Лоренц айналмасы

Іс жүзінде жылу суытылатын денеден айналмалы температурада алынады [11- 14, 17-22, 24-32]. 4-1 үрдісте тоңазытқыш зат суытылатын денеден айнымалы температурада жылу алады (15 сурет).

15-сурет. Лоренц айналмасының T-S диаграмасы

Мұндай жағдайда барлық уақытта тоңазытқыш зат пен жылу көздерінің арасында жылулық тепе-теңдік сақталуы керек. Карноның кері айналмасында жылу көздерінің температурасы тұрақты болады, сондықтан бұл жерде Карно айналмасын эталон ретінде қарастыруға болмайды, себебі қайтымсыз сыртқы шығындар пайда болады. Келтірілген айналмада (Лоренц айналмасы) 4-1 және 2-3 үрдістерде жылу алмасу айналмасы температурада жүреді. Бірақ келтірілген айналманы көптеген кішігірім Карноның кері айналмасының қосындысы (a-b-c-d) деп қарастыруға болады

(2.21)

1-2-3-4 айналманың тоңазыту коэффициенті:

(2.22)

T-S диаграмада айналмаларын салыстыру q0 мен q мәндерін орташа эквивалентті температура арқылы анықтауға болады.

(2.23)

(2.24)

T-S-диаграммадан алынған және берілген жылу шамасы мына теңдеумен анықтауға болады:

q0 =(m-4-1-n) – ауданына тең

q =(m-3-2-n) –ауданына тең.

Орташа эквивалентті температура ауданы осы тік бұрышты төртбұрыштың биіктігі арқылы есептеледі. Олай болса:

(2.25)

Келтірілген формулаларды салыстыра отырып тоңазыту коэффициентін анықтаймыз:

(2.26)

Лоренц айналмасының тоңазыту коэффициентін анықтау үшін айнымалы температурада жүретін жылу алмасу үрдістерінің орташа температураларын алу керек.

Енді денені Т2 ден Т1 –ге дейін суыту үшін Лоренц пен Карноның кері айналмаларын қолданып, осы айналмаларда жұмсалатын жұмысты өзара салыстырайық (16-сурет).

Жылу қоршаған ортаға тұрақты температурада беріледі деп есептейміз. Суытылатын денеден жылу Т1 температурада алынады. Айналмаларды салыстыру бірдей жағдайда болу керек.

Сондықтан айналмалардың суық өндірімі өзара тең деп қарастырамыз. Лоренцтің кері айналмасы 1-2-3-1.

Суық өндірімі = a-1-2-б ауданына тең.

Айналмада жұмсалаған жұмыс =1-2-3-1 ауданына тең.



Карноның кері айналмасы 1-4-5-3.

Суық өндірімі = a-1-4-в ауданына тең.

Айналмада жұмсалған жұмыс = -1-4-5-3 ауданына тең

16- сурет. Лоренц және Карно айналмаларын салыстыру

Айналмалардың суық өндірімі өзара тең:

; (а-1-2-б) = (а-1-4-в) (2.26)

Айналмалардың тоңазыту коэффициенттері:

(2.27)

Карно айналмасында жұмсалған жұмыс, Лоренц айналмасында жұмсалған жұмыстан көп екені көрінеді:

> ; (1-4-5-3) >( 1-2-3) (2.28)

Сондықтан:

ε l > εk (2.29)

Денеден жылуды айнымалы температурада алатын айналманың тиімділігін бағалау үшін Карно айналмасымен салыстыруға болмайды. Эталонды айналма ретінде Лоренц айналмасы қабылданды. Мынау есте болу керек: Лоренц айналмасының артықшылығы тек айнымалы температурада суытқанда ғана (мысалы, Т2-ден Т1–ге дейін). Егер температураны төменгі деңгейде тұрақты ұстап тұру керек болса (мысалы Т1-де), бұл жерде Лоренц айналмасы эталонды айналма бола алмайды.


1164635191575549.html
1164697263045671.html
    PR.RU™