Билет №2. Назначение трансформаторов тепла

Билет №1

Назначение трансформаторов тепла

Трансформаторы тепла с квазициклическими процессами

1) Трансформаторами тепла (или термотрансформаторами) называются технические системы, в которых осуществляется отвод энергии в форме тепла от объектов с относительно низкой температурой к приемникам тепла с более высокой температурой. Такое преобразование, называемое в технике повышением потенциала тепла. Для повышения потенциала тепла необходима затрата внешней энергии того или иного вида: электрической, механической, химической, кинетической энергии потока газа или пара и др.

2) В таких трансформаторах тепла совершается разомкнутый процесс— квазицикл. Его характерная особенность состоит в том, что рабочее тело после совершения процессов в определенной последовательности частично или полностью выводится из системы, а взамен него в нее поступают (непрерывно или периодически) новые порции рабочего тела, и процессы повторяются в той же последовательности. Таким образом, обмен энергией через границы системы (в данном случае откры-

Рис. 1.3 Изображение квазицикла и разомкнутого процесса на Т,s-диаграмме.

той, а не закрытой, как при циклических процессах) происходит не только в виде тепла и работы, но и энтальпией с потоком рабочего тела.

Уравнение энергетического баланса такой системы имеет вид:

(1.2.)

где I_вх и I_вых — соответственно энтальпии входящих и выходящих потоков рабочего тела (или тел).

Чаще всего разомкнутые процессы типа квазициклов применяются в системах, где используется атмосферный воздух. Такие квазициклы в ряде случаев, как это будет показано ниже, обладают существенными преимуществами перед циклами при технической реализации.

Следует иметь в виду, что квазицикл представляет собой частный случай разомкнутого процесса; существуют разомкнутые процессы, не относящиеся к квазициклам. Эта разница иллюстрируется диаграммами на рис. 1.3, где а — обратный квазицикл, б — разомкнутый процесс, не являющийся квазициклом. Из диаграммы видно, что для квазицикла характерны подвод тепла (в данном случае Q')при росте энтропии рабочего тела (от s₂до s_з) и отвод (Q") с уменьшением энтропии (с s₁до s₂). Другими словами, при работе квазицикла, как и в цикле, происходит трансформация тепла.

В разомкнутом процессе (рис. 1.3,б) есть только подвод тепла Q' и одностороннее изменение энтропии (в данном случае увеличение от S₁доS₂). Естественно, что квазицикл может быть как обратным, так и прямым; в последнем случае теплоподводится на более высоком уровне и отводится на низком.

Квазициклы, как и циклы, могут быть стационарными н нестационарными.

Билет №2