Цикл Карно

Цикл Карно состоит в преобразовании тепла в работу при наличии только двух источников тепла: верхнего с температурой Т₁ и нижнего с температурой Т₂ (Т₂< Т₁). Цикл Карно используется как эталонный цикл. Он имеет наивысший для данной разности температур термический к.п.д. На рис.3.9 показан цикл Карно в pv - и Ts- диаграммах. Он состоит из двух изотерм и двух адиабат.

Рис.3.9. Цикл Карно в pv- диаграмме (а) и Ts- диаграмме (б).

Оценкой совершенства прямых циклов является термический коэффициент полезного действия

, (3.5)

где l_ц – полезная работа цикла, определяемая площадью АВСDA (рис.3,9, б) для идеального (обратимого) цикла и площадь АВ₁С₁DA для необратимого цикла,

q₁ – тепло, подведенное от теплого источника, равное площади s₁BCs₂s₁ (рис 3.9, б);

q₂ – тепло, отданное холодному источнику, равное площади s₁ADs₂s₁ (рис 3.9, б).

Для обратимого цикла Карно можно записать следующие соотношения

.

Таким образом, для обратимого цикла, учитывая уравнение (3.5) термический к.п.д. равен

.

Для необратимых циклов при наличии потерь на дросселирование термический к.п.д. определяется из уравнений

где q_1н – тепло, подведенное от теплого источника при необратимом цикле, равное площади s₁ АB₁C₁D s₂s₁ (рис 3.9, б);

q_2н – тепло, отданное холодному источнику в необратимом цикле, равное площади s₁ADs₂s₁ (рис 3.9, б); q₂ = q_2н.

В энергетике реально достижимый термический к.п.д. не превышают 60-62 %.