Разностями температур

Все процессы, протекающие в двигателях, происходят при конечных значениях скоростей, конечных разностях температур и обладают, таким образом, всеми признаками необратимости. Ввиду сложности явлений, происходящих в газе при необратимых процессах, термодинамика не может непосредственно решать задачи, связанные с необратимыми изменениями состояния, и поэтому в первую очередь изучает обратимые процессы, хотя они, требуя для своего осуществления идеальных условий, в двигателях не происходят.

В действительных машинах подвод тепла при сжигании топлива происходит необратимым путем; поршни в них движутся с конечными скоростями, имеют место трение, теплопроводность при конечных разностях температур и излучение, т. е. в действительных машинах происходят необратимые явления, снижающие термический к. п. д.

По значениям температур в фиксированных точках образцов для любого момента времени строится серия кривых, аналогичных кривой, приведенной на рис. 4-1. Эти кривые должны пересекаться в точке х = 0. Точке пересечения всех кривых и соответствует температура стыка. При малых начальных разностях температур (100° С) и для образцов, выполненных из одинакового материала, температуру поверхности соприкосновения можно принимать равной (/m-Hie) • 0,5.

няя изотерма нижнего цикла была выше нижней изотермы верхнего (циклы каскада должны перекрывать один другой). Разность температур в идеальной системе — бесконечно малая величина. С помощью каскада можно осуществить трансформацию тепла с тем же результатом, что и при едином цикле 1-2-3-4 (рис. 1.5,6). Однако вместо большого интервала давлений (от pi до рз), характерного для единого цикла, в каждом цикле каскада можно ограничиться существенно меньшим интервалом давлений, например от р\ до р'3 или от p"'i до р'"з. В пределе при использовании обратимых циклов и разностях температур при теплопередаче внутри каскада ДГ-И) показателе систем с каскадом и с единым циклом совпадут. В реальных условиях каскад дает возможность на каждой его •ступени выбрать наиболее подходящее рабочее тело, его параметры, а также вид цикла (или кзазицик-ла) и тем самым найти наиболее выгодное инженерное решение. Конкретный анализ некоторых каскадных систем трансформация тепла с циклами и квазициклами приведен в следующих главах.

Основной недостаток такого процесса заключается в том, что как нагревание, так и охлаждение производится в одном сосуде (т. е. СПТ и СОО совмещены); материал рабочего сосуда периодически нужно нагревать и охлаждать, что приводит к потерям даже при небольших разностях температур Гв—Гн*. Частично эти потери можно устранить, если сделать процесс разомкнутым, т. е. перейти от цикла к квазициклу. Схема такой установки показана на рис. 9.26,6. Фазы А, Б и В здесь такие же, как и в установке с циклом; однако фаза В отличается тем, ' что холодный газ с температурой Т<7П выводится из

Термо-э.д.с. (ит) возникают, когда в цепи имеют место контакты между различными материалами, находящимися при разных температурах. При обычных небольших разностях температур термо-э.д.с. имеют порядок микровольт [1, 43].

Проведение испытаний опытных секций вызывалось главным образом необходимостью проверки надежности работы узлов приварки труб 0 32X4 к относительно толстой трубной доске при больших разностях температур между первичным и вторичным паром и колебаниях температур и нагрузок.

вторичного пара будет неправильно, особенно при малых разностях температур.

циях пара ( — ^0 и небольших разностях температур в по> токе и на границе раздела

При небольших разностях температур и, соответственно, небольших удельных тепловых потоках значения коэффициентов теплоотдачи при кипении невелики и определяются условиями свободной конвекции. Формула для вычисления коэффициента теплоотдачи в этом случае [Л. 1 ] имеет вид:

ккал/м2-ч имеет место неразвитое пузырьковое кипение. Однако и здесь часть опытных значений а превышает значения, рассчитанные по формуле (2) и табл. 1. Можно предположить, что в случае кипения фреонов даже при небольших разностях температур процесс парообразования оказывает турбулизирующее действие на конвекцию внутри жидкости и тем самым увеличивает значения а по сравнению с его величиной при свободной конвекции. Вследствие этого для расчета значений а при кипении фреона-12 в области <7<1600 ккал/м^.ч рекомендуется формула, соответствующая логарифмической прямой 4 на рис. 2, усредняющей опытные данные:

Таким образом, любое улучшение криогенного процесса не может обеспечить КПД процесса разделения смеси Н2—HD выше 0,068%, если применять адиабатную колонну с разностями температур ДГИ и Д7"и, равными или большими 3 К- Этот пример еще раз подчеркивает, насколько возрастают потери при теплопередаче в области низких температур (в особенности от те=—10 и ниже), связанные с конечным значением Д71 в аппаратах.

Наоборот, зная, что осаждение частиц из столба жидкости высотой h закончилось за время т, можно заключить, что скорость падения частиц наименьшего радиуса, присутствующих в данном порошке, равна га/т. Определив скорость, можно из формулы Стокса найти и радиус соответствующих частиц. Закон Стокса позволяет узнавать радиус даже самых малых частиц, размеры которых невозможно определить непосредственно под микроскопом. Недостатком методов статического седиментационного анализа является возможность возникновения ошибок из-за потоков жидкости, вызываемых случайными разностями температур (тепловая конвекция). Эти ошибки особенно велики и трудно устранимы при статическом седимента-ционном анализе аэрозолей, т. е. систем, образованных частицами, взвешенными в воздухе (или в других газах). Для этого случая, однако, автор предложил поточный метод седиментационного анализа, в котором не только устранено влияние конвекции, но и резко сокращено затрачиваемое на определение время.

Но неравновесности, которые использовал Дреббель,— особого рода, отличные от тех, о которых говорилось в гл. 3, хотя они и связаны тоже с разностями температур и давлений. Они могут действовать в совершенно равновесной окружающей среде, во всех точках которой совершенно одинаковые температура и давление. В чем же тут дело и откуда тогда берется работа?

В капитальных трудах по газовым турбинам основное внимание обычно уделяется расчету процессов теплообмена [Л. 4-1 ]. В отдельных работах даются также предложения по учету влияния теплообмена на термодинамические процессы в проточной части [Л. 4-15, 16]. Общая особенность всех этих работ состоит в том, что в них фактически не учитывается сжимаемость потока и наличие ступенчатого процесса, обусловленного конечными разностями температур торможения на лопатках смежных венцов. Процесс в проточной части турбины рассматривается, по существу, так, как если бы он протекал в поршневой машине, имеющей охлаждаемый цилиндр. В итоге делаются попытки оценить «потери от охлаждения».

на поверхности нагрева, быстро растут и отрываются от этой поверхности. Возникающее в результате этого перемешивание жидкости пузырями обеспечивает высокие коэффициенты теплоотдачи. При пленочном кипении жидкость не соприкасается с поверхностью нагрева, отделяясь от нее тонкой пленкой пара. Этот тип кипения характеризуется большими разностями температур поверхности нагрева и жидкости и низкими коэффициентами теплоотдачи. В переходной области жидкость частично или попеременно соприкасается с поверхностью нагрева.

Таким образом, по сравнению с начальным состоянием, т. е. состоянием сборки, следует различать: 1) процесс изменения теплового состояния; 2) новое, измененное тепловое состояние. Первое характеризуется большими временными разностями температур, существенными изменениями формы и значительными термическими напряжениями, второе — малыми разностями температур, умеренными изменениями формы и относительно небольшими напряжениями, большим изменением размеров горячих деталей.

В процессе разгрузки необходимо внимательно следить за относительным расширением роторов ЦВД, ЦСД и ЦНД, разностями температур верха и низа ЦВД и ЦСД, параметрами пара перед турбиной, вакуумом в конденсаторе, скоростью снижения температуры металла турбины и появляющимися разностями температур по толщине металла в контрольных точках и за вибрацией подшипников.

Скорость нагружения, как и в случае пуска турбины из холодного состояния, должна определяться возникающими разностями температур в металле, которые зависят от превышения температуры пара над температурой металла и скорости увеличения расхода пара. Безусловно целесообразно иметь возможно более низкое давление пара и минимальное превышение его.тем-

Однако при этом они не учли, что калориметр тарировался при больших тепловых нагрузках порядка 1 000 ккал/ч, при которых потеря тепла 25 ккал/ч действительно составляет малую величину 2,5%, а во время опытов с малыми разностями температур и малыми скоростями воздуха нагрузка калориметра составляла всего 60—70 ккал/ч и возможные потери тепла могли достигать 35—40%,.

небольшой величиной эффективности и, как следствие, малыми разностями температур в этой области (небольшая ошибка в измерении температуры может привести к существенному изменению в эффективности).

задаются минимальными разностями температур Дгмин, ° С, между дымовыми газами и нагреваемой средой (водой и паром) из диапазона их оптимальных значений: