Самостоятельно рассмотреть

Обобщенный (регеративный) цикл Карно

Цикл можно осуществить по более сложной схеме с регенерацией тепла - Обобщенный (регенеративный) цикл Карно.

При наличии только двух источников теплоты с температурами Т₁ и Т₂ можно осуществить более сложный цикл, если использовать регенерацию теплоты. Сущность ее заключается в следующем.

Рассмотрим цикл abfe на рисунке, состоящий из двух изотерм аb и fe и двух произвольных равновесных процессов bf и еа, линии которых эквидистантны в Т,s – диаграмме.

Рисунок – Обобщенный (регенеративный) цикл Карно.

Для равновесного нагрева рабочего тела по линии еа и охлаждения по линии bf нужно располагать бесконечно большим количеством источников теплоты, чтобы при каждой температуре в диапазоне Т₂ – Т₁ теплообмен между источником теплоты и рабочим телом протекал обратимо. Однако можно осуществить процесс так, чтобы теплота dq, выделяющаяся при охлаждении тела при температуре Т по линии bf, затрачивалась на нагрев тела при той же температуре по линии еа. Если линии еа и bf эквидистантны, то количества отданной при охлаждении (площадь ifbk) и полученной при нагреве (площадь geah) теплоты одинаковы, т.е. теплота, выделенная при охлаждении по линии bf, полностью используется (регенерируется) по линии еа.

От горячего источника при температуре Т₁ по-прежнему подводится теплота q₁, эквивалентная площади habk, и к холодному источнику при температуре Т₂ отводится теплота q₂, соответствующая площади gefi.

Термический КПД данного цикла

но s_k – s_h = s_i – s_g вследствие эквидистантности кривых bf и ea, поэтому

. (3.4)

Таким образом, обратимые циклы, подобные рассмотренному и осуществляемые так же, как и цикл Карно между двумя источниками теплоты, имеют КПД, равный КПД цикла Карно. Они называются обобщенными (регенеративными) циклами Карно.