WikiSort.ru - Не сортированное

Термодинамические циклы
Статья является частью серии «Термодинамика».
Эталонный цикл Эдвардса
Цикл Аткинсона
Цикл Брайтона/Джоуля
Цикл Гирна
Цикл Дизеля
Цикл Калины
Цикл Карно
Цикл Ленуара
Цикл Миллера
Цикл Отто
Цикл Ренкина
Цикл Стирлинга
Цикл Тринклера
Цикл Хамфри
Цикл Эрикссона
Разделы термодинамики
Начала термодинамики
Уравнение состояния
Термодинамические величины
Термодинамические потенциалы
Термодинамические циклы
Фазовые переходы
править
См. также «Физический портал»

Эталонный цикл Эдвардса — термодинамический цикл, устанавливающий (по словам А. Э. Пиира, не подтвержденными ссылками на других исследователей) предел тепловой экономичности для двигателей, источником энергии которых служит топливо, а тепловым стоком — окружающая среда.

История

Цикл Эдвардса был предложен в начале 70-х годов прошлого века инженером А. Пииром^[1] как эталонный термодинамический цикл для энергоустановок на органическом топливе, по аналогии с циклом Карно, который является эталоном для тепловых двигателей с изотермическими источниками теплоты. Советская теплотехническая школа^[2][3][4] ошибочно (по словам А. Э. Пиира, не подтвержденными ссылками на других исследователей) считает цикл Карно эталоном для всех без исключения тепловых двигателей, а «карнотизацию» циклов газотурбинных и комбинированных парогазовых установок — способом их совершенствования^[5][6].

Определения (по словам А.Э. Пиира, не подтвержденными ссылками на других исследователей)

Термодинамический цикл Эдвардса — внешне обратимый идеальный цикл теплового двигателя, источником тепла которого служат продукты сгорания топлива, а тепловым стоком — окружающая среда .

Идеальный цикл Эдвардса — эталон теплового совершенства для двигателей внутреннего и внешнего сгорания, поскольку его термический КПД является предельным и превышает КПД цикла Карно^[7].

Процессы

Конфигурация цикла Эдвардса вытекает из теории Карно^[8] для внешне и внутренне обратимого термодинамического цикла в указанных выше температурных рамках. Цикл Эдвардса образуют изохорный (или изобарный) процесс подвода теплоты 1-2 (горение топлива), адиабатное расширение продуктов сгорания 2-3, изотермическое сжатие 3-1 (рис. 1а).

КПД

Термический КПД цикла Эдвардса (по словам А.Э. Пиира, не подтвержденными ссылками на других исследователей) описывает формула:

${\displaystyle \eta =1-{\frac {ln(T_{2}/T_{1})}{T_{2}/T_{1}-1}}}$ ,

где ${\displaystyle T_{1}}$ , К — начальная температура газов;

${\displaystyle T_{2}}$ , K — конечная температура газов.

Применения

Цикл Эдвардса может быть реализован различными способами. Наиболее просто — в виде паротурбинной установки со суперсверхвысокими начальными параметрами пара или паротурбинной установки двух давлений (как на английской АЭС Колдер Холл с газоохлаждаемым реактором); в виде комбинированной установки с газовыми и паровыми турбинами (Северо-Западная ТЭЦ Санкт-Петербурга); мини-ТЭЦ с газовыми турбинами и двигателями внутреннего сгорания; судовых энергоустановок с дизельными двигателями и паровыми котлами-утилизаторами.

Варианты

Для вариантов цикла Эдвардса с газотурбинным регенеративным двигателем или двигателем внутреннего сгорания (рис. 1б) выражение термического КПД примет вид:

${\displaystyle \eta =1-{\frac {T_{4}ln(T_{2}/T_{1})}{T_{2}-T_{1}}}}$ ,

где ${\displaystyle T_{4}}$ , К — температура теплового стока.

См. также

• Термодинамический цикл
• Цикл Карно

Примечания

Ссылки

• Пиир, А. Э. Эталонный цикл Эдвардса для двигателей внутреннего и внешнего сгорания // Энергетика. Изв. высш. Учеб. заведений и энергообъединений СНГ — 2014. — № 3 с.62-65.