- •Вопрос № 1.Метод и законы.
- •Вопрос №2.
- •Вопрос №3.
- •Вопрос №4 Теплоёмкость.
- •Вопрос №5
- •Вопрос №6
- •Второе начало термостатики
- •Вопрос 19.
- •Истечение паров, жидкостей и газов.
- •Истечение сжимаемых жидкостей (паров и газов).
- •Переход через критическую скорость (сопло Лаваля).
- •Особенности истечения из каналов переменного сечения.
- •Дросселирование.
- •Циклы газотурбинных установок (гту)
- •Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
- •Теплопередача.
- •Основы теории теплообмена.
- •Теплопроводность.
- •Дифференциальное уравнение теплопроводности.
- •Решение:
- •Лучистый теплообмен.
- •Решение:
- •Холодильные установки.
- •Воздушная холодильная установка
- •Аборбционная холодильная установка
- •Газотурбинные установки.
Истечение паров, жидкостей и газов.
Процесс истечения – процесс переноса вещества из области с одним давлением в область с другим.
Действительный процесс истечения характеризуется необратимыми потерями и неравномерностью распределения скоростей в потоке. В теории истечение рассматривается, как обратимый процесс, а переход к реальным характеристикам осуществляется с помощью двух коэффициентов: коэффициента скорости - и коэффициента расхода - , причём эти коэффициенты определяются экспериментальным путём. Оба коэффициента показывают различия между теоретическими и действительными величинами.
Нас интересуют следующие величины:
Линейная скорость - , .
Массовая скорость - , .
Массовый расход - , .
Задача решается на базе следующих уравнений:
Первое начало термодинамики: .
Уравнение процесса:
Политропный процесс: .
Адиабатный процесс: .
Уравнение неразрывности в интегральном виде: .
Уравнение состояние.
Основные соотношения процесса истечения.
Уравнение распределения потенциальной работы:
.
Так как рассматриваются обратимые потери, то .
Так как рассматривается чистое движение, то .
Следовательно: .
Так как рассматриваются короткие каналы, то , .
Выражение для линейной скорости: .
Выражение для массовой скорости: .
Выражение для массового расхода: .
Основные исходные соотношения.
Уравнение для линейной скорости: .
Уравнение для массовой скорости: .
Уравнение для массового расхода: .
Истечение несжимаемой (капельной) жидкости.
Условия не сжимаемости жидкости: , .
Рассматриваем изохорный процесс. Потенциальную работу можно найти по следующей формуле: .
Подставив это в уравнение для линейной скорости, получим: .
Графическое представление зависимости скорости то перепада давления:
Подставив это в уравнение для массовой скорости, получим: .
Подставив это в уравнение для массового расхода, получим: .
Действительная линейная скорость отличается от теоретической, поэтому вводят коэффициент скорости , где - действительная линейная скорость, - теоретическая линейная скорость. Поэтому действительную линейную скорость можно найти по формуле: .
При течении жидкости в трубе с переменным сечением наблюдается отрыв струи от стенок и площадь сечения течения становится меньше площади сечения трубопровода. В связи с этим вводят коэффициент сжатия струи , при этом он лежит в пределах от 0.6 до 1. Если профиль канала параболический, то .
Действительный массовый расход можно найти по формуле: , где - коэффициент расхода.
Вопрос № 24.
Истечение сжимаемых жидкостей (паров и газов).
Условия сжимаемости жидкости: , .
Рассматриваем политропный процесс истечения: . В случае, если , то получаем адиабатный процесс истечения.
Потенциальную работу можно найти по следующей формуле: , где . Тогда . Подставив полученное выражение в уравнение для линейной скорости, получим: - уравнение линейной скорости для политропного процесса.
Уравнение линейной скорости для адиабатного процесса будет иметь следующий вид: .
В уравнение для массовой скорости входит плотность , которая меняется в течение процесса. Из уравнения политропного процесса можно получить уравнение для плотности: . Подставив полученное выражение уравнение для массовой скорости, получим: или - уравнение массовой скорости для политропного процесса.
Уравнение массовой скорости для адиабатного процесса будет иметь следующий вид: .
Обычно отношение обозначают за . Коэффициент лежит в пределах от 0 до 1 .
Графическое представление зависимости линейной и массовой скоростей от отношения давлений.
В зависимости от соотношений давлений возможны три режима:
До критический (дозвуковой) режим - .
Критический (звуковой) режим - .
За критический (сверхзвуковой) режим - .
Для определения режима нужно знать значение . Для этого нужно найти экстремумы функции . То есть , при .
Характеристика растяжения сжатия:
Для адиабатного процесса: , где - скорость звука.
Для идеального газа: .
Чтобы массовая скорость стала критической, то есть .
Массовый расход: .
Вопрос №25.