Межмолекулярных взаимодействий

Рабочие процессы в проточной части действительного компрессора протекают с потерями. Гидравлические потери в камере всасывания связаны с несовершенством организации подвода газа к колесу. Гидравлические потери в рабочем колесе обусловлены поворотами потока газа, трением при течении газа в межлопаточном пространстве, а также ударом на входе потока в колесо. При изменении количества протекающего воздуха изменяется относительная скорость и>ь и треугольник скоростей деформируется (рис. 8.8,6). При подводе потока также возможны некоторые отклонения направления относительной скорости w от направления кромки лопатки, в результате чего появляется окружная составляющая скорости clu (рис. 8.8,6). Отношение ср = clu/u - коэффициент закрутки на входе, в среднем для вентиляторов ср = 0,3, для компрессоров ф=0,15. Потери в диффузоре состоят из потерь на трение и вихреоб-разование.

Прежде всего, необходимо отметить, что осуществление данной технической задачи, т. е. трансформация энергии сжатого газа в энергию струи и ее использование для получения внешней работы может быть осуществлено различными путями. Например, можно сперва полностью расширить газ в неподвижном сопловом аппарате, а затем направить движущийся с большой скоростью газ на лопатки турбины и заставить вращаться лопаточный диск. В этом случае принято называть турбодетандер активным. Можно осуществить полное расширение газа непосредственно в межлопаточном пространстве турбины без какого-либо предварительного расширения в сопловом аппарате. В этом случае турбодетандер принято называть реактивным. Однако экономически наиболее выгодным оказывается сочетание этих двух путей. Практически так и поступают (см. рис. 28).

В топке ВПГ-120 проверены два типа горелочных устройств — типа «Броун—Бовери» (рис. 48) со смешением воздуха и газа в межлопаточном пространстве и диффузионные горелки конструкции ЦКТИ (рис. 49) со смешением воздуха и топлива в объеме топки.

В топке парогенератора 120 т/ч проверены два типа горелок для комбинированного сжигания газа и жидкого топлива: проектные горелки с частичным смешением газа в межлопаточном пространстве и диффузионные горелки конструкции ЦКТИ, в которых смешение газообразного топлива с воздухом происходит в объеме топки.

Чрезмерное увеличение зазора может отрицательно сказаться на габаритах ступени. Потери на трение в межлопаточном пространстве незначительные.

В зоне больших скольжений относительные скорости потока в межлопаточном пространстве достигают высокого значения, а вследствие этого м потери трения имеют существенную

На фиг. 54 и 55 представлены характеристики одной и той же гидромуфты с активным диаметром 455 мм (17,5"). Характеристика В мягче, чем А, за счет установки в межлопаточном пространстве блоков вытеснителей, в связи с чем гидромуфта В работает с меньшим количеством жидкости, чем А.

Для вывода основного уравнения центробежного насоса рассмотрим схему движения жидкости в межлопаточном пространстве (рис. 16.2), при этом величины, относящиеся к входу на лопатку (точка / на рис. 16.2), будем обозначать с индексом 1, а относящиеся к выходу (точка 2 на рис. 16.2), — с индексом 2. Например, радиус на входе колеса обозначен символом Rb а радиус на выходе — R2 (R2 - D/2).

1. Число лопаток бесконечно велико и они имеют бесконечно малую толщину, т. е. в межлопаточном пространстве существует струйное течение и форма всех струй совершенно одинакова, так как каждая струйка движется между двух лопаток.

В межлопаточном пространстве турбинного колеса Т частицы жидкости оказывают воздействие на его лопатки и заставляют вращаться с угловой скоростью ю2. Вращаясь вместе с турбинным колесом, частицы жидкости постепенно отдают ему кинетическую энергию, полученную в насосном колесе. При этом они переме-

щаются от периферии колеса к его оси вращения (от точки 2 к точке 7 на рис. 17.1, а). В окрестностях точки 7 жидкость переходит с турбинного колеса Т на насосное колесо Н. Далее рабочий процесс повторяется, т. е. жидкость циркулирует в межлопаточном пространстве колес по замкнутому контуру с расходом Q.

Уравнение состояния реальных газов. В реальных газах в отличие от идеальных существенны силы межмолекулярных взаимодействий (силы притяжения, когда молекулы находятся на значительном расстоянии, и силы отталкивания при достаточном сближении их друг с другом) и нельзя пренебречь собственным объемом молекул.

Таким образом, вириальное уравнение состояния позволяет объяснить результаты макроскопического эксперимента с позиции межмолекулярных взаимодействий.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ — избыток энергии поверхностного слоя на границе раздела фаз по сравнению с соответствующей объёмной энергией самих фаз, обусловленный различием межмолекулярных взаимодействий в обеих фазах. П. э. пропорциональна площади поверхности раздела фаз, поэтому она особенно велика у высокодисперсных систем (напр., коллоидов) и во многом определяет их свойства.

ПЛАСТИЧНОСТЬ КАУЧУКА II РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ как вязко-эластич. материалов определяется осн. св-ваып полимера: его средним мол. весом, гибкостью цепи, силой межмолекулярных взаимодействий. В резиновых скесях существенную роль играют мягчители, повышающие пластичность, и наполнители (сажи), понижающие ее. Характерна температурная зависимость необратимой деформации. П. к. и р. с. в значит, степени определяет легкость смешения, формуе-мость, шприцуемость. Противоположной пластичности величиной является эластич. восстанавливаемость деформированных кау-чуков и резиновых смесей.

Молекулярный (адгезионный) износ заключается в разрушении связей, возникающих в результате межатомных и межмолекулярных взаимодействий. Эти связи образуются между пленками, покрывающими поверхности твердых тел. Износ происходит в тех случаях, когда фрикционная связь iia границе раздела оказывается прочнее, чем нижележащий материал. Этот вид износа является, по существу, микроглубинным вырыванием, сосредоточенным в тончайших поверхностных слоях толщиной около 100 А.

Кассель [149] попытался улучшить выводы газокинетической теории на основании учета межмолекулярных взаимодействий в реальном газе. Им получена отрицательная температурная зависимость для числа тройных столкновений (рис. 1.3). Имеется, однако, серьезное возражение против теории Касселя, которая предсказы-. вает влияние инертных газов на кинетику взаимодействия NO и О2, что находится в противоречии с экспериментальными данными.

Успехи современного материаловедения в значительной степени связаны с установлением зависимости свойств материалов от их состава, способов получения и обработки. Обобщение большого экспериментального массива исследований фазовых равновесий, изменений свойств и их зависимостей от состава позволило в свое время Н.С. Курнакову выделить самостоятельный раздел общей химии, который он назвал физико-химическим анализом материалов. Предметом физико-химического анализа являются исследования фазовых диаграмм равновесий, количественное истолкование диаграмм состав—свойство и установление количественных взаимосвязей между особенностями межмолекулярных взаимодействий и топологий микро-, мезо- и макроструктуры материалов. Осознание существенного влияния особенностей структуры, а также дисперсности неорганических материалов связано с работами И.В. Тананаева. Развивая представления Н.С. Курнакова о фазовых диаграммах и диаграммах состав—свойство, он отметил необходимость введения четырехзвенной формулы физико-химического анализа, в которую входят еще структурные характеристики и дисперсность как факторы, влияющие на свойства материалов [8].

Роль межмолекулярных взаимодействий............... 125

Роль межмолекулярных взаимодействий

Большинство рассмотренных структурных параметров полимеров, резко изменяющих показатели динамических механических свойств выше Тс, сравнительно мало влияют на модули упругости ниже Тс. Модуль упругости аморфных полимеров в стеклообразном состоянии в первую очередь определяется энергией межмолекулярных взаимодействий, а не энергией ковалентных связей полимерных цепей, за исключением только продольного модуля Юнга высокоориентированных полимеров, например волокон, -в которых растягивающее напряжение действует преимущественно вдоль полимерных цепей. Однако даже в таких волокнах трансверсальный модуль Юнга и модуль упругости при сдвиге определяются главным образом межмолекулярными связями. Энергия этих связей характеризуется плотностью энергии коге-зии, поэтому модули упругости полимеров должны возрастать с увеличением этого параметра [144, 265, 280]. Формула, связывающая объемный модуль упругости полимеров при О К с плотностью энергии когезии б2, была предложена Тобольским [144]:

Энергия межмолекулярных взаимодействий определяет многие свойства жидкостей. Например, чем выше эта энергия, тем больше работы (тепла) требуется затратить для удаления молекул из объема жидкости, т. е. на их испарение.