Randament izentropic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Ciclul Brayton ideal (linii solide ) și real (linii punctate), pe diagrama T - s

Eficiența izentropică este o eficiență specială utilizată pentru a stabili cât de apropiată este o transformare de compresie sau expansiune adiabatică de cazul ideal de transformare izentropică , adică reversibilă , în care entropia nu crește, dar rămâne constantă.

Aspect teoretic

Forma diferențială a energiei interne este:

Entalpia se dovedește a fi

în consecință, forma diferențială a entalpiei se dovedește a fi:

Forma diferențială de entalpie pe un izobar este redusă la:

Luați în considerare acum, cu referire la ciclul Brayton-Joule prezentat în figură, compresorul . Opera sa va fi:

  • Caz izentropic:
  • Caz non-izentropic:

O astfel de muncă se dovedește a fi, în ambele cazuri întrucât compresorul alimentează fluidul pentru a-și crește conținutul de entalpie. Preluarea formei diferențiale de entalpie pe un izobar, cum ar fi cea de-a lungul căii pe care se află ideea de lucru al compresorului, este posibil să rețineți că la o creștere de , corespunzător unei creșteri a ireversibilității, crește si in consecinta . Acest lucru implică atunci că este chiar mai negativ decât cazul izentropic. Prin urmare, cu o creștere a ireversibilității, munca pe care compresorul trebuie să o facă asupra fluidului crește.

Având în vedere turbina, avem:

  • Caz izentropic:
  • Caz non-izentropic:

O astfel de muncă se dovedește a fi, în ambele cazuri deoarece turbina consumă conținutul de entalpie al fluidului, pentru a-i face rotirea arborelui. Cu un raționament similar cu cel făcut anterior pentru compresor, este posibil să observăm că în turbină o creștere a ireversibilității implică o scădere a muncii pe care este capabilă să o producă.

Aceste considerații, efectuate pe ciclul Brayton și cu lucrarea considerată pozitivă dacă iese din sistemul studiat, sunt valabile și pentru alte cicluri, cum ar fi un ciclu Rankine sau un ciclu Rankine cu abur supraîncălzit.

Cerere

Randamentul este definit ca

Prin aplicarea acestei definiții în cazul turbinei și compresorului, este posibil să se obțină eficiența izentropică corespunzătoare:

  • În cazul expansiunii într-o turbină, aceasta este definită de raportul dintre lucrarea reală obținută și cea ideală care poate fi obținută din izentrop.
  • În cazul compresiei în compresor, este raportul dintre lucrul ideal necesar (adică minim) și cel cu adevărat necesar.

Un compresor neizentropic va avea nevoie de mai multă putere (sau de lucru ) decât compresorul izentropic echivalent, deoarece ambele vor produce în continuare aceeași variație de presiune în gaz.

Invers, este adevărat pentru procesele de expansiune. O turbină neizentropică va produce mai puțină putere (sau funcționează) decât turbina izentropică echivalentă, deoarece ambele funcționează cu aceeași diferență de presiune.

Ciclul Brayton pe diagrama h - s : de la punctul 1 la 2, compresie izentropică (punctată) și reală (linie continuă); de la punctul 3 la 4, expansiunea izentropică (punctată) și cea reală (linie continuă). Note: 1) Transformările izentropice sunt întotdeauna verticale pe diagramele h - s și T - s ; 2) presiunea punctelor 2s și 2 este aceeași, deoarece este aceeași și pentru punctele 4s și 4

Elemente conexe

Termodinamica Termodinamica portalului : Puteți ajuta Wikipedia extinzându-l Termodinamica