Внутренний относительный КПД показывает, насколько действительный внутренний цикл менее совершенен, чем обратимый цикл. Количественно внутренний относительный КПД показывает, какую долю составляет внутренний КПД от термического КПД. Учитывая, что уменьшение КПД обусловлено наличием необратимых, потерь, можно сказать - внутренний относительный КПД позволяет учесть величину этих потерь.
Кроме необратимых потерь в рабочем теле существуют потери во всей установке в целом, это потери на трение поршня в цилиндре, подшипниках, потери тепла в магистралях, паропроводах и т.д. Учет этих потерь осуществляется использованием эффективного КПД теплового двигателя, определяемого отношением действительной (полезной) работы, отданной к внешнему потребителю, к подводимому количеству тепла
, (2.4)
где
- действительная
отдаваемая работа.
Основные допущения при исследовании обратимых циклов
При анализе газовых циклов рабочее тело рассматривается как идеальный газ, масса которого остается постоянной во всех процессах цикла. В реальных условиях рабочее тело представляет смесь газов, состав которых изменяется в процессе сгорания и газообмена. В комбинированных двигателях, кроме того, изменяется и количество рабочего тела в одном цикле.
Теплоемкость идеального газа зависит только от температуры, а смеси - вше и от состава смеси. В реальных двигателях изменение температуры рабочего тела достигает 150 К, поэтому теплоемкость изменяется значительно. Допущение о постоянной теплоемкости может привести в отдельных случаях к значительной погрешности. Но это допущение позволяет очень просто и наглядно представлять цикл в Т-S диаграмме и упростить расчет. Уменьшить погрешность можно, выбирая среднее значение теплоемкости с учетом изменения температуры и состава рабочего тела.
Следующим допущением является введение абстрактных понятий "горячего" и "холодного" источников, от которых теплота подводится или вводится к рабочему телу. Только в этом случае процессы нагрева или охлаждения рабочего тела можно считать обратимыми и выбрать определенные законы этих процессов с учетом реальных условий.
Еще одним допущением является представление об адиабатности процессов расширения и сжатия рабочего тела, пренебрегая тем самым теплообменом между рабочим телом и стенками цилиндров.
Термодинамические методы анализа обратимых циклов
В данном разделе будет рассмотрен только один из нескольких методов анализа обратимых циклов – метод анализа необратимых потерь цикла.
Одним из обязательных процессов замкнутого цикла является процесс расширения рабочего тела. Этот процесс реализуется для различных типов тепловых двигателей в цилиндре с поршнем, в. турбине, в сопле реактивного двигателя и т.д. В соответствии с принципом максимальной работы, максимальная работа совершается в обратимом процессе.
Все реальные процессы являются необратимыми, и в результате необратимых потерь совершаемая работа меньше) чем в обратимом процессе. Поэтому внутренний относительный КПД двигателя в процессе расширения в соответствии с (2.3)
,
(2.5)
где
- работа расширения
необратимого процесса; 
- работа
расширения соответствующего обратимого процесса.
Аналогично, в процессах сжатия рабочего тела в элементах теплового двигателя (насос, цилиндр с поршнем, диффузор), в результате необратимых потерь необходимо затратить работу большую, чем в обратимом процессе. Тогда внутренний относительный КПД в процессах сжатия
,
(2.6)
где
- работа расширения
необратимого процесса; - работа
расширения соответствующего обратимого процесса.
Работа цикла равна разности работы расширения и работы сжатия. Тогда работа обратимого цикла
(2.7)
а работа необратимого цикла
(2.8)
С учетом (2.5) и (2.6) работа необратимого цикла
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.