Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Динамический способ отопления помещения




 

В качестве примера на применение неравенства Клаузиуса рассматривается проблема динамического отопления помещения. В обычном способе отопления теплота, выделяющаяся при сгорании топлива, непосредственно поступает в отапливаемое помещение. Значительная доля этой теплоты уносится нагретыми газами и бесполезно расходуется на нагрев окружающей среды. Но даже если отвлечься от этой и других потерь, помещение при обычном способе обогрева получает теплоты не больше, чем выделяется при сгорании топлива.

При динамическом способе отопления только часть теплоты от сгорания топлива поступает в помещение, другая же часть расходуется на работу тепловой машины. С ее помощью приводится в действие холодильная машина, которая отбирает теплоту у окружающей среды и передает ее в помещение. Таким образом, помещение получает теплоту и от топки, и от холодной окружающей среды. Общее количество теплоты, получаемое помещением, может оказаться больше, чем выделяющееся при сгорании топлива. В этом выгода данного способа отопления. Он был предложен В. Томсоном.

Схематично динамический способ отопления изображен на рис. 13. Пусть T1, T2 и T3 – температуры топки, помещения и окружающей среды соответственно. Количество теплоты, получаемое при сгорании топлива, равно Q1. Оно расходуется на работу A тепловой машины, часть его ÷Q2÷ (Q2 < 0) поступает в помещение. Очевидно, AQ1 – ÷Q2÷ (из-за возможных потерь части теплоты). Этой работой приводится в действие холодильная машина. Здесь возможны тоже потери на трение и т. д. Поэтому AA'. Холодильная машина отбирает от окружающей среды теплоту Q3 и передает помещению теплоту ÷Q2'÷ (Q2' < 0). Здесь имеет место неравенство A' + Q3 ≥ ÷Q2'÷. Из этих неравенств получается Q1 – ÷Q2÷ ≥ ÷Q2'÷ – Q3, или Q3 ≥ (÷Q2÷ + ÷Q2'÷) – Q1. В скобках теплота, поступающая в отапливаемое помещение. Если обозначить ее через Q (Q = ÷Q2÷ + ÷Q2'÷), то Q3QQ1.

Если теперь рассмотреть тепловую и холодильную машины как одну

термодинамическую систему, совершающую циклический процесс, то на основании неравенства Клаузиуса

 

Q1 / T1 + (Q2 + Q2') / T2 + Q3 / T3 ≤ 0,

 

и с учетом того, что Q2 = – ÷Q2÷ и Q2' = – ÷Q2'÷, получается

 

Q1 / T1 – (÷Q2÷ + ÷Q2'÷) / T2 + Q3 / T3 ≤ 0,

 

или

 

Q1 / T1Q / T2 + Q3 / T3 ≤ 0.

 

  Рис. 13

 

Исключение Q3 дает

Q1 / T1Q / T2 + (QQ1) / T3 ≤ 0,

 

откуда

 

Q ≤ (T3–1T1–1) / (T3–1T2–1) × Q1.

 

В идеальном случае, когда какие-либо потери теплоты или работы отсутствуют и все процессы квазистатические, имеет место равенство

 

Q = (T3–1T1–1) / (T3–1T2–1) × Q1.

 

Так как T1 > T2, то T3–1T1–1 > T3–1T2–1 и полученная формула дает Q > Q1. Более того, разница температур T2 и T3 сравнительно небольшая (до нескольких десятков градусов), тогда как T1 значительно больше T2 (на сотни градусов). Поэтому множитель перед Q1 может быть порядка 10. Это говорит об эффективности динамического способа отопления.

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 272. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.02 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7