Ιδανική θερμική μηχανή – Κύκλος Carnot (Μετατροπή θερμικής ενέργειας σε έργο) Qh – απορροφημένη θερμότητα Th Qh Qc Tc Qc – απορριπτόμενη θερμότητα W Θερμή δεξαμενή Θερμική Μηχανή Ψυχρή δεξαμενή W - ωφέλιμο έργο Qh = Qc + W
P Υπερκρίσιμο υγρό Στερεό Στερεό + Υγρό P1 P2 Τ Αέριο Pt Τ1 P3 Τ2 C Υγρό Στερεό + Υγρό P1 P2 Τ Υγρό + Αέριο Αέριο Τc Pt Τ1 P3 Τ2 Στερεό + Αέριο Τt Τ3 V
Κύκλος Carnot στην αέριο φάση P V Τ Τc C P1 Τ1 Τ2 P2 Pt Τt Τ3 P3 Κύκλος Carnot στην αέριο φάση V4 V3 V1 V2 12: Αντιστρεπτή ισόθερμη εκτόνωση με απορρόφηση της Qh 1 ▪ Th 4 2 Th 23: Αντιστρεπτή αδιαβατική εκτόνωση ▪ Tc 3 Tc 34: Αντιστρεπτή ισόθερμη συμπίεση με αφαίρεση Qc 41: Αντιστρεπτή αδιαβατική συμπίεση
P.V [N/m2].[m3]=N.m=J Ώφέλιμο έργο: W = Qh –Qc W Θερμική απόδοση: E= ----- Qh Qh – Qc Qc E= ---------- = 1- ----- Qh Qh Qh= Th .ΔS Qc= Tc .ΔS Th - Tc E= -------- Th
Κύκλος Carnot στο διφασικό σύστημα υγρό-αέριο 12: Αντιστρεπτή ισόθερμη και ισοβαρής εξάτμιση 23: Αντιστρεπτή αδιαβατική εκτόνωση 34: Αντιστρεπτή ισόθερμη και ισοβαρής συμπύκνωση ατμού 41: Αντιστρεπτή αδιαβατική συμπίεση
2 3 1 4 1 2 4 3 Qh +WP = Qc + WT Κύκλος Rankine (Διατάξεις με ενέργεια υδρατμού) 2 3 1 4 1 2 1-2: Ισοβαρής θέρμανση νερού 2-3: Αδιαβατική εκτόνωση με σχηματισμό υγρού ατμού 3-4: Ισοβαρής και ισόθερμη συμπύκνωση ατμού 4-1: Αδιαβατική συμπίεση νερού 4 3 Qh +WP = Qc + WT
(Διατάξεις με ενέργεια υδρατμού) Κύκλος Rankine (Διατάξεις με ενέργεια υδρατμού) W = H5 –H6 Qh = H5 –H1 Qc = H6 –H1 W H5 – H6 E= ----- = ------------ Qh H5 – H1 1-2: Αδιαβατική συμπίεση νερού 2-3: Ισοβαρής θέρμανση νερού 3-4: Ισοβαρής και ισόθερμη εξάτμιση νερού με σχηματισμό κορεσμένου ατμού (x=1) 4-5: Ισοβαρής υπερθέρμανση ατμού 5-6: Αδιαβατική εκτόνωση με σχηματισμό υγρού ατμού 6-1: Ισοβαρής και ισόθερμη συμπύκνωση ατμού
Θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος A: Μετατροπή θερμότητας σε μηχανική ενέργεια B: Παραγωγή ενέργειας C: Ηλεκτρική γεννήτρια D: Σύστημα ψύξης ύδατος
Θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο Πτολεμαϊδας