Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)

Тепловой баланс (физич.)

Теплово'й бала'нс, сопоставление прихода и расхода (полезно использованной и потерянной) теплоты в различных тепловых процессах . В технике Т. б. используется для анализа тепловых процессов, осуществляющихся в паровых котлах, печах, тепловых двигателях и т. д. Т. б. составляется в единицах энергии (джоулях , калориях ) или в % общего количества теплоты, приходящихся на единицу выпускаемой продукции, на 1 ч работы, на период времени (цикл) или на 1 кг израсходованного вещества. В научных исследованиях Т. б. пользуются при решении многих астрофизических, геофизических, химических, биологических и других проблем (см. Тепловой баланс моря, Тепловой баланс Земли и т. д.).

  Т. б. рассчитывается на основе физических теплот (энтальпий ), участвующих в процессе веществ, и теплот соответствующих химических реакций. Для сложных процессов (особенно в металлургии, химической технологии и т. д.) Т. б. предшествует построение материального баланса, т. е. сопоставление прихода и расхода масс веществ в этом процессе; при этом Т. б. установки часто получается как сумма Т. б. аппаратов, составляющих эту установку. Различают Т. б. расчётные и экспериментальные, составленные по данным тепловых испытаний.

  Т. б. выражается: в виде уравнения (в одной части которого суммируется приход теплоты, в другой — её расход или потери), таблицы или диаграммы (рис. ). Например, Т. б. парового котла выражается след. уравнением:

,

где  — теплота сгорания топлива;  — физическая теплота топлива;  — физическая теплота воздуха;  — теплота, переданная рабочему телу; — потеря теплоты с уходящими газами; — потери теплоты из-за химического и механического недожога топлива;  — потеря теплоты с излучением в окружающую среду.

  По данным Т. б. определяют численное значение коэффициентов полезного действия как отдельных частей, так и всей установки в целом. Для оценки экономичности установок, вырабатывающих несколько видов энергии, может применяться эксергический баланс (см. Эксергия ).

  Лит. см. при статьях Теплотехника и Теплоэнергетика .

  И. Н. Розенгауз.

Тепловой баланс автомобильного двигателя: а — полезно использованная теплота; б — потери с выхлопными газами; в — потери с охлаждающей водой; г — прочие потери.

Тепловой вакуумметр

Теплово'й вакуумме'тр, см. в ст. Вакуумметрия .

Тепловой двигатель

Теплово'й дви'гатель,двигатель , в котором тепловая энергия преобразуется в механическую работу. Т. д. составляют наибольшую группу среди первичных двигателей и используют природные энергетические ресурсы в виде химического или ядерного топлива. В основе работы Т. д. лежит замкнутый (или условно замкнутый) термодинамический цикл (см. Цикл двигателя ). Эффективность работы идеального Т. д. определяется термодинамическим кпд (см. Круговой процесс ). Работа реального Т. д., имеющего дополнительные потери, например на трение, вихреобразование, тепловые потери, оценивается так называемым эффективным кпд, то есть отношением механической работы на выходном валу Т. д. к подведённой тепловой энергии. Эффективный кпд Т. д. колеблется в пределах 0,1—0,6. По типу машин, осуществляющих рабочие термодинамические процессы, Т. д. подразделяются на поршневые двигатели (см. Поршневая машина ), роторные двигатели и реактивные двигатели . Возможны комбинации этих типов Т. д., например турбореактивный двигатель , Ванкеля двигатель . По способу подвода теплоты для нагрева рабочего тела Т. д. подразделяются на двигатели внутреннего сгорания , в которых процессы сгорания топлива и преобразования теплоты в механическую работу происходят в одних и тех же рабочих полостях (цилиндрах) Т. д., и двигатели внешнего сгорания, в которых рабочее тело получается (или нагревается) вне самого Т. д. в специальных устройствах (см., например, Стирлинга двигатель , Паровая машина ).

  О. Н. Емин.

Тепловой комфорт