Wolna encyklopedia

Maszyna cieplna – zespół urządzeń energetycznych realizujący zamknięty cykl przemian (obieg termodynamiczny), w wyniku których następuje wymiana energii między układem mechanicznym, a dwoma zbiornikami ciepła o różnych temperaturach [1]

.

Spis treści

Klasyfikacja

Silnik cieplny

Schemat energetyczny silnika cieplnego

Silnik cieplny to urządzenie, które zamienia energię termiczną (cieplną) w energię mechaniczną (praca)[1][2][3][4][5] lub elektryczną[6].

Pompa ciepła

Schemat prostej sprężarkowej pompy ciepła 1) skraplacz, 2) zawór dławiący (lub kapilara), 3) parownik, 4) sprężarka.

Pompa ciepła to urządzenie, które ogrzewa obszaru o temperaturze wyższej poprzez podnoszenie ciepła z obszaru o niższej temperaturze do tego obszaru [2]

.

Ziębiarka

Ziębiarka to urządzenie, którego celem jest obniżenie temperatury jakiegoś ciała do temperatury niższej od temperatury otoczenia [3]

.

Cieplne maszyny przepływowe

Maszynami cieplnymi są także maszyny przepływowe o przepływie ciągłym (maszyny wirnikowe) lub okresowym (maszyny tłokowe), jeżeli wewnątrz maszyny występuje istotna zmiana temperatury czynnika roboczego [4]

. Przykładami maszyn przepływowych są :sprężarki i turbiny.

Wnioski z zasad termodynamiki

Wszystkie maszyny działają zgodnie z zasadami termodynamiki. Z pierwszej zasady termodynamiki, wynika, że zachowany jest całkowity bilans energii. Dla silnika cieplnego: praca wykonana (W) jest równa różnicy energii pobranej na sposób cieplny ze źródła ciepła i oddanej do chłodnicy:

W = Q_H -Q_C\,

Z drugą zasadę termodynamiki, z której wynika że nie można skonstruować silnika cieplnego w całości zamieniającego dostarczone ciepło na pracę, a maksymalna sprawność silnika cieplnego zależy od różnicy temperatur źródła ciepła i chłodnicy i wyraża się wzorem:

\eta = \frac W {Q_H} = \frac{Q _H - Q _C}{Q_C} = \frac{T_H-T_C}{T_H}

W praktyce oznacza to, że silniki cieplne oprócz użytecznej pracy zawsze oddają do otoczenia ciepło, które jeśli nie jest wykorzystane, staje się ciepłem odpadowym. Stanowi to podstawę skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w elektrociepłowniach.

Zobacz też

Bibliografia

1  Waldemar Ufnalski, Wprowadzenie do termodynamiki chemicznej, wykład 7: 7. Elementy teorii maszyn cieplnych, 7.1. Maszyny cieplne - zasada działania, Warszawa, Politechnika Warszawska, slide. 3, materiały dla studentów

2  Stanisław Ochęduszko, Termodynamika stosowana, rozdział: D. Druga zasada termodynamiki, XIV Obiegi termodynamiczne, Warszawa, Wyd. Naukowo-Technicznei, ss. 127-128, 1974, ISBN - n/a, [5]

3  Stanisław Ochęduszko, Termodynamika stosowana, rozdział: D. Druga zasada termodynamiki, XIV Obiegi termodynamiczne, Warszawa, Wyd. Naukowo-Technicznei, ss. 127-128, 1974, ISBN - n/a

4  Jan Szargut, Teoria procesów cieplnych, rozdział: 7. Ziębiarki i pompy grzejne, Warszawa, Wyd. Naukowo-Technicznei, ss. 190, 1973, ISBN n/a [6]

5  G. Przybyła, T. Malkiewicz Laboratorium Techniki Cieplnej Instytutu Techniki Cieplnej Wydziału Inzynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Sląskiej, Instrukcja Laboratoryjna, Temat ćwiczenia: Badanie wykresu indykatorowego maszyn tłokowych, ss.3 [7]

Przypisy

  1. ↑ Douglas C. Giancoli: Physics- Principles with Applications (6th. Ed.). New Jersey, USA: Pearson Education, Inc., 2005, s. 416. ISBN 0130606200. 
  2. ↑ IMB Innovation: Silniki cieplne (polski). [dostęp 19 marca 2008].
  3. ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Rutgers, New Jersey: O silniku cieplnym (angielski). [dostęp 10 marca 2008].
  4. ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu George Mason, Wirginia: Eksperyment z Silnikiem Cieplnym (angielski). [dostęp 10 marca 2008].
  5. ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Ohio State, Ohio: Aplikacje praw Termodynamiki (angielski). [dostęp 10 marca 2008].
  6. ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Toledo, Ohio: Termodynamika (angielski). [dostęp 10 marca 2008].
Źródło: „haslo,Maszyna_cieplna”