1 / 31

Hőtan BMEGEENATMH

Hőtan BMEGEENATMH. 4. Gázkörfolyamatok. Körfolyamatok. Folyamatos energiaátalakítás Inhomogenitás létrehozása, és fenntartása Korlátok: I. főtétel: mennyiségi II. főtétel: minőségi: a hő csak egy része alakítható munkává Munkaszolgáltató ( hőerőgép ) Carnot , Joule, Otto, Diesel

ira
Download Presentation

Hőtan BMEGEENATMH

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Hőtan BMEGEENATMH 4. Gázkörfolyamatok

  2. Körfolyamatok • Folyamatos energiaátalakítás • Inhomogenitás létrehozása, és fenntartása • Korlátok: • I. főtétel: mennyiségi • II. főtétel: minőségi: a hő csak egy része alakítható munkává • Munkaszolgáltató (hőerőgép) • Carnot, Joule, Otto, Diesel • Termikus hatásfok • Munkát igénylő (munkagép) • Hűtőgép, hőszivattyú • Fajlagos hűtő teljesítmény • Fajlagos fűtő teljesítmény Figyeljük a táblát!

  3. Körfolyamatok összefoglalása T HF Tm hőforrás Tbe 1 2 Tle Tle Tle HF Ta fűtés 4 Tel környezet Tel 5 3 Tfel hűtés Tfel Tfel S Fűtőerőmű Hőerőmű Hűtőgép Hőszivattyú Hűtőgép+Hőszivattyú

  4. 4.1. Munkaszolgáltató körfolyamatok 4.1.1. Carnot-körfolyamat 4.1.2. Dugattyús gépek 4.1.3. Többgépes körfolyamatok

  5. 4.1.1. Carnot-körfolymat • Elméleti nem megvalósítható, csak közelíthető • Adott T határok között legnagyobb hatásfokú • hatásfoka független a körfolyamatot végző anyagtól Qbe Qbe T Qle A B Tbe Tel D C Qle S https://www.youtube.com/watch?v=s3N_QJVucF8 Termikus hatásfok: figyeljük a táblát!

  6. 4.1.1.2. Egyenértékű Carnot-körfolymat Qbe Qle T T Tbe(S) Tmax Tel(S) Tmin S S ΔS ΔS Egyenértékű Carnot-körf. termikus hatásfoka: figyeljük a táblát!

  7. 4.1.1.3. Belső hatásfok Kompresszor Turbina T T 2* 1 2 Wval 2* Wrev Wval Wrev 2 1 S S Kompresszor és turbina belső hatásfoka: figyeljük a táblát!

  8. 4.1.2. Dugattyús gépek 4.1.2.1. Stirling-körfolyamat 4.1.2.2. Ericsson-körfolyamat 4.1.2.3. Lenoir-körfolyamat 4.1.2.4. Otto-körfolyamat 4.1.2.5 Atkinson-körfolyamat 4.1.2.6. Diesel-körfolyamat Külső égésű Belső égésű

  9. 4.1.2.1. Stirling-körfolyamat(1816) külső égésű motor egyenértékű aCarnot-körfolyamattal T-s diagram a táblán! Robert Stirling (1790-1878) skót vallási vezető hőközlés (izochor) https://www.youtube.com/watch?v=agxnmPFFNyc expanzió (izoterm) A B kompr. (izoterm) hőelvonás (izochor) • B dugattyú a B henger végébe tereli a gázt, ahol azt kívülről melegítik,  • a melegített gáz nyomása megnő, az A dugattyút tolva munkát végez,  • B dugattyú előre van nyomva, a  gázt a motor bordázott részébe tolja, • ahol az lehűl.

  10. 4.1.2.2. Ericsson-körfolyamat (1853) külső égésű motor egyenértékű a Carnot-körfolyamattal John Ericsson (1803-1889) svéd-amerikai gépészmérnök https://www.youtube.com/watch?v=0dqrRpV76sk https://www.youtube.com/watch?v=io4KTNpH5c4 isoterm(T1=T2) kompresszió p1 => p2 (V1 => V2) : Qle isobar(p2 = p3) melegítés T1 (=T2) => T3  (regenerátor felhasználásával, a D lépésben betárolt hővel) isoterm (T3=T4) p2=>p1, expanzió (munka)&Qfel isobarlehűtés (a hőt regenerátorba betároljuk) T3 => T1 p-V diagram a táblán!

  11. 4.1.2.3. Lenoir-körfolyamat(1858, 1860) belsőégésű motor üzemanyag: széngáz nincs kompresszió alacsony hatásfok II. VH: Pulzáló sugárhajtómű Jean Joseph ÉtienneLenoir belga mérnök (1822-1900)

  12. 4.1.2.3. Lenoir-körfolyamat (1858, 1860) 2 expanzió (adiabatikus) hőközlés (izochor) expanzió (adiabatikus) hőközlés (izochor) hőelvonás (izobár) 1 3 hőelvonás (izobár) (0 - 1 Állandó nyomású (izobár) állapotváltozás: szívás --> elhanyagolva 1 - 2 Égés állandó térfogaton (izochor): nő a nyomás és a hőmérséklet --> hőbevezetés 2 - 3 Az égéstermékek adiabatikus expanziója --> munkavégzés (3 - 0 Állandó nyomású állapotváltozás: égéstermékek kitolása.)— elhanyagolva, helyette: 3-1 Állandó nyomáson (izobár) hőelvonás

  13. 4.1.2.4. Otto-körfolyamat (1861, 1862) belsőégésű, négyütemű szikragyújtású motor működő gép: 1862 szabadalom: 1861 https://www.youtube.com/watch?v=mvaKc64_54o Nikolaus August Otto (1832-1891) német mérnök AlphonseBeau de Rochas (1815-1893) francia mérnök Helyettesítő Otto-körfolyamat és termikus hatásfoka: figyeljük a táblát!

  14. 4.1.2.4. Otto-körfolyamat termikus hatásfoka

  15. 4.1.2.4. Otto-körfolyamat termikus hatásfoka • Levezetés a kompresszió viszonnyal (akit érdekel) p 3 pcs 2 4 1 V Vmax Vmin vagyis:

  16. 4.1.2.5. Atkinson-körfolyamat(1882, 1887) Atkinson-körfolyamat (1882, 1887) az expanzió- és a kompresszióviszony különböző magasabb hatásfok az Otto-motorhoz képest James Atkinson (1846–1914) brit mérnök

  17. 4.1.2.5. Atkinson-körfolyamat (1882, 1887) Atkinson-körfolyamat „Forgódugattyús” Atkinson-körfolyamat Wankel forgódugattyús motor https://www.youtube.com/watch?v=VJovISGjK24

  18. 4.1.2.5. Diesel-körfolyamat (1897) Rudolf Christian Karl Diesel (1858-1913) https://www.youtube.com/watch?v=DZt5xU44IfQ Diesel-körfolyamat termikus hatásfoka: figyeljük a táblát!

  19. 4.1.2.5. Diesel-körfolyamat termikus hatásfoka

  20. 4.1.2.5. Diesel-körfolyamat termikus hatásfoka • Levezetés a kompresszió viszonnyal (akit érdekel) p 3 2 pcs 4 1 V Vmax Vmin Vek vagyis:

  21. 4.1.3. Többgépes körfolyamat 4.1.3.1. Brayton-körfolyamat

  22. 4.1.3.1. Brayton-körfolyamat(1872) George Brayton (1830-1892) amerikai gépészmérnök Eredeti ötlet: John Barber, 1791

  23. Gázturbina Brayton-körfolyamatot megvalósító gép https://www.youtube.com/watch?v=jRn1DR0PmRE

  24. Gázturbina

  25. Brayton-körfolyamat Brayton-körfolyamat szerinti gázturbina elvi felépítése https://www.youtube.com/watch?v=jRn1DR0PmRE

  26. Brayton-körfolyamat Brayton-körfolyamat helyettesítő kapcsolása P-V és T-s diagramja, és termikus hatásfoka: figyeljük a táblát!

  27. BRAYTON-körfolyamat termikus hatásfoka Ábra adatai: T1=300K , T3=1400K, rp,opt=14,82

  28. BRAYTON-körfolyamat termikus hatásfoka • Levezetés a nyomásviszonnyal (akit érdekel) p 2 3 pmax pmin 4 1 V vagyis:

  29. Valóságos BRAYTON-körfolymat

  30. Valóságos BRAYTON-körfolymat Hatásfok növelés: regeneráció, rekuperatív hőcsere

  31. Valóságos BRAYTON-körfolymat Hatásfok növelés: többlépcsős kompresszió és expanzió

More Related