1. Идеальные термодинамические циклы (тВаД)

Последовательность процессов, в результате которых рабочее тело приходит в исходное состояние, называется циклом (рис. 1.6, 1.7).

Условия идеального цикла:

1) процесс обратим;

2) нет потерь тепла, кроме отдачи тепла в «холодильник»;

3) отсутствуют трение, гидравлические и механические потери;

4) рабочее тело неизменно по составу (химическим и физическим свойствам);

5) состояние рабочего тела рассматривается в характерных сечениях: н–н; вх–вх; к–к; г–г; ТК–ТК; т – т; с–с за узлами ТВаД, в которых происходят энергетические преобразования.

Работа идеального цикла ТРД соответствует площади фигур н–к–г–с–н, ограниченных кривыми процессов (см. рис. 1.6, 1.7).

Рис. 1.6. Диаграмма цикла ТРД в координатах р–: н–вх – адиабатное сжатие в ВЗ; вх–к – адиабатное сжатие в ОК; к–г – изобарный подвод тепла в КС; г–ТК – адиабатное расширение в ТК; ТК–т – адиабатное расширение в СТ; т–с – адиабатное расширение в РС; с–н – отвод тепла в «холодильник» (выброс газа в атмосферу)

Рис. 1.7. Диаграмма цикла ТРД в координатах Т–S: н–вх – изоэнтропное сжатие в ВЗ; вх–к – изоэнтропное сжатие в ОК; к–г – изобарный подвод тепла в КС; г–ТК – изоэнтропное расширение в ТК; ТК–т – изоэнтропное расширение в СТ; т–с – изоэнтропное расширение в РС; с–н – отвод тепла в «холодиль-ник» (выброс газа в атмосферу)

Разность между подведенной к рабочему телу (газу) теплотой Q₁ и отведенной – Q₂ является той частью теплоты, которая превратилась в полезную работу цикла:

L_ц = Q₁ – Q₂, (1.1)

где эквивалентна площади фигуры S_н–н–к–г–с–S_с; эквивалентна площади фигуры S_н–н–с–S_с.

Так как то выражение (1.1) примет вид

. (1.2)

или

, (1.3)

где – полезная внешняя работа при изоэнтропном расширении L_и.р (эквивалентна площади фигуры р_к–к–г–с–н–р_н); – потребная внешняя работа при изотропном сжатии L_и.с (эквивалентна площади фигуры р_н–к–н–р_к).

Выражение (2.3) можно записать как

L_ц = L_и.р – L_и.с. (1.4)