

Підвищення ККД теплових двигунів і наближення його до мак симально можливого — найважливіше технічне завдання.