TimesHistory

Великое прозрение Карно состоит в том, что он показал, что ни один тепловой двигатель, работающий при двух заданных температурах, не может быть эффективнее идеального двигателя Карно (это утверждение называют теоремой Карно). В противном случае мы столкнулись бы с нарушением второго начала термодинамики, поскольку такой двигатель отбирал бы тепло от менее нагретого резервуара и передавал бы его более нагретому. (На самом деле, второе начало термодинамики является следствием теоремы Карно) Таким образом, полученное Карно соотношение устанавливает предел эффективности реальных двигателей, работающих в реальном мире. К нему можно приблизиться, но достичь и, тем более превзойти его инженеры не смогут. Так что, чисто гипотетический двигатель Карно играет немаловажную роль в мире реальной, шумной и пахнущей разогретым машинным маслом техники, и это еще один пример прикладного значения чисто теоретических, на первый взгляд, изысканий.

Цикл Карно в паросиловой установке

Цикл Карно для насыщенного пара обладает наибольшим термическим кпд и большой результирующей работой (lцк), который равен:

.

Изобразим цикл Карно для насыщенного влажного пара в "p-v" "T-s" координатах:

где ab - адиабатное сжатие в компрессоре; bc -подвод теплоты q1 при Т1=const и р1=const; cd - адиабатное расширение пара на турбине; da -конденсация пара при Т2=const и р2=const (отвод теплота q2).

Недостатками цикла Карно для влажного пара являются следующие недостатки:

В т. d влажный пар имеет большое содержание воды, что приводит к износу лопаток турбины.

Конденсация пара осуществляется не полностью и в т. a влажный пар содержит большое количество сухого насыщенного пара, что требует больших затрат работы на его сжатие в компрессоре и сводит к нулю положительные стороны цикла Карно.

Поэтому практическое применение цикла Карно в паросиловых установках нецелесообразно так же, как и в энергодвигательных установках с идеальным газом, когда результирующая работа цикла весьма мала при приемлемых размерах цилиндров.