Идеальные циклы охлаждения.

А) Изобарное охлаждение газа

Рисунок 39. Изобарное охлаждение в T-S диаграмме.

Рисунок 40. Схема изобарного охлаждения.

Рисунок 41. Процесс изобарного охлаждения.

Задача.

Определить минимальную работу охлаждения воздуха, находящегося при постоянном давлении 0, 1 МПа от начальной температуры 300 К до конечной температуры 100 К.

Дано:

Рабочее вещество – воздух

Найти:

Решение:

Рисунок 42. Минимальная работа изобарного охлаждения при T₁< T₀.

Минимальная работа при T₁< T₀:

Рисунок 43. Схема изобарного охлаждения при Т1< Т0.

T₁> T₀

Рисунок 44. Схема изобарного охлаждения при Т₁> T₀.

Рисунок 45. Изобарное охлаждение при T₁> T₀.

Минимальная работа изохорного охлаждения.

Рисунок 46. Изохорное охлаждение.

Рисунок 47. Схема изохорного охлаждения.

Разомкнутый процесс, реализовывать цикл невозможно. Определим минимальную работу для реализации этого процесса (изохорного охлаждения.

В качестве функции, определяющей состояние закрытой системы используется величина внутренней энергии.

Задача

Определить минимальную работу охлаждения воздуха в изохорическом процессе.

Дано:

Т_н=300 К

Т_к=100 К

P_н=0, 1 МПа

L_min-?

Решение:

По Т_к:

Определим внутренние энергии:

С формальной точки зрения работа в изохорическом процессе должна быть больше, чем в изобарическом, поскольку v(p₁-p₂)> 0, но в реальности эта работа меньше, чем для изобарического процесса, поскольку для реальных веществ изохора идёт более круто, чем изобара в ТS координатах и параметры точки окончания процесса разные в этих процессах.

Рисунок 48. Сравнение минимальной работы изобарного и изохорного процессов.