б) цикл Дизеля (в дизельных двигателях автомобилей, тепловозов, морских и речных судов), в котором тепло Q1, подводится при изобарическом (р = const) расширении 1-2 (рисунок 13, затем следует адиабатическое расширение 2-3. Тепло Q2 отводится к холодильнику при постоянном объеме (изохорическое охлаждение) 3-4 и затем следует адиабатическое сжатие 4-1;
 |
 |
||
 |
Машины, работающие по этим циклам, имеют разные КПД. Так, при одинаковых значениях максимального давления (или температуры) воздушно-топливной смеси, двигатель, работающий по циклу Дизеля, имеет больший КПД, чем тот, который работает по циклу Отто.
Современный бензиновый двигатель автомобиля имеет КПД около 30%, а дизель – 39%! При этом дизельные двигатели расходуют на 30-50% топлива меньше, чем бензиновые, да и само дизельное топливо (более тяжелые, чем бензин, фракции нефти) гораздо дешевле бензина. Препятствием широкому применению дизелей является их относительная тихоходность, что обусловлено большим временем сгорания топлива и значительным количеством дыма в отработанных газах. Именно поэтому основная сфера применения дизелей - более мощные, чем бензиновые, энергетические установки, в частности, устанавливаемые на тепловозах. В заключение необходимо сказать несколько слов о еще одном типе машин, задача которых - "производить холод". Согласно второму закону (началу) термодинамики, невозможен термодинамический процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от холодного тела горячему. Вообще-то говоря, в холодильной машине тепло как раз и забирается от холодного тела (находящегося в морозильной камере) и передается более нагретому (воздуху в комнате). Но это - не единственный результат работы холодильной машины, поскольку для ее функционирования нужна энергия, которая забирается из электрической сети. Эта энергия расходуется на работу компрессора, сжимающего газ (в домашних холодильниках - это, как правило, фреон, в рефрижераторных вагонах - его аналог хладон-15). При сжатии газ нагревается, и чтобы он охладился до комнатной температуры, его пропускают по длинной изогнутой трубке - конденсатору (рисунок 15). Охладившийся газ при повышенном давлении ведет себя не как идеальный, а как реальный: он конденсируется, превращаясь в жидкость, которая, пройдя через тонкую трубку - капилляр, поступает в испаритель. Стенки испарителя - это стенки морозильной камеры, в которой поддерживается, таким образом, отрицательная температура (при нормальном атмосферном давлении температура кипения хладона-12 равна -24,9°С), Забирая тепло у продуктов, помещенных в камеру, жидкий газ начинает кипеть и вновь испаряется, после чего опять подается в компрессор. Рабочий цикл холодильной машины рассчитывается, исходя из тех же соображений, что и в случае обычной тепловой машины. Разница состоит в том, что здесь количество теплоты Q2 забирается у морозильной камеры-холодильника и после совершения работы ΔА передается в виде теплоты Q1 комнатному воздуху:
Q1=Q2+ΔA
Заданная температура и в бытовом холодильнике, и в вагоне-рефрижераторе, обеспечивается необходимым временем работы компрессора; если он работает долго, то в морозильную камеру будет поступать больше сжиженного газа, и температуру в камере стали включать вагон с холодильным агрегатом, в котором циркулировал жидкий аммиак. Температура испарения жидкого аммиака при атмосферном давлении равна -33,40С. Для испарения аммиака необходимо количество теплоты Q4=λm, которое он получал от соляного раствора, циркулировавшего по батареям рефрижераторных вагонов, охлаждая их. Испарившись, аммиак поступал к холодильной машине, где вновь сжижался. А в настоящее время на железных дорогах эксплуатируются пятивагонные секции и отдельные рефрижераторные вагоны, в холодильных установках которых используется сжиженный газ хладон – 12 . Если говорить о количестве теплоты, сообщаемой жидкости Q3=c2m(ТКИП-ТПЛ), то, пожалуй, редко когда приходится нагревать ее от температуры плавления Тпл до температуры кипения Ткип.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.