Тепловой баланс

Тепловой балансТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, количественное распределение тепла, участвующего в каком-либо тепловом процессе, между основным и сопутствующим ему процессами.

В громадном большинстве случаев практической целью теплового процесса является использование полученной тепловой энергии в непосредственном виде или в форме полезной работы. Потери тепла обусловливаются процессами, понижающими КПД машины или установки. В холодильной технике, где основной целью процесса является удаление тепла, наоборот, процессы, увеличивающие количество тепла в установке, являются потерями и понижают ее КПД. Из анализа отдельных процессов и соответствующих измерений получаются данные для составления теплового баланса комплексного процесса в б. или м. детальной форме и указания для исправления теплового баланса в направлении повышения экономичности процесса.

Тепловой баланс парового котла

На фиг. 1 показан пример теплового баланса парового котла. Как видно, % тепла, расходуемого на парообразование, меняется от режима топки. Утилизация тепла от сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания характеризуется тепловым балансом двигателя.

Тепловой баланс для большого газового двигателя с охлаждением горячей водой и утилизацией отходящего тепла

На фиг. 2 дан пример теплового баланса для большого газового двигателя с охлаждением горячей водой и утилизацией отходящего тепла. Обозначения на диаграмме: А - тепло сжигаемого топлива на 1 л.с. в час, 2200 Cal = 100%, а - трение в двигателе, 72 Cal = 3,3%, б - нагревание воды, охлаждающей поршни, 153 Cal = 7%, в - излучение тепла, 88 Cal = 4%, г - вспомогательные механизмы, 11 Cal = 0,5%, д - потери вследствие теплопроводности и с отходящими газами, 344 Cal = 15,5%, е - пар из котла, отапливаемого отходящими газами, 500 Cal = 22,7% (1 - подогреватель, 2 -  котел, 3 - перегреватель), ж - пар от охлаждающей воды цилиндровых крышек и выхлопного трубопровода, 400 Саl= 18,2% и з - полезная работа двигателя, 632 Cal = 28,7%.

Распределение тепла на отдельные процессы в тепловозе с подогревом воздуха теплом отходящих газов и пневматической передачей при полной мощности

Диаграмма на фиг. 3 показывает распределение тепла на отдельные процессы в тепловозе с подогревом воздуха теплом отходящих газов и пневматической передачей при полной мощности. Обозначения: А - тепло топлива 100%, а - потери с отходящей водой 29,0%, б - потери с отходящими газами 26,5%, в - потери за счет увеличения давления выхлопа 2,0%, г - индикаторная работа двигателя 42,5%, д - механические потери в двигателе и компрессоре 13,2%, е - индикаторная работа компрессора 29,3%, ж - потери в клапанах компрессора 5,9%, з - потери в трубопроводе 3,6%, и - потери на выхлоп 14,0%, к - потери от дросселирования, расширения и выхлопа в цилиндре локомотива 6,0%, л - механические потери в механизме, буксах колес, 4,0%, м - потери в экипаже локомотива 1,9%, н - работа локомотива на крюке 20,4%. Тепловые процессы, происходящие в холодильной машине, показаны на фиг. 4, Q0 нетто - полезная холодопроизводительность.

Тепловые процессы, происходящие в холодильной машине

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 22 - 1933 г.