Тепловий баланс
У більшості випадків практичною метою теплового процесу є використання отриманої теплової енергії у безпосередньому вигляді або у формі корисної роботи. Втрати тепла зумовлюються процесами, що знижують ККД машини чи установки. У холодильній техніці, де основною метою процесу є видалення тепла, навпаки, процеси, що збільшують кількість тепла в установці, є втратами та знижують її ККД. З аналізу окремих процесів та відповідних вимірювань виходять дані для складання теплового балансу комплексного процесу у б. або м. детальній формі та вказівки для виправлення теплового балансу у напрямку підвищення економічності процесу.
На фіг. 1 показаний приклад теплового балансу парового казана. Як видно, % тепла, яке витрачається на пароутворення, змінюється від режиму топки. Утилізація тепла від згоряння палива у двигуні внутрішнього згоряння характеризується тепловим балансом двигуна.
На фіг. 2 дано приклад теплового балансу для великого газового двигуна з охолодженням гарячою водою і утилізацією тепла, що відходить. Позначення на діаграмі: А - тепло палива, що спалюється на 1 к.с. на годину, 2200 Cal = 100%, а - тертя у двигуні, 72 Cal = 3,3%, б - нагрівання води, що охолоджує поршні, 153 Cal = 7%, в - випромінювання тепла, 88 Cal = 4%, г - допоміжні механізми, 11 Cal = 0,5%; , 2 - котел, 3 - перегрівач), ж - пара від охолоджувальної води циліндрових кришок та вихлопноготрубопроводу, 400 Саl = 18,2% і з - корисна робота двигуна, 632 Cal = 28,7%.
Діаграма на фіг. 3 показує розподіл тепла на окремі процеси в тепловозі з підігрівом повітря теплом газів, що відходять, і пневматичною передачею при повній потужності. Позначення: А - тепло палива 100%, а - втрати з водою, що відходить 29,0%, б - втрати з відхідними газами 26,5%, в - втрати за рахунок збільшення тиску вихлопу 2,0%, г - індикаторна робота двигуна 42 ,5%, д - механічні втрати в двигуні та компресорі 13,2%, е - індикаторна робота компресора 29,3%, ж - втрати в клапанах компресора 5,9%, з - втрати у трубопроводі 3,6%, втрати на вихлоп 14,0%, до - втрати від дроселювання, розширення та вихлопу в циліндрі локомотива 6,0%, л - механічні втрати в механізмі, буксах коліс, 4,0%; н - робота локомотива на гаку 20,4%. Теплові процеси, що відбуваються в холодильній машині, показано на фіг. 4, Q0 нетто – корисна холодопродуктивність.
Джерело: Мартенс. Технічна енциклопедія. Том 22 – 1933 р.