1

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι 4ο Εξάμηνο

ΚΟΡΩΝΑΚΗ ΕΙΡΗΝΗ ΛΕΚΤΟΡΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΜΠ

ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ Α

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

2

ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ

3

Για θερμοδυναμικές μεταβολές μας ενδιαφέρει πως αλλάζει η κατάσταση του ρευστού (και όχι μόνο οι τελικές καταστάσεις) Για τον λόγο αυτό αναπαριστούμε την μεταβολή σε διαγράμματα

P (kPa)

V m^3kg

T (K) P

(kPa)

T (K)

V m^3kg

T (K)

V m^3kg

P (kPa)

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ

4

Διαφορά αδιαβατικής και ισεντροπικής μεταβολής 10487661048766 Αδιαβατική σημαίνει ότι δεν συναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον 10487661048766 Ισεντροπική σημαίνει ότι δεν συναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον και επιπλέον είναι και αντιστρεπτή (δεν υπάρχουν εσωτερικές απώλειες) Για αυτό την λέμε και ldquoαδιαβατική πλήρως αντιστρεπτήrdquo

5

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

+w

1 15 2 25 3

P

V 05

200

150

250

100

50

0

300

-w

1 15 2 25 3

P

V

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

6

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3

+Q

+Q

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

-Q

-Q

ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

7

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3 +W1

+W2

W1gtW2

ΤΟ ΕΡΓΟ (ΚΑΙ Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ) ΠΟΥ ΣΥΝΑΛΛΑΣΕΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕIΝΑΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ ΤΩΝ ΤΕΛΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ (ΓΙΑ ΜΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ)

8

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

2

ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ

3

Για θερμοδυναμικές μεταβολές μας ενδιαφέρει πως αλλάζει η κατάσταση του ρευστού (και όχι μόνο οι τελικές καταστάσεις) Για τον λόγο αυτό αναπαριστούμε την μεταβολή σε διαγράμματα

P (kPa)

V m^3kg

T (K) P

(kPa)

T (K)

V m^3kg

T (K)

V m^3kg

P (kPa)

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ

4

Διαφορά αδιαβατικής και ισεντροπικής μεταβολής 10487661048766 Αδιαβατική σημαίνει ότι δεν συναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον 10487661048766 Ισεντροπική σημαίνει ότι δεν συναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον και επιπλέον είναι και αντιστρεπτή (δεν υπάρχουν εσωτερικές απώλειες) Για αυτό την λέμε και ldquoαδιαβατική πλήρως αντιστρεπτήrdquo

5

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

+w

1 15 2 25 3

P

V 05

200

150

250

100

50

0

300

-w

1 15 2 25 3

P

V

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

6

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3

+Q

+Q

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

-Q

-Q

ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

7

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3 +W1

+W2

W1gtW2

ΤΟ ΕΡΓΟ (ΚΑΙ Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ) ΠΟΥ ΣΥΝΑΛΛΑΣΕΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕIΝΑΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ ΤΩΝ ΤΕΛΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ (ΓΙΑ ΜΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ)

8

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

3

Για θερμοδυναμικές μεταβολές μας ενδιαφέρει πως αλλάζει η κατάσταση του ρευστού (και όχι μόνο οι τελικές καταστάσεις) Για τον λόγο αυτό αναπαριστούμε την μεταβολή σε διαγράμματα

P (kPa)

V m^3kg

T (K) P

(kPa)

T (K)

V m^3kg

T (K)

V m^3kg

P (kPa)

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ

4

Διαφορά αδιαβατικής και ισεντροπικής μεταβολής 10487661048766 Αδιαβατική σημαίνει ότι δεν συναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον 10487661048766 Ισεντροπική σημαίνει ότι δεν συναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον και επιπλέον είναι και αντιστρεπτή (δεν υπάρχουν εσωτερικές απώλειες) Για αυτό την λέμε και ldquoαδιαβατική πλήρως αντιστρεπτήrdquo

5

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

+w

1 15 2 25 3

P

V 05

200

150

250

100

50

0

300

-w

1 15 2 25 3

P

V

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

6

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3

+Q

+Q

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

-Q

-Q

ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

7

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3 +W1

+W2

W1gtW2

ΤΟ ΕΡΓΟ (ΚΑΙ Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ) ΠΟΥ ΣΥΝΑΛΛΑΣΕΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕIΝΑΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ ΤΩΝ ΤΕΛΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ (ΓΙΑ ΜΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ)

8

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

4

Διαφορά αδιαβατικής και ισεντροπικής μεταβολής 10487661048766 Αδιαβατική σημαίνει ότι δεν συναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον 10487661048766 Ισεντροπική σημαίνει ότι δεν συναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον και επιπλέον είναι και αντιστρεπτή (δεν υπάρχουν εσωτερικές απώλειες) Για αυτό την λέμε και ldquoαδιαβατική πλήρως αντιστρεπτήrdquo

5

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

+w

1 15 2 25 3

P

V 05

200

150

250

100

50

0

300

-w

1 15 2 25 3

P

V

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

6

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3

+Q

+Q

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

-Q

-Q

ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

7

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3 +W1

+W2

W1gtW2

ΤΟ ΕΡΓΟ (ΚΑΙ Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ) ΠΟΥ ΣΥΝΑΛΛΑΣΕΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕIΝΑΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ ΤΩΝ ΤΕΛΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ (ΓΙΑ ΜΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ)

8

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

5

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

+w

1 15 2 25 3

P

V 05

200

150

250

100

50

0

300

-w

1 15 2 25 3

P

V

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΕΡΓΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

6

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3

+Q

+Q

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

-Q

-Q

ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

7

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3 +W1

+W2

W1gtW2

ΤΟ ΕΡΓΟ (ΚΑΙ Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ) ΠΟΥ ΣΥΝΑΛΛΑΣΕΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕIΝΑΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ ΤΩΝ ΤΕΛΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ (ΓΙΑ ΜΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ)

8

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

6

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3

+Q

+Q

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

-Q

-Q

ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

7

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3 +W1

+W2

W1gtW2

ΤΟ ΕΡΓΟ (ΚΑΙ Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ) ΠΟΥ ΣΥΝΑΛΛΑΣΕΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕIΝΑΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ ΤΩΝ ΤΕΛΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ (ΓΙΑ ΜΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ)

8

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

7

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ P-V

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1 2

3

05

200

150

250

100

50

0

300

1 15 2 25 3

P

V

1

2 3 +W1

+W2

W1gtW2

ΤΟ ΕΡΓΟ (ΚΑΙ Η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ) ΠΟΥ ΣΥΝΑΛΛΑΣΕΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕIΝΑΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ ΤΩΝ ΤΕΛΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ (ΓΙΑ ΜΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ)

8

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

8

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

9

T

+Q

S

-Q

S

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΡΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΔΙΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

T

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΝΕΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ (ΠΑΙΡΝΟΥΜΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ)

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Τ-S

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

10

ΣΥΝΟΛΟ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

11

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Θερμικές μηχανές ή θερμοκινητήρες ονομάζονται οι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την θερμότητα που παράγεται από την χημική ενέργεια της καύσης σε μηχανικό έργο Ανάλογα με τον τρόπο πραγματοποίησης της καύσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες - στις μηχανές εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ) και - στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ή ατμομηχανές

12

ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

bull Πριν τις θερμικές μηχανές οι κυριότερες πηγές ισχύος για τη μεταφορά τις αγροτικές εργασίες και τη βιομηχανία ήταν ο άνθρωπος

13

Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια

20ος αιώνας αύξηση των εφαρμογών των θερμικών μηχανών για να μετατρέψουν τη θερμική ενέργεια από την καύση αερίου ή υγρού καυσίμου σε έργο Αυτές οι θερμικές μηχανές έχουν μεγαλύτερη ισχύ από τις θερμικές μηχανές που χρησιμοποιούν κύκλους ατμού

14

Στον 21ο αιώνα παρά το γεγονός ότι δεν ξέρουμε πως θα εξελιχθεί το μέλλον των θερμικών μηχανών μπορούμε να δούμε ποιες βρίσκονται σε ερευνητικό στάδιο Νέοι τύποι θερμικών μηχανών Όπως μηχανές Stirling οι οποίες χρησιμοποιούν εναλλακτικές πηγές ενέργειας όπως βιομάζα απορριπτόμενη θερμότητα ηλιακή ενέργεια Νέες ενεργειακές πηγές Οι περισσότερες θερμικές μηχανές χρησιμοποιούν σήμερα την καύση των ορυκτών καυσίμων Ωστόσο οι θερμικές μηχανές μπορούν θεωρητικά να λειτουργήσουν με οποιαδήποτε πηγή θερμικής ενέργειας Νέες εφαρμογές Η πλειονότητα των αεριοστροβίλων είναι σχετικά μεγάλοι και με αποκλειστική χρήση σε αεροσκάφη ή σε κεντρικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Ωστόσο οι μικροί αεριοστρόβιλοι αναπτύσσονται για διασκορπισμένη ηλεκτρική παραγωγή και είναι σχετικά μικροί για να τοποθετηθούν σε σπίτια

15

Εσωτερικής καύσεως ονομάζονται οι μηχανές που ως εργαζόμενο μέσο χρησιμοποιούν τον αέρα και κατά κάποιο τρόπο το ίδιο το καύσιμο δηλαδή καυσαέρια πχ εμβολοφόρος κινητήρας αυτοκινήτου αεροστρόβιλος αεροπλάνου

Εξωτερικής καύσεως ονομάζονται οι μηχανές όπου η καύση δεν λαμβάνει μέρος στο χώρο παραγωγής έργου αλλά έξω από αυτόν και στις οποίες το μέσο παραγωγής έργου δεν είναι το καυσαέριο αλλά κάποιο άλλο στοιχείο όπως πχ νερό Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν οι ατμοστρόβιλοι οι ατμομηχανές

13

Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια

20ος αιώνας αύξηση των εφαρμογών των θερμικών μηχανών για να μετατρέψουν τη θερμική ενέργεια από την καύση αερίου ή υγρού καυσίμου σε έργο Αυτές οι θερμικές μηχανές έχουν μεγαλύτερη ισχύ από τις θερμικές μηχανές που χρησιμοποιούν κύκλους ατμού

14

Στον 21ο αιώνα παρά το γεγονός ότι δεν ξέρουμε πως θα εξελιχθεί το μέλλον των θερμικών μηχανών μπορούμε να δούμε ποιες βρίσκονται σε ερευνητικό στάδιο Νέοι τύποι θερμικών μηχανών Όπως μηχανές Stirling οι οποίες χρησιμοποιούν εναλλακτικές πηγές ενέργειας όπως βιομάζα απορριπτόμενη θερμότητα ηλιακή ενέργεια Νέες ενεργειακές πηγές Οι περισσότερες θερμικές μηχανές χρησιμοποιούν σήμερα την καύση των ορυκτών καυσίμων Ωστόσο οι θερμικές μηχανές μπορούν θεωρητικά να λειτουργήσουν με οποιαδήποτε πηγή θερμικής ενέργειας Νέες εφαρμογές Η πλειονότητα των αεριοστροβίλων είναι σχετικά μεγάλοι και με αποκλειστική χρήση σε αεροσκάφη ή σε κεντρικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Ωστόσο οι μικροί αεριοστρόβιλοι αναπτύσσονται για διασκορπισμένη ηλεκτρική παραγωγή και είναι σχετικά μικροί για να τοποθετηθούν σε σπίτια

15

Εσωτερικής καύσεως ονομάζονται οι μηχανές που ως εργαζόμενο μέσο χρησιμοποιούν τον αέρα και κατά κάποιο τρόπο το ίδιο το καύσιμο δηλαδή καυσαέρια πχ εμβολοφόρος κινητήρας αυτοκινήτου αεροστρόβιλος αεροπλάνου

Εξωτερικής καύσεως ονομάζονται οι μηχανές όπου η καύση δεν λαμβάνει μέρος στο χώρο παραγωγής έργου αλλά έξω από αυτόν και στις οποίες το μέσο παραγωγής έργου δεν είναι το καυσαέριο αλλά κάποιο άλλο στοιχείο όπως πχ νερό Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν οι ατμοστρόβιλοι οι ατμομηχανές

14

Στον 21ο αιώνα παρά το γεγονός ότι δεν ξέρουμε πως θα εξελιχθεί το μέλλον των θερμικών μηχανών μπορούμε να δούμε ποιες βρίσκονται σε ερευνητικό στάδιο Νέοι τύποι θερμικών μηχανών Όπως μηχανές Stirling οι οποίες χρησιμοποιούν εναλλακτικές πηγές ενέργειας όπως βιομάζα απορριπτόμενη θερμότητα ηλιακή ενέργεια Νέες ενεργειακές πηγές Οι περισσότερες θερμικές μηχανές χρησιμοποιούν σήμερα την καύση των ορυκτών καυσίμων Ωστόσο οι θερμικές μηχανές μπορούν θεωρητικά να λειτουργήσουν με οποιαδήποτε πηγή θερμικής ενέργειας Νέες εφαρμογές Η πλειονότητα των αεριοστροβίλων είναι σχετικά μεγάλοι και με αποκλειστική χρήση σε αεροσκάφη ή σε κεντρικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Ωστόσο οι μικροί αεριοστρόβιλοι αναπτύσσονται για διασκορπισμένη ηλεκτρική παραγωγή και είναι σχετικά μικροί για να τοποθετηθούν σε σπίτια

15

Εσωτερικής καύσεως ονομάζονται οι μηχανές που ως εργαζόμενο μέσο χρησιμοποιούν τον αέρα και κατά κάποιο τρόπο το ίδιο το καύσιμο δηλαδή καυσαέρια πχ εμβολοφόρος κινητήρας αυτοκινήτου αεροστρόβιλος αεροπλάνου

Εξωτερικής καύσεως ονομάζονται οι μηχανές όπου η καύση δεν λαμβάνει μέρος στο χώρο παραγωγής έργου αλλά έξω από αυτόν και στις οποίες το μέσο παραγωγής έργου δεν είναι το καυσαέριο αλλά κάποιο άλλο στοιχείο όπως πχ νερό Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν οι ατμοστρόβιλοι οι ατμομηχανές

15

Εσωτερικής καύσεως ονομάζονται οι μηχανές που ως εργαζόμενο μέσο χρησιμοποιούν τον αέρα και κατά κάποιο τρόπο το ίδιο το καύσιμο δηλαδή καυσαέρια πχ εμβολοφόρος κινητήρας αυτοκινήτου αεροστρόβιλος αεροπλάνου

Εξωτερικής καύσεως ονομάζονται οι μηχανές όπου η καύση δεν λαμβάνει μέρος στο χώρο παραγωγής έργου αλλά έξω από αυτόν και στις οποίες το μέσο παραγωγής έργου δεν είναι το καυσαέριο αλλά κάποιο άλλο στοιχείο όπως πχ νερό Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν οι ατμοστρόβιλοι οι ατμομηχανές

16

Ανάλογα με τον τρόπο μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε μηχανικό έργο οι θερμικές μηχανές διακρίνονται σε - εμβολοφόρες ή παλινδρομικές (ισχύουν τόσο για τις μηχανές εσωτερικής καύσεως όσο και για τις εξωτερικής καύσεως) - περιστροφικές ή στροβίλους Στις μηχανές εσωτερικής καύσεως ονομάζονται ατμοστρόβιλοι Στις μηχανές εξωτερικής καύσεως ονομάζονται αεριοστρόβιλοι)

17

Α

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

18

ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ

Ο αντιστρεπτός κύκλος με τη μεγαλύτερη απόδοση

19

1-2 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση 2-3 Ισεντροπική συμπίεση

3-4 Ισοθερμοκρασιακή εκτόνωση 4-1 Ισεντροπική εκτόνωση

20

21

Να δειχθεί ότι η θερμική απόδοση ενός κύκλου Carnot είναι συνάρτηση μόνο των θερμοκρασιών TL TH

22

Παράδειγμα αξιολόγησης κύκλου ισχύος

Ένας εφευρέτης ισχυρίζεται ότι κατασκεύασε μία μονάδα ισχύος η οποία δίνει καθαρό έργο 410 kJ όταν η ενέργεια που καταναλώνει είναι 1000 kJ Το σύστημα παίρνει θερμότητα από τα καυσαέρια στους 500 Κ Εάν η θερμότητα εξόδου είναι 300Κ να αξιολογήσετε αυτό το σύστημα

η= 410 kJ 1000 kJ

=041 (41)

Θερμική απόδοση του κύκλου βάσει των στοιχείων που δίνονται

Η μέγιστη θερμική απόδοση οποιουδήποτε κύκλου που λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών ΤH=500 K και Τc=300 K είναι

η=1- Τc

ΤH = 1-

300 K

500 K =040

ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ Ο ΙΣΧΥΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ

23

ΚΥΚΛΟΣ OTTO

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

17

Α

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

18

ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ

Ο αντιστρεπτός κύκλος με τη μεγαλύτερη απόδοση

19

1-2 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση 2-3 Ισεντροπική συμπίεση

3-4 Ισοθερμοκρασιακή εκτόνωση 4-1 Ισεντροπική εκτόνωση

20

21

Να δειχθεί ότι η θερμική απόδοση ενός κύκλου Carnot είναι συνάρτηση μόνο των θερμοκρασιών TL TH

22

Παράδειγμα αξιολόγησης κύκλου ισχύος

Ένας εφευρέτης ισχυρίζεται ότι κατασκεύασε μία μονάδα ισχύος η οποία δίνει καθαρό έργο 410 kJ όταν η ενέργεια που καταναλώνει είναι 1000 kJ Το σύστημα παίρνει θερμότητα από τα καυσαέρια στους 500 Κ Εάν η θερμότητα εξόδου είναι 300Κ να αξιολογήσετε αυτό το σύστημα

η= 410 kJ 1000 kJ

=041 (41)

Θερμική απόδοση του κύκλου βάσει των στοιχείων που δίνονται

Η μέγιστη θερμική απόδοση οποιουδήποτε κύκλου που λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών ΤH=500 K και Τc=300 K είναι

η=1- Τc

ΤH = 1-

300 K

500 K =040

ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ Ο ΙΣΧΥΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ

23

ΚΥΚΛΟΣ OTTO

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

18

ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ

Ο αντιστρεπτός κύκλος με τη μεγαλύτερη απόδοση

19

1-2 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση 2-3 Ισεντροπική συμπίεση

3-4 Ισοθερμοκρασιακή εκτόνωση 4-1 Ισεντροπική εκτόνωση

20

21

Να δειχθεί ότι η θερμική απόδοση ενός κύκλου Carnot είναι συνάρτηση μόνο των θερμοκρασιών TL TH

22

Παράδειγμα αξιολόγησης κύκλου ισχύος

Ένας εφευρέτης ισχυρίζεται ότι κατασκεύασε μία μονάδα ισχύος η οποία δίνει καθαρό έργο 410 kJ όταν η ενέργεια που καταναλώνει είναι 1000 kJ Το σύστημα παίρνει θερμότητα από τα καυσαέρια στους 500 Κ Εάν η θερμότητα εξόδου είναι 300Κ να αξιολογήσετε αυτό το σύστημα

η= 410 kJ 1000 kJ

=041 (41)

Θερμική απόδοση του κύκλου βάσει των στοιχείων που δίνονται

Η μέγιστη θερμική απόδοση οποιουδήποτε κύκλου που λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών ΤH=500 K και Τc=300 K είναι

η=1- Τc

ΤH = 1-

300 K

500 K =040

ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ Ο ΙΣΧΥΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ

23

ΚΥΚΛΟΣ OTTO

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

19

1-2 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση 2-3 Ισεντροπική συμπίεση

3-4 Ισοθερμοκρασιακή εκτόνωση 4-1 Ισεντροπική εκτόνωση

20

21

Να δειχθεί ότι η θερμική απόδοση ενός κύκλου Carnot είναι συνάρτηση μόνο των θερμοκρασιών TL TH

22

Παράδειγμα αξιολόγησης κύκλου ισχύος

Ένας εφευρέτης ισχυρίζεται ότι κατασκεύασε μία μονάδα ισχύος η οποία δίνει καθαρό έργο 410 kJ όταν η ενέργεια που καταναλώνει είναι 1000 kJ Το σύστημα παίρνει θερμότητα από τα καυσαέρια στους 500 Κ Εάν η θερμότητα εξόδου είναι 300Κ να αξιολογήσετε αυτό το σύστημα

η= 410 kJ 1000 kJ

=041 (41)

Θερμική απόδοση του κύκλου βάσει των στοιχείων που δίνονται

Η μέγιστη θερμική απόδοση οποιουδήποτε κύκλου που λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών ΤH=500 K και Τc=300 K είναι

η=1- Τc

ΤH = 1-

300 K

500 K =040

ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ Ο ΙΣΧΥΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ

23

ΚΥΚΛΟΣ OTTO

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

20

21

Να δειχθεί ότι η θερμική απόδοση ενός κύκλου Carnot είναι συνάρτηση μόνο των θερμοκρασιών TL TH

22

Παράδειγμα αξιολόγησης κύκλου ισχύος

Ένας εφευρέτης ισχυρίζεται ότι κατασκεύασε μία μονάδα ισχύος η οποία δίνει καθαρό έργο 410 kJ όταν η ενέργεια που καταναλώνει είναι 1000 kJ Το σύστημα παίρνει θερμότητα από τα καυσαέρια στους 500 Κ Εάν η θερμότητα εξόδου είναι 300Κ να αξιολογήσετε αυτό το σύστημα

η= 410 kJ 1000 kJ

=041 (41)

Θερμική απόδοση του κύκλου βάσει των στοιχείων που δίνονται

Η μέγιστη θερμική απόδοση οποιουδήποτε κύκλου που λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών ΤH=500 K και Τc=300 K είναι

η=1- Τc

ΤH = 1-

300 K

500 K =040

ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ Ο ΙΣΧΥΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ

23

ΚΥΚΛΟΣ OTTO

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

21

Να δειχθεί ότι η θερμική απόδοση ενός κύκλου Carnot είναι συνάρτηση μόνο των θερμοκρασιών TL TH

22

Παράδειγμα αξιολόγησης κύκλου ισχύος

Ένας εφευρέτης ισχυρίζεται ότι κατασκεύασε μία μονάδα ισχύος η οποία δίνει καθαρό έργο 410 kJ όταν η ενέργεια που καταναλώνει είναι 1000 kJ Το σύστημα παίρνει θερμότητα από τα καυσαέρια στους 500 Κ Εάν η θερμότητα εξόδου είναι 300Κ να αξιολογήσετε αυτό το σύστημα

η= 410 kJ 1000 kJ

=041 (41)

Θερμική απόδοση του κύκλου βάσει των στοιχείων που δίνονται

Η μέγιστη θερμική απόδοση οποιουδήποτε κύκλου που λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών ΤH=500 K και Τc=300 K είναι

η=1- Τc

ΤH = 1-

300 K

500 K =040

ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ Ο ΙΣΧΥΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ

23

ΚΥΚΛΟΣ OTTO

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

22

Παράδειγμα αξιολόγησης κύκλου ισχύος

Ένας εφευρέτης ισχυρίζεται ότι κατασκεύασε μία μονάδα ισχύος η οποία δίνει καθαρό έργο 410 kJ όταν η ενέργεια που καταναλώνει είναι 1000 kJ Το σύστημα παίρνει θερμότητα από τα καυσαέρια στους 500 Κ Εάν η θερμότητα εξόδου είναι 300Κ να αξιολογήσετε αυτό το σύστημα

η= 410 kJ 1000 kJ

=041 (41)

Θερμική απόδοση του κύκλου βάσει των στοιχείων που δίνονται

Η μέγιστη θερμική απόδοση οποιουδήποτε κύκλου που λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών ΤH=500 K και Τc=300 K είναι

η=1- Τc

ΤH = 1-

300 K

500 K =040

ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ Ο ΙΣΧΥΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ

23

ΚΥΚΛΟΣ OTTO

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

23

ΚΥΚΛΟΣ OTTO

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

24

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

25

2-3 Ισόχωρη προσθήκη θερμότητας

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

26

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

27

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

28

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

29

1 2 3 4 1 Με τη βαλβίδα εισαγωγής ανοικτή το έμβολο εισάγει φρέσκο μείγμα μέσα στον κύλινδρο

2 Και με τις δύο βαλβίδες κλειστές το έμβολο εκτελεί συμπίεση αυξάνοντας τη θερμοκρασία αλλά και την πίεση Απαιτεί εισαγωγή έργου

Αρχίζει η διεργασία συμπίεσης καταλήγοντας σε μείγμα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσηςΗ καύση στον OTTO γίνεται στο τέλος της συμπίεσης

3 Παράγεται έργο αφού το μείγμα εκτονώνεται και έτσι επιστρέφει στο κάτω νεκρό σημείο

4 Τα καυσαέρια απορρίπτονται από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

30

k

k

k

Μέση πίεση κύκλου= Καθαρό έργο

Όγκος Εμβολισμού

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

31

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Παραγόμενα έργα και θερμότητες

Έργο κύκλου

ή

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης κύκλου

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

32

Θεωρητική ανάλυση κύκλου OTTO

Λόγος συμπίεσης

Από τις ισεντροπικές μεταβολές

Για σταθερό Cv

Ισχύει όμως

Θεωρητικός βαθμός απόδοσης

Επομένως

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

33

Μέση αποτελεσματική πίεση (Mean Effective Pressure-MEP)

MEP= Wnet

Vmax-Vmin (kPa)

Wnet=MEP x Εμβαδόν επιφάνειας εμβόλου x Διαδρομή Εμβόλου

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

34

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΤΤΟ

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

35

ΚΥΚΛΟΣ DIESEL

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

36

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

1-2 Ισεντροπική συμπίεση 2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας 3-4 Ισεντροπική εκτόνωση 4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

37

Προσθήκη θερμότητας υπό σταθ Πίεση P

Με ενεργειακό ισολογισμό στο κλειστό σύστημα έχουμε

Η θερμότητα απορρίπτεται στη διεργασία 4-1

Ο βαθμός απόδοσης του κύκλου είναι ο λόγος του καθαρού έργου προς τη προσδιδόμενη θερμότητα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ DIESEL

Όπως και στον κύκλο Otto η θερμική απόδοση του κύκλου Diesel αυξάνεται με την αύξηση του λόγου συμπίεσης

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

38

Λόγος συμπίεσης ndash Λόγος αποκοπής στον κύκλο Diesel

Απόδειξη βαθμού απόδοσης Diesel

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

39

1-2 Ισεντροπική συμπίεση

Όγκος ndash Λόγος αποκοπής

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

40

2-3 Ισόθλιπτη προσθήκη θερμότητας

3-4 Ισεντροπική εκτόνωση

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

41

4-1 Ισόχωρη απόρριψη θερμότητας

Λόγος συμπίεσης

Λόγος αποκοπής

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

42

ΑΣΚΗΣΕΙΣ DIESEL

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

43

ΚΥΚΛΟΣ DUAL

rp=1 Diesel rc=1 Otto rpgt1 Απόδοση μικρότερη Otto μεγαλύτερη Diesel

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

44

ΚΥΚΛΟΣ STIRLING

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

45

ΤΥΠΟΛΟΓΙΕΣ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

46

ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 2 ΤΗ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 3

ΤL

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΤΗ

qin

ΤL

qout

ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 4

1-2Ισοθερμοκρασιακή προσθήκη θερμότητας από εξωτερική πηγή

2-3 Ισόχωρη Προθέρμανση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από το ρευστό λειτουργίας στον αναγεννητή

3-4 Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση

4-1 Ισόχωρη αναγέννηση εσωτερική μεταφορά θερμότητας από τον αναγεννητή στο ρευστό λειτουργίας

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

47

1

2

3 4

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

T1=T2

ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ T3=T4

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

48

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

Το αέριο ψύχεται και συστέλλεται μαζεύοντας και τα δύο έμβολα

προς το εσωτερικό των κυλίνδρων τους

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 180ο ενώ στο τέλος στις 270ο

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

ΔΙΚΥΛΙΝΔΡΗ ΜΗΧΑΝΗ STIRLING ΤΥΠΟΥ Α

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

49

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

Tο αέριο που έχει ήδη συσταλθεί βρίσκεται κυρίως στον κρύο κύλινδρο Ο στρόφαλος στρέφεται ακόμη κατά 90ο αναγκάζοντας το αέριο να επιστρέψει στον θερμό κύλινδρο και να συμπληρωθεί ο κύκλος Καθώς μεταφέρεται κρύος όγκος αερίου από τον κρύο στο θερμό κύλινδρο ο αναγεννητής αποδίδει θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο προθερμαίνοντάς το

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 270o ενώ στο τέλος στις 360ο

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

50

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΕΚΤΟΝΩΣΗ 3-4

Στο τέλος της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται

στις 90ο

Το αέριο θερμαίνεται και εκτονώνεται οδηγώντας

και τα δύο έμβολα προς τα μέσα

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

51

ΙΣΟΟΓΚΗ ΨΥΞΗ 4-1

Στην αρχή της φάσης ο στρόφαλος βρίσκεται στις 90ο

ενώ στο τέλος στις 180ο

Ο όγκος στο θερμό κύλινδρο είναι μέγιστος

αποθηκεύεται ποσό θερμότητας στη μήτρα

του αναγεννητή

Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

52

Αρχή φάσης 1-2 Τέλος φάσης 1-2

Αρχή φάσης 2-3 Τέλος φάσης 2-3

Αρχή φάσης 3-4 Τέλος φάσης 3-4 Αρχή φάσης 4-1 Τέλος φάσης 4-1

IΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ 1-2

ΙΣΟΟΓΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 2-3

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

53

Η Γερμανική εταιρίας SOLO κατασκευάζει σύγχρονες ηλεκτρογεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ισχύ 2-9 kW από 8-24 kW θερμική ισχύ

ΣΤΕΡΙΑ

ΘΑΛΑΣΣΑ

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

54

ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

55

STIRLING+ERICSSON Περιλαμβάνουν ένα ΑΝΑΓΕΝΝΗΤΗ δηλαδή ένα εναλλάκτη

που χρησιμοποιεί απορριπτόμενη θερμότητα

Ισοθερμοκρασιακός συμπιεστής

Ισοθερμοκρασιακός στρόβιλος

Αναγεννητής

ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ERICSSON

1 1

2

3

4 1 2

3 4

1

2 3

4

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

56

ΑΣΚΗΣΕΙΣ STIRLING -ERICSSON

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

57

Αέρας ακολουθεί τον κύκλο ERICSSON με λόγο συμπίεσης 10 Για χαμηλή πίεση 200 kPa χαμηλή θερμοκρασία 100 oC και υψηλή θερμοκρασία 600 oC υπολογίστε το έργο εξόδου και το έργο εισόδου

Πρέπει να υπολογιστούν

Για διεργασία σταθερής πίεσης

Από τον ορισμό του λόγου συμπίεσης

Η τελική απαραίτητη ιδιότητα είναι

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

58

ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

59

ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

60

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

61

ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

62

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΛΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

Ισχύει από ισεντροπικές μεταβολές

Ιδανικός Brayton

Αντικαθιστώντας στη σχέση του βαθμού απόδοσης

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

63

Πτερύγια Συμπιεστή

Πτερύγια Στροβίλου

Ροή Θάλαμος καύσης Εισαγωγή καυσίμου

Πραγματικός κύκλος Brayton με απώλειες στο συμπιεστή και στο στρόβιλο

Ισεντροπικός βαθμός απόδοσης συμπιεστή

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

64

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

65

ΙΣΕΝΤΡΟΠΙΚΟΙ ΒΑΘΜΟΙ ΑΠΟΔΟΣΗΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

66

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναγέννηση

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

67

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

68

Στην πράξη η θερμοκρασία του αέρα που εξέρχεται από τον αναγεννητή πρέπει να είναι μικρότερη από τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στην κατάσταση 5

Αποδοτικότητα αναγεννητή

Για τον ιδανικό αναγεννητή Τ3=Τ5 Άρα ηreg=1

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

69

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΑΝΑΘΕΡΜΑΝΣΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με αναθέρμανση

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

70

ΒΕΛΤΙΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ BRAYTON ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΨΥΞΗ

Απλός κύκλος Brayton

Kύκλος Brayton με ενδιάμεση ψύξη

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

71

ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

72

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

73

Μικρή επιτάχυνση μεγάλης μάζας ρευστού

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

74

Μεγάλη επιτάχυνση μικρής μάζας ρευστού

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

75

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΕΡΑ ΕΞΟΔΟΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ

ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

76

ΠΛΟΙΑ

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77

77

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1 Κουρεμένος ΔΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι Εκδόσεις Συμεων 1993 2 Schmidt PS Ezekoye O Howell JR Baker D Thermodynamics An Integrated Learning System Wiley 2005 3 Potter MC Sommerton CW Thermodynamics for Engineers Schaums McGraw-Hill 1993 4 Moran MJ Shapiro HW Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition John Wiley amp Sons Inc

2006

• ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι4ο Εξάμηνο
• Slide Number 2
• Slide Number 3
• Slide Number 4
• Slide Number 5
• Slide Number 6
• Slide Number 7
• Slide Number 8
• Slide Number 9
• Slide Number 10
• Slide Number 11
• ΠΩΣ ΕΧΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙ ΟΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ
• Παλαιότερα Θερμικές μηχανές θερμοδυναμικούς κύκλους ατμού μετατροπή θερμικής ενέργειας από την καύση του ξύλου και του κάρβουνου σε έργο για να τροφοδοτήσουν τρένα καράβια εργοστάσια και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια
• Slide Number 14
• Slide Number 15
• Slide Number 16
• Slide Number 17
• ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΣΧΥΟΣ
• Slide Number 19
• Slide Number 20
• Slide Number 21
• Slide Number 22
• ΚΥΚΛΟΣ OTTO
• Slide Number 24
• Slide Number 25
• Slide Number 26
• Slide Number 27
• Slide Number 28
• Slide Number 29
• Slide Number 30
• Slide Number 31
• Slide Number 32
• Slide Number 33
• Slide Number 34
• ΚΥΚΛΟΣ DIESEL
• Slide Number 36
• Slide Number 37
• Slide Number 38
• Slide Number 39
• Slide Number 40
• Slide Number 41
• Slide Number 42
• ΚΥΚΛΟΣ DUAL
• ΚΥΚΛΟΣ STIRLING
• Slide Number 45
• Slide Number 46
• Slide Number 47
• Slide Number 48
• Slide Number 49
• Slide Number 50
• Slide Number 51
• Slide Number 52
• Slide Number 53
• ΚΥΚΛΟΣ ERICSSON
• Slide Number 55
• Slide Number 56
• Slide Number 57
• ΚΥΚΛΟΣ BRAYTON
• Slide Number 59
• Slide Number 60
• Slide Number 61
• Slide Number 62
• Slide Number 63
• Slide Number 64
• Slide Number 65
• Slide Number 66
• Slide Number 67
• Slide Number 68
• Slide Number 69
• Slide Number 70
• Slide Number 71
• Slide Number 72
• Slide Number 73
• Slide Number 74
• Slide Number 75
• Slide Number 76
• Slide Number 77