Maszyna cieplna
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].
Klasyfikacja edytuj
Silnik cieplny edytuj
Silnik cieplny to urządzenie, które zamienia energię termiczną (cieplną) w energię mechaniczną (praca)[2][3][4][5][6] lub elektryczną[7].
Pompa ciepła edytuj
Pompa ciepła to urządzenie, które ogrzewa obszar o temperaturze wyższej poprzez podnoszenie ciepła z obszaru o niższej temperaturze do tego obszaru[8].
Chłodziarka edytuj
Chłodziarka to urządzenie, którego celem jest obniżenie temperatury jakiegoś ciała do temperatury niższej od temperatury otoczenia[9].
Cieplne maszyny przepływowe edytuj
Maszynami cieplnymi są także maszyny przepływowe o przepływie ciągłym (maszyny wirnikowe) lub okresowym (maszyny tłokowe), jeżeli wewnątrz maszyny występuje istotna zmiana temperatury czynnika roboczego[10]. Przykładami maszyn przepływowych są: sprężarki przepływowe i turbiny.
Wnioski z zasad termodynamiki edytuj
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:
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:
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 edytuj
Przypisy edytuj
- ↑ 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.
- ↑ Douglas C. Giancoli: Physics- Principles with Applications (6th. Ed.). New Jersey, USA: Pearson Education, Inc., 2005, s. 416. ISBN 0-13-060620-0.
- ↑ IMB Innovation: Silniki cieplne. [dostęp 2008-03-19]. [zarchiwizowane z tego adresu (14 marca 2008)]. (pol.).
- ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Rutgers, New Jersey: O silniku cieplnym. [dostęp 2008-03-10]. [zarchiwizowane z tego adresu (13 września 2006)]. (ang.).
- ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu George Mason, Wirginia: Eksperyment z Silnikiem Cieplnym. [dostęp 2008-03-10]. (ang.).
- ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Ohio State, Ohio: Aplikacje praw Termodynamiki. [dostęp 2008-03-10]. (ang.).
- ↑ Departament Fizyki Uniwersytetu Toledo, Ohio: Termodynamika. [dostęp 2008-03-10]. [zarchiwizowane z tego adresu (14 marca 2007)]. (ang.).
- ↑ Stanisław Ochęduszko, Termodynamika stosowana, rozdział: D. Druga zasada termodynamiki, XIV Obiegi termodynamiczne, Warszawa, Wydawnictwa Naukowo-Technicznei, s. 127–128, 1974.
- ↑ Jan Szargut, Teoria procesów cieplnych, rozdział: 7. Ziębiarki i pompy grzejne, Warszawa, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1973, s. 190, ISBN n/a.
- ↑ G. Przybyła, T. Malkiewicz Laboratorium Techniki Cieplnej Instytutu Techniki Cieplnej Wydziału Inzynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej, Instrukcja Laboratoryjna, Temat ćwiczenia: Badanie wykresu indykatorowego maszyn tłokowych, s. 3 [1].