Эталонный цикл Эдвардса

Эталонный цикл Эдвардса — термодинамический цикл, устанавливающий (по словам А. Э. Пиира, не подтвержденными ссылками на других исследователей) предел тепловой экономичности для двигателей, источником энергии которых служит топливо, а тепловым стоком — окружающая среда.

История

Цикл Эдвардса был предложен в начале 70-х годов прошлого века инженером А. Пииром как эталонный термодинамический цикл для энергоустановок на органическом топливе, по аналогии с циклом Карно, который является эталоном для тепловых двигателей с изотермическими источниками теплоты. Советская теплотехническая школа ошибочно (по словам А. Э. Пиира, не подтвержденными ссылками на других исследователей) считает цикл Карно эталоном для всех без исключения тепловых двигателей, а «карнотизацию» циклов газотурбинных и комбинированных парогазовых установок — способом их совершенствования.

Определения (по словам А.Э. Пиира, не подтвержденными ссылками на других исследователей)

Термодинамический цикл Эдвардса — внешне обратимый идеальный цикл теплового двигателя, источником тепла которого служат продукты сгорания топлива, а тепловым стоком — окружающая среда .

Идеальный цикл Эдвардса — эталон теплового совершенства для двигателей внутреннего и внешнего сгорания, поскольку его термический КПД является предельным и превышает КПД цикла Карно.

Процессы

Конфигурация цикла Эдвардса вытекает из теории Карно для внешне и внутренне обратимого термодинамического цикла в указанных выше температурных рамках. Цикл Эдвардса образуют изохорный (или изобарный) процесс подвода теплоты 1-2 (горение топлива), адиабатное расширение продуктов сгорания 2-3, изотермическое сжатие 3-1 (рис. 1а).

КПД

Термический КПД цикла Эдвардса (по словам А.Э. Пиира, не подтвержденными ссылками на других исследователей) описывает формула:

<math>\eta = 1 - \frac{ln(T_2/T_1)}{T_2/T_1-1}</math>,

где <math>T_1</math>, К — начальная температура газов;

<math>T_2</math>, K — конечная температура газов.

Применения

Цикл Эдвардса может быть реализован различными способами. Наиболее просто — в виде паротурбинной установки со суперсверхвысокими начальными параметрами пара или паротурбинной установки двух давлений (как на английской АЭС Колдер Холл с газоохлаждаемым реактором); в виде комбинированной установки с газовыми и паровыми турбинами (Северо-Западная ТЭЦ Санкт-Петербурга); мини-ТЭЦ с газовыми турбинами и двигателями внутреннего сгорания; судовых энергоустановок с дизельными двигателями и паровыми котлами-утилизаторами.

Варианты

Для вариантов цикла Эдвардса с газотурбинным регенеративным двигателем или двигателем внутреннего сгорания (рис. 1б) выражение термического КПД примет вид:

<math>\eta = 1 - \frac{T_4ln(T_2/T_1)}{T_2 - T_1}</math>,

где <math>T_4</math>, К — температура теплового стока.

См. также

• Термодинамический цикл
• Цикл Карно

Ссылки

• [rep.bntu.by/handle/data/9255 Пиир, А. Э. Эталонный цикл Эдвардса для двигателей внутреннего и внешнего сгорания // Энергетика. Изв. высш. Учеб. заведений и энергообъединений СНГ — 2014. — № 3 с.62-65.]

Отрывок, характеризующий Эталонный цикл Эдвардса

– До смерти убил – хозяйку бил!.. Так бил, так волочил!..
– За что? – спросил Алпатыч.
– Ехать просилась. Дело женское! Увези ты, говорит, меня, не погуби ты меня с малыми детьми; народ, говорит, весь уехал, что, говорит, мы то? Как зачал бить. Так бил, так волочил!
Алпатыч как бы одобрительно кивнул головой на эти слова и, не желая более ничего знать, подошел к противоположной – хозяйской двери горницы, в которой оставались его покупки.
– Злодей ты, губитель, – прокричала в это время худая, бледная женщина с ребенком на руках и с сорванным с головы платком, вырываясь из дверей и сбегая по лестнице на двор. Ферапонтов вышел за ней и, увидав Алпатыча, оправил жилет, волосы, зевнул и вошел в горницу за Алпатычем.
– Аль уж ехать хочешь? – спросил он.
Не отвечая на вопрос и не оглядываясь на хозяина, перебирая свои покупки, Алпатыч спросил, сколько за постой следовало хозяину.
– Сочтем! Что ж, у губернатора был? – спросил Ферапонтов. – Какое решение вышло?
Алпатыч отвечал, что губернатор ничего решительно не сказал ему.
– По нашему делу разве увеземся? – сказал Ферапонтов. – Дай до Дорогобужа по семи рублей за подводу. И я говорю: креста на них нет! – сказал он.
– Селиванов, тот угодил в четверг, продал муку в армию по девяти рублей за куль. Что же, чай пить будете? – прибавил он. Пока закладывали лошадей, Алпатыч с Ферапонтовым напились чаю и разговорились о цене хлебов, об урожае и благоприятной погоде для уборки.
– Однако затихать стала, – сказал Ферапонтов, выпив три чашки чая и поднимаясь, – должно, наша взяла. Сказано, не пустят. Значит, сила… А намесь, сказывали, Матвей Иваныч Платов их в реку Марину загнал, тысяч осьмнадцать, что ли, в один день потопил.
Алпатыч собрал свои покупки, передал их вошедшему кучеру, расчелся с хозяином. В воротах прозвучал звук колес, копыт и бубенчиков выезжавшей кибиточки.
Было уже далеко за полдень; половина улицы была в тени, другая была ярко освещена солнцем. Алпатыч взглянул в окно и пошел к двери. Вдруг послышался странный звук дальнего свиста и удара, и вслед за тем раздался сливающийся гул пушечной пальбы, от которой задрожали стекла.
Алпатыч вышел на улицу; по улице пробежали два человека к мосту. С разных сторон слышались свисты, удары ядер и лопанье гранат, падавших в городе. Но звуки эти почти не слышны были и не обращали внимания жителей в сравнении с звуками пальбы, слышными за городом. Это было бомбардирование, которое в пятом часу приказал открыть Наполеон по городу, из ста тридцати орудий. Народ первое время не понимал значения этого бомбардирования.
Звуки падавших гранат и ядер возбуждали сначала только любопытство. Жена Ферапонтова, не перестававшая до этого выть под сараем, умолкла и с ребенком на руках вышла к воротам, молча приглядываясь к народу и прислушиваясь к звукам.
К воротам вышли кухарка и лавочник. Все с веселым любопытством старались увидать проносившиеся над их головами снаряды. Из за угла вышло несколько человек людей, оживленно разговаривая.
– То то сила! – говорил один. – И крышку и потолок так в щепки и разбило.
– Как свинья и землю то взрыло, – сказал другой. – Вот так важно, вот так подбодрил! – смеясь, сказал он. – Спасибо, отскочил, а то бы она тебя смазала.
Народ обратился к этим людям. Они приостановились и рассказывали, как подле самих их ядра попали в дом. Между тем другие снаряды, то с быстрым, мрачным свистом – ядра, то с приятным посвистыванием – гранаты, не переставали перелетать через головы народа; но ни один снаряд не падал близко, все переносило. Алпатыч садился в кибиточку. Хозяин стоял в воротах.
– Чего не видала! – крикнул он на кухарку, которая, с засученными рукавами, в красной юбке, раскачиваясь голыми локтями, подошла к углу послушать то, что рассказывали.
– Вот чуда то, – приговаривала она, но, услыхав голос хозяина, она вернулась, обдергивая подоткнутую юбку.
Опять, но очень близко этот раз, засвистело что то, как сверху вниз летящая птичка, блеснул огонь посередине улицы, выстрелило что то и застлало дымом улицу.
– Злодей, что ж ты это делаешь? – прокричал хозяин, подбегая к кухарке.
В то же мгновение с разных сторон жалобно завыли женщины, испуганно заплакал ребенок и молча столпился народ с бледными лицами около кухарки. Из этой толпы слышнее всех слышались стоны и приговоры кухарки: