Резюме. 
Термодинамика. 
Часть 2

Во многих теплосиловых установках рабочим телом является газ. По способу использования энергии рабочего тела теплосиловые установки можно разделить на поршневые двигатели и турбины. В зависимости оттого, каким образом подводится тепловая энергия к рабочему телу, двигатели делятся на две группы: внутреннего сгорания и внешнего сгорания.

Источник теплоты находится внутри двигателя внутреннего сгорания, поэтому отпадает необходимость в больших теплообменных поверхностях. За счет этого двигатели внутреннего сгорания относительно компактны. Недостатками ДВС являются необходимость использования кривошипно-шатунного механизма для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и сравнительно низкая средняя скорость рабочего тела относительно двигателя, что не позволяет сосредоточить большую мощность в поршневом двигателе внутреннего сгорания.

КПД цикла Отто приближенно можно рассчитать по формуле.

где г — степень сжатия.

КПД цикла Дизеля определяется соотношением.

где r_c — степень предварительного расширения.

Цикл газотурбинной установки состоит из тех же процессов, что и цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания, но в поршневом двигателе отдельные процессы происходят последовательно в одном элементе двигателя — цилиндре, а в газотурбинной установке эти процессы осуществляются в различных элементах данной установки. Поэтому условия работы элементов газотурбинной установки являются более равномерными.

Увеличение давления повышает эффективность цикла Брайтона, однако чем выше давление, тем больше температура рабочего тела на входе в турбину. В реальных газотурбинных установках используются турбины с многоступенчатым расширением и повторным нагревом, а также компрессоры с многоступенчатым сжатием и промежуточным охлаждением. Газовые турбины широко используются в авиации, поскольку обладают хорошими удельными характеристиками, в частности высоким отношением мощности установки к ее весу.

Парогазовые установки представляют собой комбинацию паротурбинной и газотурбинной установок. Термодинамический цикл парогазовой установки является комбинированным циклом и состоит из цикла паротурбинной установки (цикл Ренкина) и цикла газотурбинной установки (цикл Брайтона).