《熱工基礎(chǔ)》課件-4.卡諾循環(huán)

卡諾循環(huán)熱工基礎(chǔ)電/廠/熱/能/動(dòng)/力/裝/置/專/業(yè)/教/學(xué)/資/源/庫(kù)熱力學(xué)第二定律任何熱機(jī)都不能將吸取的熱量循環(huán)不息的全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣?。在一定的熱源條件下，循環(huán)中吸取的熱量最多能有多少轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，熱效率可能達(dá)到的極限究竟有多大？由卡諾循環(huán)和卡諾定理來(lái)說(shuō)明卡諾循環(huán)的組成01卡諾循環(huán)熱效率02目

錄Content卡諾循環(huán)的組成01電/廠/熱/能/動(dòng)/力/裝/置/專/業(yè)/教/學(xué)/資/源/庫(kù)卡諾循環(huán)的組成卡諾循環(huán)是由兩個(gè)可逆定溫過(guò)程和兩個(gè)可逆絕熱過(guò)程組成，以理想氣體為工質(zhì)的卡諾熱機(jī)循環(huán)。Tspv

a-b可逆定溫吸熱過(guò)程工質(zhì)在溫度T1下從相同溫度的高溫?zé)嵩次崃縬1；工質(zhì)在溫度T2下向相同溫度的低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縬2；

c-d可逆定溫放熱過(guò)程工質(zhì)溫度從T1降低至T2；

b-c可逆絕熱膨脹過(guò)程工質(zhì)溫度從T2升高至T1。d-a可逆絕熱壓縮過(guò)程p-v圖T-s圖卡諾循環(huán)的熱效率02電/廠/熱/能/動(dòng)/力/裝/置/專/業(yè)/教/學(xué)/資/源/庫(kù)卡諾循環(huán)熱效率熱機(jī)的經(jīng)濟(jì)性常以“循環(huán)熱效率”來(lái)衡量。它從數(shù)量上反映了能量轉(zhuǎn)換的完善程度。任何熱機(jī)的循環(huán)熱效率ht表示為在定溫放熱過(guò)程c-d中，工質(zhì)的放熱量為在定溫吸熱過(guò)程a-b中，工質(zhì)的吸熱量為卡諾循環(huán)熱效率卡諾循環(huán)熱效率公式將上述式子代入熱效率公式可得卡諾循環(huán)熱效率為卡諾循環(huán)熱效率T1-------高溫?zé)嵩吹臏囟?，KT2-------低溫?zé)嵩吹臏囟龋琄用代替表示即這兩個(gè)溫度只能使用熱力學(xué)溫標(biāo)，若已知攝氏溫標(biāo)，要轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)溫標(biāo)后帶入進(jìn)行計(jì)算。分析得結(jié)論卡諾循環(huán)的熱效率只決定于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟?，即工質(zhì)吸熱和放熱的溫度。因此要提高其循環(huán)效率，根本的途徑是提高高溫?zé)嵩吹臏囟然蚪档偷蜏責(zé)嵩吹臏囟?。因T1→￥

或T2＝0都是不可能的，所以卡諾循環(huán)的熱效率只能小于1。也就是說(shuō)，在循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中不可能將熱能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。當(dāng)T1＝T2時(shí)，循環(huán)的熱效率為零。這就是說(shuō)，在溫度平衡的體系中，熱能不可能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，或者說(shuō)單一熱源的熱機(jī)是不存在的。要利用熱能來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力，就一定要有溫度差?？ㄖZ循環(huán)是理論上最為完善的熱機(jī)循環(huán)，在相同溫度的高溫?zé)嵩磁c相同的低溫?zé)嵩粗g，卡諾循環(huán)具有最高的循環(huán)熱效率，但實(shí)際上卡諾循環(huán)是不能實(shí)施的。工質(zhì)作可逆變化，勢(shì)必恒與外界保持熱和力的平衡，使其過(guò)程無(wú)限遲緩；沒(méi)有完全絕熱和完全傳熱的物質(zhì)，而使工質(zhì)能夠絕熱變化和在定溫條件下交換熱量。首先此外卡諾循環(huán)為一理想循環(huán)，屬于極限情況。但它是研究熱機(jī)性能不可缺少的準(zhǔn)繩，指明了提高