Կառնոտի ցիկլը և հակադարձ Կառնոտի ցիկլը

Կառնոտի ցիկլը

Կառնոտի ցիկլը թերմոդինամիկական ցիկլ է, որը հայտնի է իր հնարավոր ամենաբարձր արդյունավետությամբ։ Կառնոտի ցիկլը փոխում է ջերմության տեսքով հասանելի էներգիան օգտակար հակադարձելի-ադիաբատ (համասեռ) և այլ պրոցեսներով։

Կառնոտի շարժիչի արդյունավետությունը է մեկ հանած ջերմ ջերմասերի ջերմաստիճանի հարաբերությունը սարքի ջերմասերի ջերմաստիճանին։ Կառնոտի ցիկլը հայտնի է այն բանի համար, որ սահմանում է ցանկացած ցիկլ կամ շարժիչ կարող է հասնել ամենաբարձր արդյունավետության նիշ։

Աշխատանքը կատարվում է աշխատող հեղուկի կողմից ցիկլի առաջին մասում, և աշխատանքը կատարվում է աշխատող հեղուկի վրա ցիկլի երկրորդ մասում։ Երկուսի տարբերությունը է ներկայացնում ներկայացված աշխատանքը։

Ցիկլի արդյունավետությունը կարող է մաքսիմիզացվել օգտագործելով այն պրոցեսները, որոնք պահանջում են ամենաքիչ աշխատանք և տալիս են ամենաշատը օգտագործելով հակադարձելի պրոցեսները։ Սակայն պրակտիկորեն հակադարձ ցիկլները չեն կարող հասցնել շարունակական պրոցեսների առկայության պատճառով, որոնք չեն կարող հեռացվել։

Հակադարձ ցիկլերով աշխատող հովացող սարքերը և ջերմության շարժիչները դիտարկվում են իրական ջերմության շարժիչների և հովացող սարքերի համեմատման մոդելներ որպես։ Իրական ցիկլի զարգացման ընթացքում հակադարձ ցիկլը ծառայում է սկզբնակետ ու մոդիֆիկացվում է համապատասխան պահանջների բավարարելու համար։

Կառնոտի ցիկլը կազմված է չորս հակադարձ պրոցեսներից (2 հակադարձ-իզոթերմ և 2 հակադարձ-ադիաբատ պրոցեսներ) հետևյալ կերպ՝

Կառնոտի ցիկլը ցուցադրվում է ներքևում պիստոնի համապատասխան օրինակով:
ՔՐՈՒՄ 1 – 2
(Հակադարձ իզոթերմ ընդլայնում, Th = հաստատուն)

TH գազի սկզբնական ջերմաստիճանն է և նաև ջերմասերի ջերմաստիճանն է, որը մոտ կապ ունի գլանի գլխի հետ։

Գազը ընդլայնվելու ընթացքում գազի ջերմաստիճանը նվազում է, և նույնը պահպանվում է հաստատուն ջերմության փոխանցմամբ (dT) ջերմասերից գազին։
Պրոցեսի ընթացքում գազին փոխանցվող ջերմության քանակը է Qh

ՔՐՈՒՄ 2 – 3
(Հակադարձ ադիաբատ ընդլայնում ջերմաստիճանի նվազում TH-ից TL-ին)

ϵրկնային ջերմասերը փոխարինվում է ջերմահավասարաչափությամբ հետևաբար պրոցեսը դառնում է ադիաբատ։ Այս պրոցեսի ընթացքում գազի ջերմաստիճանը նվազում է Tl-ից Th-ին։

Այս պրոցեսը հայտնի է նաև որպես հակադարձ և ադիաբատ (նշենք, որ ճարտարապետական թերմոդինամիկա ունի սիստեմների և պրոցեսների համար հատուկ սահմանում)։

ՔՐՈՒՄ 3 – 4
(Հակադարձ իզոթերմ սեղմում, Tl = հաստատուն)

Ստացիոն 3-ում ջերմասերի փոխարինում է գլանի գլխի ջերմահավասարաչափությունը ջերմաստիճան Tl-ով։ Երբ արտաքին ուժ սեղմում է պիստոնը ներքև գազի վրա աշխատելու համար, գազի ջերմաստիճանը ավելանում է։

Բայց գազի ջերմաստիճանը պահպանվում է հաստատուն ջերմության բացառում ջերմասերին։ Պրոցեսի ընթացքում բացառվող ջերմության քանակը է Ql։
ՔՐՈՒՄ 4 – 1
(Հակադարձ ադիաբատ սեղմում ջերմաստիճանի ավելացում Tl-ից Th-ին)

Ջերմասերը փոխարինվում է ջերմահավասարաչափությամբ և գազի ջերմաստիճանը ավելանում է Tl-ից Th-ին սեղմման ընթացքում։

Ներկայացված աշխատանքը

Գազի ընդլայնման ընթացքում կատարվող աշխատանքը կոր 1-2-3-ի տակ տվյալ մակերեսն է։
Սեղմման ընթացքում գազի վրա կատարվող աշխատանքը կոր 3-4-1-ի տակ տվյալ մակերեսն է։

Այսպիսով ներկայացված աշխատանքը տվյալ է կոր 1-2-3-4-1-ի տակ տվյալ մակերեսով։

Կառնոտի ցիկլի կարևորությունը

Ջերմասերի շարժիչի արդյունավետությունը կախված է ցիկլի առավելագույն և նվազագույն ջերմաստիճաններից.
Կառնոտը նշում է, որ ջերմասերի շարժիչի արդյունավետությունը անկախ է հեղուկի տեսակից և կախված է ցիկլի ընթացքում առավելագույն և նվազագույն ջե