Головна

Рівняння ЕНЕРГІЇ ГАЗОВОГО ПОТОКУ

  1. B) зміна середньої щільності потоку енергії, обумовлене суперпозицією електромагнітних хвиль.
  2. OCHOBHOЕ РІВНЯННЯ встановити рівномірний рух РІДИНИ ДЛЯ «ПРАВИЛЬНИХ русел». РОБОТА СИЛ ВНУТРІШНЬОГО ТЕРТЯ
  3. А) Поясніть рівняння.
  4. А. Основне рівняння МКТ ідеального газу
  5. Абсолютна температура. Температура - міра середньої кінетичної енергії молекул. Зв'язок між температурою і енергією, середня квадратична швидкість (визначення).
  6. Аварійні режими в енергосистемах передачі і розподілу електричної енергії.
  7. Автоматизація газового промислу

Процеси руху газу, що відбуваються в різних теплотехнічних установках, пов'язані з перетворенням енергії в газовому потоці. Розрахунки робочих процесів цих установок будуються на загальних положеннях теорії газового потоку. Ця теорія базується на основних положеннях термодинаміки і на ряді припущень, до числа яких належать такі:

1. Перебіг газу усталене, тобто в кожному виділеному перетині параметри газу у всіх його точках залишаються постійними.

2. Від перетину до перетину відбуваються нескінченно малі зміни параметрів газу в порівнянні зі значеннями самих параметрів. Перебіг газу стаціонарне.

При таких припущеннях газ при русі буде проходити ряд послідовних рівноважних станів.

Стаціонарна течія газу описується системою рівнянь, що включає рівняння нерозривності потоку, рівняння стану та рівняння енергії (рівняння 1-го закону термодинаміки стосовно газовому потоку).

Рівняння нерозривності характеризує незмінність масової витрати газу в будь-якому перетині каналу при сталому перебігу. Це рівняння має вигляд

,

або

,

де G - Масовий секундний витрата газу;  , F2 - площі поперечних перерізів каналу; w1 , w2 - Швидкості у відповідних перетинах; ?1, ?2- щільності газу для тих же перерізів потоку (?= L / v).

Для одновимірного газового потоку відповідно до другого закону Ньютона (сила дорівнює масі, помноженої на прискорення) можна записати наступне співвідношення [11]

де

- Зміна тиску з координування х;

- Зміна швидкості по координаті х;

 - Сила, що діє на виділений елементарний об'єм dV;

- Прискорення елементарної маси газу pdV.

Останнє співвідношення можна переписати у вигляді

.

Враховуючи що ? = 1 / v, отримаємо

 (7.1)

Отримане співвідношення показує, що збільшення тиску dp і швидкості dw мають різні знаки. Отже, швидкість одновимірного потоку зростає зі зменшенням тиску.

величина -vdp збігається з формулою для располагаемой роботи dl в рівнянні першого закону термодинаміки виду

.

Звідси рівняння першого закону термодинаміки для газового потоку при відсутності сил тяжкості і сил тертя в газі набуде вигляду

, (7.2)

де приріст кінетичної енергії газу на виділеній ділянці.

Так як  , то

, (7.3)

де d (p v) = pdv + vdp - Елементарна робота проштовхування.

Останнє рівняння показує, що теплота, що повідомляється газу, витрачається на зміну внутрішньої енергії, на роботу проштовхування і на зміну зовнішнього кінетичної енергії газу.

Рівняння (7.2), (7.3) є основними для потоків газу і пари, причому вони справедливі як для оборотних (що не супроводжуються дією сил тертя), так і для необоротних течій (при наявності сил тертя). При наявності сил тертя повинна витрачатися робота тертя lтр, Яка повністю переходить в теплоту qтр. внаслідок рівності lтр = qтр обидві ці величини, які мають протилежні знаки, взаємно скорочуються.

Рівняння (7.3) з урахуванням гравітаційних сил набирає вигляду

де gdz - Елементарна робота проти сил тяжкості. Цією складовою в газах через її малість зазвичай нехтують.

При адіабатні перебігу газу (Dq = 0) рівняння (7.2) набуває вигляду

 (7.4)

Після інтегрування отримаємо

 (7.5)

Таким чином, при адіабатні перебігу газу сума питомих ентальпії і кінетичної енергії залишається незмінною.

Відзначимо, що рівняння (7.2), (7.3), (7.4) справедливі в разі, коли газ при своєму русі здійснює лише роботу розширення і не виробляє корисної технічної роботи (наприклад, робота на лопатках турбіни та ін.). При здійсненні технічної роботи рівняння першого закону термодинаміки (7.3) для потоку газу набуде вигляду

, (7.6)

де dlтих - Елементарна технічна робота.

Порівнюючи рівняння (7.5) з рівнянням першого закону термодинаміки (2.17) для ширшого, але не переміщається газу, отримаємо

.

Таким чином, технічна робота дорівнює роботі розширення газу за вирахуванням роботи проштовхування і роботи, що витрачається на приріст кінетичної енергії газу.

Id - ДІАГРАМА ВОЛОГОГО ПОВІТРЯ | Має в своєму розпорядженні РОБОТА ГАЗОВОГО ПОТОКУ


ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ | Співвідношення Клаузіуса - Клапейрона | P?- ДІАГРАМА ВОДЯНОГО ПАРА | Ts - ДІАГРАМА ВОДЯНОГО ПАРА | IS - ДІАГРАМА ВОДЯНОГО ПАРА | Основні параметри ВОДИ І ВОДЯНОГО ПАРА | ПАРА В p? -, TS - І is -ДІАГРАММАХ | ВОЛОГІСТЬ ПОВІТРЯ | Теплоємність і ентальпія ВОЛОГОГО ПОВІТРЯ | ОСНОВНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ соплову І діффузорного адіабатне ПЕРЕБІГУ ГАЗУ |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати