卡诺与逆卡诺循环 ppt课件

合集下载

逆向卡诺循环.ppt

逆向卡诺循环.ppt
q0 w w
'

'
在不可逆循环中,制冷系数
11
二、热泵循环
• 区别主要有两点: 1. 两者的目的不同。
2. 两者的工作温区往
往有所不同。
12
用于表示热泵效率的指标称为热泵系数或供热系 数,其定义为:
QH W
QH——热泵向高温热源的输送热量(kW), W——热泵机组消耗的外功(kW)。 由式(1-21)可得:
7
qq 0 w
根据热力学第一定律,可写出制冷 机的热平衡式:
qq 0 w
(1—1)
式中 q、q0和w是传递、取出 的单位热量和消耗的单位机械功 (kJ/kg)。
8
根据热力系统,可逆变化过程中熵的变量等于零这一 热力学原理,可以写出逆向卡诺循环的熵变公式:
q qq 11 0 w 0 q 0 w s ' q 0 (1—2) 0 系统 ' ' ' ' ' ' TT T T TT 0 0 T 0
q0 T0' w T 'T0'
(1—4)
制冷系数是衡量制冷循环经济性的一个重要技术指标。 国外习惯上将制冷系数称为制冷机的性能系数COP (Coefficient of Performance)。在给定的温度条件下, 制冷系数越大,则循环的经济性越高。
10
在可逆循环中,制冷系数
q0 w
式中W为逆向卡诺循环所消耗的机械功,它等于压缩时 所消耗的功Wk减去膨胀时所作的功Wp,即W=Wk—Wp。因为按 逆向卡诺循环工作的制冷机,它所消耗的功为最小功,由式 (1—2)可得:
T' w min q 0 ' 1 T 0

循环过程卡诺循环PPT课件

循环过程卡诺循环PPT课件
第一节13-5 循环过程 卡诺循环
第十三章 热力学基础
一 循环过程
13-5 循环过程 卡诺循环
系统经过一系列变化状态过程后,又回到原来 的状态的过程叫热力学循环过程 .
特征: E 0 由热力学第一定律
pA
Q W
净功 W Q1 Q2 Q
总吸热
Q1
o VA
总放热
Q2 (取绝对值)
净吸热
D — A 绝热过程
V1 1T1 V4 1T2
V2 V3 V1 V4
第十三章 热力学基础
13-5 循环过程 卡诺循环
W 1 Q2 1 RT2 ln(V2 /V1) 1 T2
Q1
Q1
RT1 ln(V3 /V4 )
T1
卡诺热机效率
1 T2
T1
卡诺热机效率与工 作物质无关,只与两个 热源的温度有关,两热 源的温差越大,则卡诺 循环的效率越高 .
第十三章 热力学基础
卡诺逆循环
13-5 循环过程 卡诺循环
由两个绝热过程和两个等温过程组成的逆循环称为卡诺逆循环. 如图所示. 卡诺逆循环过程: 设工作物质为理想气体.
p
A Q1
T1 T2
T1 B
W
D Q2 T2
C
V
o
(i) A D,绝热膨胀;系统对外做功,气体 温度T1 T2(降低).
(ii) D C,等温膨胀;此过程中气体从低 温做热功.源中吸收热量Q2; 系统对外界
(iii) C B,绝热压缩;外界对气体做功, 气体温度T2 T1(升高),.
(iv) 最后, B A,等温压缩;此过程中外界对气体做功使气体将气 量Q1传 递给高温热源, 从而完成一个逆循环.

逆卡诺循环ppt课件

逆卡诺循环ppt课件
逆卡诺循环
定义
卡诺循环 逆卡诺循环
两者有何区别联系?
卡诺循环
卡诺循环:由两个可逆的等温过程和两个 可逆的绝热过程所组成的理想循环 。
等温膨胀 绝热膨胀 等温压缩 绝热压缩
研究热机的一种假设模型
逆卡诺循环
逆卡诺循环:理想制冷循环应为逆卡诺循 环。
绝热压缩 等温压缩 绝热膨胀 等温膨胀
空气源热泵系统
是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、 环保、集热效率甚高的制热技术。空气源热泵系 统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源,经系 统高效集热整合后成为高温热源,用来取(供) 暖或供应热水。
热泵工作原理
热泵工作原理
空气能热泵热水器是一种高效集热并转 移热量的装置,由压缩机、空气换热器、水 换热器、膨胀阀和风机等部件组成。它运用 逆卡诺循环原理,通过压缩机工作,使冷媒 产生物理相变气态—液态—气态,利用这一 往复循环相变过程不断吸热和放热,由吸热 装置吸取空气中的热量,经过热交换器使冷 水逐步升温,制取的热水通过水循环系统送 至用户。
逆卡诺循环在制冷(热)方面应用广 泛。
背景介绍
能源是人类赖以生存的重要要素之一,是 国民经济和社会发展的重要战略物资。在我国, 制冷空调系统是能源消耗大户,每一年的夏天. 花费在空调系统的电力已经占了全国电力供应 的3 0 %以上。
空调设备用电达到了3 9 %。制冷空调的 能源低效率使用和废热的大量排放不仅影响到 我国的经济建设和发展.也影响到赖以生存的周 边环境,必须立足于能源的合理利用和有效的节 能减排措施。
3、运行管理方便,安装方便,不污染使用场所的 空气,不产生任何废气废渣。
逆卡诺循环的意义
卡诺这种撇开具体装置和具体 工作物质的抽象而普遍的理论研 究,已经贯穿在整个热力学的研 究之中。

2019普通物理PPT课件5.2 循环过程 卡诺循环.ppt

2019普通物理PPT课件5.2  循环过程   卡诺循环.ppt

W Q1 Q2 Q2 1 Q1 Q1 Q1
B. 致冷系数
设在一次循环中,外界对系统作功W, 系统从低温处所吸收的热量为Q 2,系统放 出的热量为Q 1
Q2 -Q1 =W '
致冷系数为:
Q2 Q2 W Q1 Q2
5.2.2 卡诺循环
1 .定义 一种理想的、效率最高的循环过程. 2. 卡诺循环 (1)等温膨胀 (2)绝热膨胀 (3)等温压缩
热 机 —— 工作物质作正循环的机器.
如:蒸汽机、内燃机 致冷机 —— 工作物质作逆循环的机器.
如:冷冻机 3. 循环过程的特点
系统经过一个循环后,热力学能无变 化.
E 0 4. 热机效率和致冷系数
A. 热机效率
Q E2 E1 W
E 0 设在一次循环中,系统从外界得到的热 量为Q 1,放出的热量为Q 2,对外所作的功 为W,则 Q1-Q2 =W
p p1 p2 p4 A B D C V1
(4)绝热压缩
p3 0
V2
V
3. 计算每一步的功和热 以理想气体为工
Hale Waihona Puke 质,其质量为M,摩尔质量为 ( 1) A B 从热源T1吸热Q1, 并全部转换成功
高温热源T1 Q1
W Q1 Q2
Q2 低温热源T2
V2 Q1 RT1 ln V1
M
( 2) B
V2 RT1 ln Q1 V1 T1 Q2 M RT ln V3 T2 2 V4
其热机效率为:
M
Q2 T2 卡 1 1 Q1 T1
4. 结论 (1)要完成一个卡诺循环,必须有两个热源;
(T1 T2 )
(2)高温热源温度越高,低温热源温度越低,

第3章-3-卡诺循环ppt

第3章-3-卡诺循环ppt

高温热源 T1
Q1 W Q2
逆循环的特征:
在一个循环中,外界作功W,从低温热源吸 收热量Q2,向高温热源放出热量Q1。并且工 质回到初态,内能不变。
低温热源 T2
W= Q1-Q2
制冷系数:
表示制冷机的效率
Q2 Q2 W Q1 Q2
低温 热源
高温 热源
冰箱循环示意图
※补充例题. 1 mol 氦气经过如图所示的循环过程, 其中P2=2P1 , V4=2V1 , 求: (1). 热机的效率 .
48% 25%
柴油机 蒸汽机
37% 8%
3-3.1 循环过程 卡诺循环 一、循环过程
在热机中被用来吸收热量并对外作功的物质叫工作物 质,简称工质。工质往往经历着循环过程,即经历一 系列变化又回到初始状态。
1、定义:
系统经过一系列状态变化以后,又回到原来状态的过 程叫作热力学系统的循环过程,简称循环。
p
T1
2. 第二次循环的高温热源的温度T1‫׳‬ D
o
T1
W
T2
C
V

•循环过程 •热机和制冷机 •卡诺循环效率
T2 1 T1

T2 T1 T2
作业:P152
练习题:2,4,7,9,10, 11,13
※ 3-7,求abca的循环效率?
※ 3-10,(3). 求循环效率?
热力学第一定律
A
Q W
c
W
d
B
净功 W Q1 Q2 Q 总吸热
Q1
Q2
o
VA
VB V
总放热
(取绝对值)
二、热机和制冷机
1、循环过程的分类

知识点:逆卡诺循环及性能系数PPT.

知识点:逆卡诺循环及性能系数PPT.

1,c
T2 s3 s 4 q2 w0 T1 s 2 s1 T2 s3 s 4 T2 T1 T2
由于s2-s1=s3-s4,上式可热系数表示,对于 逆卡诺循环
2 ,c
q1 T1 s 2 s1 w0 T1 s 2 s1 T2 s3 s 4
逆卡诺循环的制冷系数和供热系数评价逆卡诺循环用性能系数对于制冷循环用制冷系数则对于逆卡诺循环有由于s上式可写成若逆卡诺循环用于热泵循环则用供热系数表示对于逆卡诺循环知识点
知识点:逆卡诺循环及性能系数
1.逆卡诺循环的组成 逆卡诺循环也是由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝 热过程所组成,但方向与正卡诺循环相反。 绝热膨胀过程1-4:工质在绝热膨胀过程中熵不变,s1= s4,比容增大,温度T1由降为T2; 等温膨胀过程4-3:工质在等温膨胀过程中从温度为T2的 低温热源吸收热量q2,在定温下由状态4膨胀到状态3,比容 增大,熵也增大; 绝热压缩过程3-2:工质在绝热压缩过程中熵不变,s3= s2,比容减小,温度由T2升高到T1; 等温压缩过程2-1:工质在等温压缩过程中向温度为T1的 高温热源放出热量q1,在定温下由状态2被压缩到状态1,比
知识点:逆卡诺循环及性能系数
p 1
高温热源 T1 T1 q1 2
T T1 1
高温热源 T1 q1 2
4 0
w
T2 q2 3
w
T2 0 4 q2 v 6 5 3
0
0
s
低温热源 T2
低温热源 T2
图1 逆卡诺循环的p-v图和T-s图
知识点:逆卡诺循环及性能系数
容减小,熵也减小。 2.逆卡诺循环的制冷系数和供热系数 评价逆卡诺循环用性能系数,对于制冷循环用制冷系数 则对于逆卡诺循环有

卡诺循环演示ppt课件

卡诺循环演示ppt课件
η=W/Q2=(T2-T1)/T2=(Q2-Q1)/Q2
+ =0 整理得, Q1 Q2 T1 T2 卡诺热机在两个热源之间工作
时,两个热源的热温商之和等于
零。
23
决定卡诺热机效率的因素
一是在两个不同温度热源之间 工作的热机中,卡诺热机的 效率是否为最大;
二是卡诺热机的效率是否与工 作物质无关。
24
故W2=—△U=—CV(T1—T2)
13
过程3 保持T1定温可逆压缩。 将气箱从绝热袋中取出,与 低温热源T1相接触,然后在 T1时作定温可逆压缩,让气 体的压力和体积由p3、V3变 到 p4、V4。 此 过 程 △ U=0, 如图CD
14
15
过程3 保持T1定温可逆压缩。将 气箱从绝热袋中取出,与低温热 源T1相接触,然后在T1时作定温 可逆压缩,让气体的压力和体积 由 p3、V3 变 到 p4、V4。 此 过 程 △U=0,如图CD 故Q1=W3+RT1lnV4/V3
27
η1=(T2-T1)/T2=22.3% η2=(T2-T1)/T2=50.5%
课后作业: 教材76页习题1
28
16
过程4 绝热可逆压缩。 将压缩了的气体从热源 T1处移开,又放进绝热 袋,让气体作绝热可逆 压缩,使气体回到起始 状态,如图DA
17
18
过程4 绝热可逆压缩。将压 缩了的气体从热源T1处移开, 又放进绝热袋,让气体作 绝热可逆压缩,使气体回 到起始状态,如图DA
故W4=—△U=—CV(T2—T1)
7
过程1 保持T2定温可逆膨胀。 在T2时,让气箱中理想气体 由p1、V1作定温可逆膨胀到 p2、V2。在此过程中系统吸 收了Q2的热,做了W1的功。 如图中T2定温可逆膨胀。 在T2时,让气箱中理想气体由 p1、V1作定温可逆膨胀到p2、V2。 在此过程中系统吸收了Q2的热, 做了W1的功。如图中AB 故Q2=W1=RT2lnV2/V1

循环过程 卡诺循环PPT课件

循环过程 卡诺循环PPT课件

蒸汽机
汽油机
2019/10/17
几种典型热机的效率
8%
柴油机
37%
25%
液体燃料火箭 48% 2
蒸汽机工作原理








水蒸汽在高温热源处吸收热量,在汽缸中膨胀对外作功,
之后在低温热源处放出热量。放热后变成水再回到高温热源
2处019吸/10/收17 热量成为水蒸汽,这样循环往复,对外作功。
2019/普10通/1内7燃机
大型船舰或列车用的内燃机
现代蒸汽透平机
内燃机式普列车
21
现代喷气涡轮发动机
活塞发动机
2019/10/17
22
3、卡诺致冷机(卡诺逆循环ADCBA

p A Q1 T1 T2
高温热源 T1
T1 B

Q1
卡诺致冷机



Q2
o
Q2 T2
V
低温热源 T2
制冷系数
ωc
Q Q吸 Q放 Q1 Q4 Q2 Q3
2019/10/17
V
Q吸 Q1 Q3 Q放 Q2
Q Q吸 Q放 Q1 Q3 Q2
7
2.正循环(热机循环)的效率
过程曲线沿顺时针方向,系统对外作正功。 p A Q吸
在正循环中,系统从高温热源吸热 Q吸,
向低温热源放热Q放, 系统对外作净功A
2019/10/17
17
1、理想气体卡诺循环热机效率的计算
p
T1 T2
A — B 等温膨胀吸热
p1 A Q吸
p2
T1 B
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、循环过程
P
Q1
循环过程——物质系统经
A
历一系列状态变化过程又 回到初始状态,称这一周
a
Q2
Vቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
而复始的变化过程为循环 0
过程。
热机——持续不断地将热转换为功的装置。
工质——在热机中参与热功转换的媒介物质。
循环过程的特点——经一个循环后系统的内
能不变。即E=0
净功 A = 循环过程曲线所包围的面积
= Q Q 卡诺与逆卡诺循环
Q
1
Q
Q
1
2
卡诺与逆卡诺循环
=1
Q2 Q1
3
三、致冷循环——逆卡诺循环
致冷系数:
高温热源
w=
Q2
A
=
Q2 Q1 Q2
A
Q1
P
对于卡诺循环
Q1 Q2
=
T1 T2
Q2
0
V
低温热源
卡诺机之致冷系数为:
η w
=
T2 T1 T2
=1
1
w 的数值区间 ( 0, )
8
低温热源温度越低温卡诺与差逆卡诺越循环大,致冷系数越小4 。
例:可逆热机的效率为 ,若将此热机按原 循环逆向运行而作为致冷机,求:(1)该致冷 机的致冷系数;(2) 在致冷循环中,当输入功 为 450 kJ 时,该致冷机从低温热源的吸热 Q2和向高温热源的放热 Q1 。
解:(1) = 1/ - 1 = 1/0.25 - 1 = 3
(2) 因 = Q2 /A,故
1
2
1
P
A =S绿色 P
A =S红色
V
V
循环过程顺时针方向 循环过程逆时针方向
系统对外作正功 A>0 外界对系统作功 A<0
系统吸热 Q=A>0
系统放热 Q=A<0
卡诺与逆卡诺循环
2
二、卡诺循环 P
a
高温热源
T1Q 1 b
Q1 Q2
低温热源
A0
d Q2
T2
V1 V4 V2
c V3 V
η=
A
Q1
=
Q2 = A = 3 450 kJ = 1350 kJ
Q1 = Q2 + A = 1350 + 450
卡诺与逆卡诺循环
5
= 1800 kJ
相关文档
最新文档