Связь эффективности термодинамических циклов с производством энтропии.

Локальная функция диссипации , которая по физическому смыслу является мощностью источника теплоты, генерируемой неравновесным процессом. Диссипация теплоты или потеря работоспособности теплоты уменьшает полезный коэффициент действия газотурбинных установок. Из энтропийного уравнения для производства энтропии (только для случаев поступления теплоты извне и из-за неравновесного процесса) выражается соотношением

Это уравнение позволяет качественно проследить связь показателей эффективности процесса производства энтропии . Рассматривая установившийся процесс в ГТУ, в котором левая часть уравнения равна 0, так как, сколько энтропии поступает в систему, столько же уходит из системы.

Рост производства энтропии приводит к росту энтропии выходных потоков, при прочих равных условиях этот рост уменьшает температуру потоков на выходе либо при фиксированной температуре увеличивает отходящий поток теплоты. И в том, и в другом случае это приводит к уменьшению механической работы, вырабатываемой ГТУ. Как мы получили в работе энергетическая эффективность термодинамической системы, характеризующаяся отношением полезной работы, вырабатываемой в ней, к затратам энергии, достигает максимума в обратимых процессах, когда равно нулю.

ГТУ преобразует тепло, получаемое от топлива с температурой , в работу. Состояние рабочего тела меняется циклично, при этом оно отдает часть энергии холодному источнику. Показателем эффективности служит отношение произведенной работы к количеству тепла, отобранного от горячего источника . Однако неравновесный процесс, происходящий в ГТУ, уменьшает к.п.д. машины. Получим к.п.д. машины с учетом производства энтропии. Напишем уравнения потоков тепла и уравнения потоков энтропии:

Из первого уравнения получим к.п.д., равный

Из второго уравнения получим связь между параметрами процесса

Таким образом, к.п.д. при наличии производства энтропии равен

Как видим, наличие производства энтропии уменьшает эффективность машины. Необходимо искать возможности подсчета производства энтропии (например, используя уравнения Онзагера), чтобы знать пути повышения к.п.д. ГТУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте мы более подробно анализировали циклы газотурбинных установок.

В настоящее время газотурбинные двигатели широко применяются в авиации, на магистральных газопроводах, на колесных и гусеничных машинах, во флоте, в некоторых странах применяются на железнодорожном транспорте.

Циклы газотурбинных установок разделяются на две основные группы: со сгоранием р= const; со сгоранием при V =const.

Таким образом, газотурбинные установки классифицируются по тому же признаку, что и поршневые двигатели внутреннего сгорания, — по способу сжигания топлива.

Также мы сделали необходимые расчёты и занесли в таблицы, приведенные в курсовом проекте, проанализировали эффективность циклов с регенерацией.

ЛИТЕРАТУРА

1. Калинушкин, М. П. Насосы и вентиляторы: Учеб.пособие для вузов по спец."Теплогазоснабжение и вентиляция/М.П.Калинушкин.-6-е изд.,перераб.и доп.-М.:Высш.шк.,1987.-176с.

2. Карелин, В.Я. Насосы и насосные станции: Учебник для вузов по специальности "Водоснабжение и канализация" и "Рациональное использование водных ресурсов и обезвреживание промышленных стоков"/ В.Я.Карелин,А.В., Минаев.-2-е изд.,перераб.и доп.-М: Стройиздат,1986.-320с.

3. Логов, И.Л. Исследование параметров осевых вентиляторов: анализ конструктивных параметров осевых вентиляторов. И.Л Логов.-М.:Машгиз, 1962.-211с.

4. Михайлов, А.К. Насосы холодильной техники: Учеб. Пособие для вузов по направлению "Технолог, машины и оборудование" и спец. "Техника и физика низких температур"/ А.К.Михайлов, Ю.А.Новиков, В.А.Юрченко.-М.:Колос,1996.-286с.

5. Чебаевский, В.Ф. Насосы и насосные станции: Учебник для вузов по спец. "Гидромелиорация"/В.Ф.Чебаевский, К.П.Вишневский, Н.Н.Накладов, В.В.Кондратьев.-М:Агропромиздат,1989.-416с.