Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

4. Gázkörfolyamatok.  Folyamatos energiaátalakítás  Inhomogenitás létrehozása, és fenntartása  Korlátok: ▪ I. főtétel: mennyiségi ▪ II. főtétel: minőségi:

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "4. Gázkörfolyamatok.  Folyamatos energiaátalakítás  Inhomogenitás létrehozása, és fenntartása  Korlátok: ▪ I. főtétel: mennyiségi ▪ II. főtétel: minőségi:"— Előadás másolata:

1 4. Gázkörfolyamatok

2  Folyamatos energiaátalakítás  Inhomogenitás létrehozása, és fenntartása  Korlátok: ▪ I. főtétel: mennyiségi ▪ II. főtétel: minőségi: a hő csak egy része alakítható munkává  Munkaszolgáltató (hőerőgép)  Carnot, Joule, Otto, Diesel ▪ Termikus hatásfok  Munkát igénylő (munkagép)  Hűtőgép, hőszivattyú ▪ Fajlagos hűtő teljesítmény ▪ Fajlagos fűtő teljesítmény Figyeljük a táblát!

3 HF TmTm TaTa T S hőforrás fűtés környezet hűtés T be T el 1 2 T fel 3 T le T fel 4 T le T fel 5 T le 1.Fűtőerőmű 2.Hőerőmű 3.Hűtőgép 4.Hőszivattyú 5.Hűtőgép+Hőszivattyú

4  4.1.1. Carnot-körfolyamat  4.1.2. Dugattyús gépek  4.1.3. Többgépes körfolyamatok

5  Elméleti nem megvalósítható, csak közelíthető  Adott T határok között legnagyobb hatásfokú  hatásfoka független a körfolyamatot végző anyagtól T S T el A B DC T be Q be Q le Q be Q le Termikus hatásfok: figyeljük a táblát! https://www.youtube.com/watch?v=s3N_QJVucF8

6 T S Q be Q le T S T be (S) ΔSΔS ΔSΔS T el (S) Egyenértékű Carnot-körf. termikus hatásfoka: figyeljük a táblát! T max T min

7 T S W rev KompresszorTurbina 1 2 2* W val T S 1 2 2* W rev Kompresszor és turbina belső hatásfoka: figyeljük a táblát!

8  4.1.2.1. Stirling- körfolyamat  4.1.2.2. Ericsson-körfolyamat  4.1.2.3. Lenoir-körfolyamat  4.1.2.4. Otto-körfolyamat  4.1.2.5 Atkinson-körfolyamat  4.1.2.6. Diesel-körfolyamat Külső égésű Belső égésű

9 külső égésű motor egyenértékű a Carnot-körfolyamattal Robert Stirling (1790-1878) skót vallási vezető hőközlés (izochor) hőelvonás (izochor) expanzió (izoterm) kompr. (izoterm) T-s diagram a táblán! https://www.youtube.com/watch?v=agxnmPFFNyc -B dugattyú a B henger végébe tereli a gázt, ahol azt kívülről melegítik, -a melegített gáz nyomása megnő, az A dugattyút tolva munkát végez, -B dugattyú előre van nyomva, a gázt a motor bordázott részébe tolja, ahol az lehűl. A B

10 külső égésű motor egyenértékű a Carnot-körfolyamattal John Ericsson (1803-1889) svéd-amerikai gépészmérnök p-V diagram a táblán! A.isoterm (T 1 =T 2 ) kompresszió p 1 => p 2 (V 1 => V 2 ) : Q le B.isobar (p 2 = p 3 ) melegítés T 1 (=T 2 ) => T 3 (regenerátor felhasználásával, a D lépésben betárolt hővel) C.isoterm (T 3 =T 4 ) p 2 =>p 1, expanzió (munka) & Q fel D.isobar lehűtés (a hőt regenerátorba betároljuk) T 3 => T 1 https://www.youtube.com/watch?v=io4KTNpH5c4 https://www.youtube.com/watch?v=0dqrRpV76sk

11 belsőégésű motor üzemanyag: széngáz nincs kompresszió alacsony hatásfok Jean Joseph Étienne Lenoir belga mérnök (1822-1900) II. VH: Pulzáló sugárhajtómű

12 hőközlés (izochor) expanzió (adiabatikus) hőelvonás (izobár) (0 - 1 Állandó nyomású (izobár) állapotváltozás: szívás --> elhanyagolva 1 - 2 Égés állandó térfogaton (izochor): nő a nyomás és a hőmérséklet --> hőbevezetés 2 - 3 Az égéstermékek adiabatikus expanziója --> munkavégzés (3 - 0 Állandó nyomású állapotváltozás: égéstermékek kitolása.)— elhanyagolva, helyette: 3-1 Állandó nyomáson (izobár) hőelvonás 13 2

13 belsőégésű, négyütemű szikragyújtású motor Nikolaus August Otto (1832-1891) német mérnök Alphonse Beau de Rochas (1815-1893) francia mérnök szabadalom: 1861 működő gép: 1862 Helyettesítő Otto-körfolyamat és termikus hatásfoka: figyeljük a táblát! https://www.youtube.com/watch?v=mvaKc64_54o

14

15  Levezetés a kompresszió viszonnyal EXTRA p cs V V min 1 2 V max 4 3 p vagyis:

16 A TKINSON -körfolyamat (1882, 1887) az expanzió- és a kompresszióviszony különböző magasabb hatásfok az Otto-motorhoz képest James Atkinson (1846–1914) brit mérnök

17 Atkinson-körfolyamat „Forgódugattyús” Atkinson-körfolyamat Wankel forgódugattyús motor https://www.youtube.com/watch?v=VJovISGjK24

18 Rudolf Christian Karl Diesel (1858-1913) Diesel-körfolyamat termikus hatásfoka: figyeljük a táblát! https://www.youtube.com/watch?v=DZt5xU44IfQ

19

20  Levezetés a kompresszió viszonnyal EXTRA p cs V V min 1 2 V max 4 3 p V ek vagyis:

21  4.1.3.1. Brayton-körfolyamat

22 George Brayton (1830-1892) amerikai gépészmérnök Eredeti ötlet: John Barber, 1791

23 B RAYTON -körfolyamatot megvalósító gép https://www.youtube.com/watch?v=jRn1DR0PmRE

24

25 Brayton-körfolyamat szerinti gázturbina elvi felépítése https://www.youtube.com/watch?v=jRn1DR0PmRE

26 Brayton-körfolyamat helyettesítő kapcsolása P-V és T-s diagramja, és termikus hatásfoka: figyeljük a táblát!

27 Ábra adatai: T 1 =300K, T 3 =1400K, r p,opt =14,82

28  Levezetés a nyomásviszonnyal EXTRA p max V 1 2 4 3 p vagyis: p min

29

30 H ATÁSFOK NÖVELÉS : REGENERÁCIÓ, REKUPERATÍV HŐCSERE EXTRA

31 H ATÁSFOK NÖVELÉS : TÖBBLÉPCSŐS KOMPRESSZIÓ ÉS EXPANZIÓ EXTRA


Letölteni ppt "4. Gázkörfolyamatok.  Folyamatos energiaátalakítás  Inhomogenitás létrehozása, és fenntartása  Korlátok: ▪ I. főtétel: mennyiségi ▪ II. főtétel: minőségi:"

Hasonló előadás


Google Hirdetések