Термодинамические процессы и циклы
Определение: Если в термодинамической системе меняется хотя бы один из параметров любого входящего в систему тела, то в системе происходит термодинамический процесс.
Основные термодинамические параметры состояния Р, V, Т однородного тела зависят один от другого и взаимно связаны уравнением состояния: F (P, V, Т). Для идеального газа уравнение состояния записывается в виде:
P × v = R × T
где: P - давление; v – удельный объем; T – температура; R – газовая постоянная (у каждого газа свое значение).
Если известно уравнение состояния, то для определения состояния простейших систем достаточно знать две независимые переменные изтрех Р = f1 (v, т); v = f2 (Р, Т); Т = f3 (v, Р)
Термодинамические процессы часто изображаются на графиках состояния, где по осям отложены параметры состояния. Точки, на плоскости такого графика, соответствуют определенному состоянию системы, линии на графике соответствуют термодинамическим процессам, переводящим систему из одного состояния в другое.
Определение: Круговой процесс (Цикл) это совокупность любого числа отдельных процессов, возвращающих систему в первоначальное состояние.
Понятие кругового процесса является для нас ключевым в термодинамике, поскольку работа ГТД основана на цикле, включающем в себя процессы сжатия воздуха, его нагрева в камерах сгорания, расширения газов на турбине и реактивном сопле с получением механической работы. Изменение параметров рабочего процесса и цикл ТРД (цикл Брайтона) показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 - Принципиальная схема, изменение параметров газового потока по газовоздушному тракту (скорости с, давления р и температуры Т) и идеальный термодинамический цикл двигательной установки с ТРД в р–v- и T–S координатах: 1 – входное устройство; 2 – компрессор; 3 – камера сгорания; 4 – турбина; 5 – сопло