Википедия

Цикл Стирлинга: различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
ЮК (обсуждение | вклад)
2087 правок
Нет описания правки
ЮК (обсуждение | вклад)
2087 правок
Нет описания правки
Строка 1:
{{Термодинамические циклы}}
Был'''Цикл предложенСти́рлинга''' — [[Термодинамический цикл]], описывающий рабочий процесс [[Машина Стирлинга|машины Стирлинга]], запатентованной в 1816 г. шотландским физикомизобретателем [[Стирлинг, Роберт|Робертом Стирлингом]], вприходским 1816священником годупо профессии. <br />
Помимо рабочего тела, нагревателя и холодильника абстрактная машина Стирлинга содержит ещё ''регенератор'' — устройство, отводящее тепло от рабочего тела на некоторых этапах цикла, и отдающее это тепло рабрчему телу на других этапах. Идеальный цикл Стирлинга состоит из процессов:
Интересно то, что цикл имеет пары изохор и изотерм. Наличие двух изотерм указывает на равенство термодинамической эффективности идеального цикла Стирлинга и цикла Карно. Поэтому машины, работающие по циклу Стирлинга, имеют один из самых больших [[КПД]] (больше, чем в двигателях внутреннего сгорания) и являются одними из наиболее эффективных машин. [[Машина Стирлинга|Машины Стирлинга]] имеют поршневую систему, потому из-за большого размера, преимущественно, малой и средней мощности...
[[File:Цикл Стирлинга T-V.svg|200px|left|thumb|T—V диаграмма идеального цикла Стирлинга с регенератором.]]
Ввиду большой разницы давления внутри машины и атмосферного, работающее тело должно мало зависить от давления и иметь высокую теплопроводимость, поскольку цикл позволяет работать в большом интервале температур.
*1—2 [[изотермический процесс|изотермическое]] расширение рабочего тела с подводом тепла от нагревателя;
Для регенерации тепла в качестве рабочего газа обычно используется [[водород]], [[гелий]], [[азот]] и другие газы.
*2—3 [[изохорический процесс|изохорический]] отвод тепла от рабочего тела к регенератору;
Цикл Стирлинга используется в криогенных аппаратах, двигателях, тепловых насосах.
*3—4 изотермическое сжатие рабочего тела с отводом тепла к холодильнику;
*4—1 изохорический нагрев рабочего тела с подводом тепла от регенератора.
В расчёте на один [[моль]] рабочего тела тепло, подведённое за цикл от нагревателя (см. [[изотермический процесс]]) определяется выражением: <math>\,Q_{1-2}=R\,T_1\,ln(V_2/V_1)</math>.
Тепло, отведённое за цикл к холодильнику: <math>\,Q_{3-4}=R\,T_4\,ln(V_2/V_1)</math>.
Тепло, отдаваемое в процессе 2—3 регенератору и возвращаемое от него в процессе 4—1 равно: <math>\,Q_{2-3}=Q_{4-1}=C_V\,(T_1-T_4)</math>. Это тепло сохраняется в системе, являясь частью её [[внутренняя энергия|внутренней энергии]], и за цикл она не изменяется. Термический [[коэффициент полезного действия]] цикла Стирлинга равен, таким образом <math>\frac {Q_{1-2}-Q_{3-4}} {Q_{1-2}}=\frac {T_1-T_4}{T_1}</math>. Таким же выражением определяется термический КПД [[Цикл Карно|цикла Карно]]. <br />
Поскольку реальные машины Стирлинга используются в качестве и тепловых двигателей и холодильных машин, цикл Стирлинга пройденный в обратном направлении (4—3—2—1—4) описывает холодильный процесс, в результате которого тепло <math>\,Q_{3-4}</math> отводится от холодиьника, а тепло <math>\,Q_{1-2}</math> передаётся нагревателю за счёт затраченной работы.
 
== См. также ==
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Цикл_Стирлинга