PRM. Silnik cieplny i jego sprawność.

Silnik cieplny i jego sprawność
dr inż. Romuald Kędzierski
Co nazywamy silnikiem cieplnym?
Jest to urządzenie, które w sposób cykliczny zamienia energię
w formie ciepła, uzyskaną z energii wewnętrznej czynnika
roboczego na energię mechaniczną lub elektryczną.
Przykłady silników cieplnych:
a. Silniki tłokowe (objętościowe):
 spalinowe (nisko- i wysokoprężne)
 parowe
b. Silniki turbinowe (przepływowe):
 turbiny: parowe, gazowe, wiatrowe, wodne.
Schemat ideowy działania silnika cieplnego
- ilość energii w formie ciepła dostarczonej
do silnika cieplnego
- ilość pracy wykonanej przez silnik cieplny
kosztem dostarczonej energii w formie
ciepła
- ilość energii w formie ciepła oddanej do
chłodnicy
Z bilansu energii wynika, że:
Stąd:
Jak definiuje się sprawność silnika cieplnego?
Dla silnika cieplnego:
lub:
Dla idealnego silnika cieplnego:
Jaki silnik cieplny, przy danych temperaturach źródła ciepła i
chłodnicy, ma najwyższą sprawność?
Jest to tzw. silnik Carnota.
Czynnikiem roboczym jest gaz doskonały pracujący w obiegu zamkniętym.
Silnik ten realizuje kolejno cztery przemiany odwracalne:
 rozprężanie izotermiczne,
 rozprężanie adiabatyczne,
 sprężanie izotermiczne,
 sprężanie adiabatyczne.
Można wykazać, że sprawność cieplną takiego silnika wyraża zależność:
Zadanie 1.
Piętnaście moli gazu doskonałego o cząsteczkach dwuatomowych poddano
przemianom pokazanym na poniższym wykresie.
Oblicz wartość sprawności cieplnej tego obiegu.