Вывоз мусора: musor.com.ru
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 |

Адиабатное расширение



Это число характеризует меру соотношения между тепло-восприятием топки и количеством теплоты, выделившейся в, ней при сгорании топлив'а при адиабатной температуре Т& и глубине охлаждения топочных газов (Та — Т"^)1ТЛ.

4. Расчет полезного тепловыделения QT в топке, КДж/кг, [формула (66) 1 и соответствующей ему адиабатной температуре да.

где Эпс - эксергия продуктов сгорания в топке при адиабатной температуре. Потери эксергии при теплообмене

Это число характеризует меру соотношения между тепло-восприятием топки и количеством теплоты, выделившейся в ней при сгорании топлива при адиабатной температуре Та и глубине охлаждения топочных газов (7а — Т^)1ТЛ.

4. Расчет полезного тепловыделения QT в топке, КДж/кг, [формула (66) ] и соответствующей ему адиабатной температуре #а.

Процесс теплообмена будет происходить, когда температура стенки tc не равна адиабатной температуре /„. Если tc>tp, то теплота передается от стенки в поток (кривая 2). Обратное направление теплового потока имеет место, когда tc< tp (кривые 3' и 3"). Следует обратить внимание на то, что отвод теплоты через поверхность возможен не только в том случае, когда температура поверхности tc ниже температуры набегающего потока tx (кривая 3"), но также и тогда, когда tc выше tx (линия 3'). В последнем случае через поверхность отводится в основном теплота, выделяющаяся в пограничном слое вследствие диссипации*энергии.

При выражении турбулентного касательного напряжения — ри'и' по (9-8) и учете (8-10) уравнение (9-117) является уравнением с неизвестной температурой Т. При постоянной адиабатной температуре стенки граничными условиями являются: при г/ = 0 dTjdy=Q; при

St0e — число Стантона, определенное при отсутствии вдува по адиабатной температуре стенки.

На рис. 11-31 и 11-32 показано сравнение расчетных и опытных коэффициентов теплоотдачи при вдуве воздуха и гелия [Л. 292, 293]. Условиями сравнения являются: температура стенки близка к адиабатной температуре в опытах и температура стенки равна температуре торможения внешнего потока в теоретических расчетах.

В последующих работах вдув газа также рассматривается как источник тепла [Л. 42, 235], причем задача упрощается допущением о том, что газы основного и вдуваемого потоков полностью смешиваются в пограничном слое и приобретают температуру стенки Те. Принимается, что масса вдуваемого газа поступает в пограничный слой на пластине. При этом предположении используется уравнение теплового баланса для определения средней температуры в пограничном слое (она равна адиабатной температуре стенки Те):

Практический интерес представляет метод расчета много-щелевого охлаждения при различных режимных и конструктивных параметрах щелей [8], в котором эффективность тепловой защиты каждой щели рассчитывается по данным эффективности за единичной щелью в предположении, что температура над защитной пленкой /-и щели равна адиабатной температуре стенки за предыдущей щелью. В этом случае эффективность4 за единичной щелью TI и эффективность за /-Й щелью можно связать уравнением

дои (адиабатное расширение или сжатие), либо при наличии теплообмена между потоком и средой, но обязательно при температуре Го (изотермическое расширение или сжатие). Во всех остальных процессах неизбежно будет иметь место теплообмен между рабочим телом и средой при конечной разности температур и равновесный переход станет невозможным. Это значит, что единственным возможным путем перехода к равновесию с окружающей средой является адиабатное расширение до р2, Го и последующее изотермическое расширение (или сжатие, если точка 2 окажется правее точки 0) до ро, То. В последнем процессе рабочее тело отнимает от среды теплоту <7о = Го (so —52>. На рис. 5.12 она изображена заштрихованной площадкой. Так как 1-2— адиабата, то ,s2 = S. Тогда
Зная, как изображаются изотермический и адиабатный процессы в Ts-диаграмме, можно построить в ней цикл Карно. Легко видеть, что он изобразится в виде прямоугольника (рис. 2-20). Здесь 1-2 — процесс изотермического расширения, во время которого подводится количество тепла qv, измеряемое площадью 1-2-5-6-1; 2-3 — адиабатное расширение; 3-4 — изотермическое сжатие, при котором отводится количество тепла д%, измеряемое площадью 4-3-5-6-4; 4-1 — адиабата сжатия. Количество тепла <70, перешедшее в полезную работу w0, изобразится пл. 1-2-3-4-1, представляющей собой разность пл. 1-2-5-6-1 и пл. 4-3-5-6-4.

Эту же формулу применяют и для перегретого водяного пара. Возвратимся снова к формуле кинетической энергии газа (3-19) и покажем, как эта величина может быть представлена в pw-диаграмме. Выше уже отмечалось, что в соплах при отсутствии теплообмена с окружающей средой происходит адиабатное расширение рабочего тела, которое в ру-диаграмме изобразится кривой pvk = const (рис. 3-11); точке 1 соответствуют параметры рг, vt, а точке 2: р.2, v2. В соответствии с этим разность (иг —• и2) в формуле (3-19), равная работе расширения, измеряется пл. 1-2-3-4-1; р^ есть не что иное, как пл. 1-4-5-6-1, а р2и2 — пл. 2-3-5-7-2.

2-3), а затем при р — const (линия 3-4). Далее происходит адиабатное расширение (линия 4-5) и, наконец, отнятие тепла при v = const (линия 5-1).

в насосе происходит так, энтропия воды почти не изменяются, и ее состояние по выходе из насоса (точка 4} совпадает с состоянием в точке 3. Нагревание воды в котле при постоянном давлении изобразится изобарой 4-5, которая на основании сказанного в § 3-3 совпадает с нижней пограничной кривой. Точка 5 характеризует состояние воды в котле при температуре кипения ta. Процесс парообразования, протекающий при t = == const (и при р = const), изобразится прямой 5-6, параллельной оси абсцисс, а перегрев пара, происходящий при р = const, — изобарой 6-1, являющейся продолжением изобары 4-5-6. Точка 1 характеризует состояние пара по выходе его из перегревателя парового котла. Адиабатное расширение изобразится прямой 1-2, параллельной оси ординат. Расширение закончится в точке 2, лежащей на той же изобаре, что и точка 3, так

В пищевой промышленности, для медицинских целей, В быту и для других нужд часто требуется поддерживать низкие температуры. Установки, служащие для таких целей, называются холодильными установками. Для получения низких температур или, как говорят, производства холода может быть использовано адиабатное расширение какого-либо газа, например воздуха. Для этого его нужно предварительно сжать и затем, поскольку при сжатии температура его повысится, охладить водой, имеющей температуру окружающей среды. Так будет получен воздух высокого давления при температуре, приблизительно равной температуре окружающей среды. Если такой воздух заставить расшириться по адиабате, он совершит работу за счет своей внутренней энергии; при этом его температура понизится и окажется ниже температуры окружающей среды. Такой воздух может быть источником получения холода.

В отличие от воздушных холодильных установок в случае применения легкокипящих жидкостей для получения низких температур практически более удобным оказывается не адиабатное расширение в цилиндре, а мятие рабочего тела в редукционном вентиле.

В двигателях с дозвуковыми скоростями полета адиабатное сжатие воздуха происходит сначала в диффузоре (процесс 1Г, рис. 1.32, а) под воздействием набегающего потока воздуха, затем в компрессоре (процесс Г2). Сжатый до давления р2 воздух подается в камеры сгорания, где при постоянном давлении к нему подводится удельное количество теплоты q1 (процесс 24). Из камер сгорания газ — рабочее тело — подается на лопатки газовой турбины, где частично расширяется (процесс 44') без теплообмена с внешней средой. При этом турбина совершает положительную работу, численно равную площади 344'4" в up-диаграмме, расходуемую компрессором на сжатие воздуха (площадь 1"Г23). Дальнейшее адиабатное расширение газов (процесс 4'5) происходит в реактивном сопле до давления внешней среды (точка 5). Горячие выпускные газы после двигателя охлаждаются при давлении внешней среды, отдавая ей удельное количество теплоты q2 (процесс 5/).

В идеальном цикле прямоточного воздушно-реактивного двигателя процесс сжатия воздуха 12 (рис. 1.32, а) является адиабатным. Подвод теплоты Q! происходит в камере сгорания при постоянном давлении р2 (процесс 24), после чего в реактивном сопле осуществляется адиабатное расширение (процесс 45) до давления внешней среды. Процесс 51 отдачи теплоты от рабочего тела внешней среде — изобарный. Таким образом, диаграмма цикла прямоточного воздушно-реактивного двигателя по форме совпадает с диаграммой цикла турбореактивного двигатгля.

Непрерывное адиабатное расширение рабочего тела сначала в цилиндре поршневого двигателя, а затем в газовой турбине получить практически невозможно. Выпуск рабочего тела из цилиндра производится периодически, а процесс течения газа в турбине — непрерывный. При периодическом истечении газов из цилиндра в турбину через выпускной трубопровод происходит расширение и торможение газового потока, кинетическая энергия потока переходит в тепловую, давление перед тур-

Рассмотрим с помощью Г,5-диа-граммы процессы, происходящие в МК-криогенной установке. В начале пуска все части установки находятся при температуре Г«1 К и тепловые ключи К.\ и /G (рис. 10.14) замкнуты. Напряженность Н магнитного поля равна нулю. Состояние соли А изображается точкой / на диаграмме (рис. 10.15). Затем ключ Кч размыкается и при повышении напряженности магнитного поля соль А намагничивается до насыщения (точка 2). Теплота намагничивания отводится через ключ Ki в гелиевую ванну и процесс 1-2 протекает практически в изотермических условиях. Этот процесс аналогичен изотермическому сжатию. Далее ключ К\ размыкается и в адиабатных условиях производится размагничивание соли А. Как и адиабатное расширение, этот процесс сопровождается понижением температуры. Разница состоит в том, что в этом случае энергия затрачивается на переориентировку элементарных магнитиков. Аналогичное явление наблюдается при расширении реального газа с положительным дроссель-эффектом, когда понижение температуры происходит за счет затраты внутренней энергии на преодоление сил притяжения молекул.




Рекомендуем ознакомиться:
Активного материала
Активного существования
Активность источника
Активности источника
Активности поверхности
Акустическая диагностика
Акустические измерения
Акустических колебаний
Акустическим контактом
Абразивным изнашиванием
Акустическое сопротивление
Альтернативных вариантов
Алгебраических преобразований
Абразивным материалом
Алгебраическое суммирование
Меню:
Главная страница Термины
Популярное:
Где используются арматурные каркасы Суперпроект Sukhoi Superjet Что такое экология переработки нефти Особенности гидроабразивной резки твердых материалов Какие существуют горные машины Как появился КамАЗ Трактор Кировец К 700 Машиностроение - лидер промышленности Паровые котлы - рабочие лошадки тяжелой промышленности Редкоземельные металлы Какие стройматериалы производят из отходов промышленности Как осуществляется производство сварной сетки