Первый закон термодинамики в применении, к потоку движущегося газа

Первый закон термодинамики в применении, к потоку движущегося газа

• Первый закон термодинамики применим к потоку движущегося газа В машиностроении существует большая группа машин, в которых работа осуществляется за счет внешней кинетической энергии рабочего тела: паровые турбины, газовые турбины, реактивные двигатели, ракеты и др. В процессе изменения состояния

газов, движущихся с конечной скоростью, работ (против внешних сил), но и на увеличение внешней кинетической энергии при движении газа по каналу. Таким образом, уравнение первого закона термодинамики 1 кг газа в дифференциальной форме принимает вид: йд = дю + дл ’+ dW2 / 2,(13-

тепло расходуется не только на изменение внутренней энергии и выполнение внешних Людмила Фирмаль

1） Где dq-суммарная теплота от внешнего источника; du-изменение внутренней энергии газа. dl ’ — работа по противодействию внешней силе, называемая работой пресса (работа расширения газа^равна dl); dW2 / 2-изменение внешней кинетической энергии рабочего тела (одноразовая работа). При выводе этого уравнения считалось, что влияние гравитации не учитывалось, а так называемая техническая

работа газом не проводилась Изменение кинетической энергии рабочего тела может происходить как в трубах с определенным поперечным сечением, так и в специальных каналах с переменным поперечным сечением, которые называются соплами и диффузорами. Если при движении газа по каналу давление уменьшается, а скорость увеличивается и расширяется, то такой канал называется соплом. Если рабочее тело сжимается в канале за счет увеличения давления и уменьшения скорости 1, то такой канал называется диффузором.

• Толкай работу. * Дальнейшее развитие уравнения первого закона термодинамики течения Определите размер работы относительно внешней силы, или размер работы отжимая dl. При выводе уравнения принимаются следующие условия истечения: выполняются условия непрерывности струи. То есть одна и та же масса рабочего тела протекает через любое сечение канала в единицу времени. т = ф] зя! vж = f2w2 / П2 = furlv-const, то (а） Подходит/ 21 *••»/- площадь поперечного сечения канала. wlt w2t w-скорость движения рабочей

жидкости. vlt v2, v-удельный объем. Поток газов по каналам осуществляется без подвода и отвода тепла, то есть адиабатически. 。 • В каждом участке проточного тракта скорость w, давление p, температура T и другие параметры рабочего тела постоянны по всему участку проточного тракта. * вертикаль. * То же значение (среднее значение) для оси трубы. Стационарное движение, называемое стационарным, принимается во внимание account. In кроме того, величины v> wt p, T могут

То есть во всех точках плоскости Людмила Фирмаль

варьироваться по длине канала, но в каждом сечении они соотносятся, это не зависит от времени. Все величины являются просто функцией координат. Предположим, что газ движется по каналу переменного сечения (рис.13-1).Выберите раздел/- / и 11-11 ele * Умственное количество gas. In раздел 11-11, сила (p + — I-dp) (/+dj)>действует противоположно силе раздела 1-1.Обе силы раздела 1-1 и/ / / — / / сделают свое дело. Алгебраической суммой этих задач является работа, затраченная на прессование основной массы газа, основная работа прессования газа по бесконечно малым путям между

участками 1-1 и 11-11 за 1 секунду. дл ’х»(п-б ДП) (/+ДФ)(ДВ ЖВ) — ЖТ. Если вы откроете скобки и отбросите крошечные количества 2 или более, вы получите: dl’x = pd (fw)+ fwdp. ■(б） ж + дурь Если вы откроете скобки и отбросите крошечные количества 2 или более, вы получите: РМИ = др(осень-зима)+ fwdp. •(б） Из формулы(а)、 МВ-ФВТ Где m-2-я масса газа, протекающего через любой участок канала. Если вы замените значение fw в выражении (b) на mvt,、 дл ’ х = Т(ПДВ + ВДП）、 Или дл? = * МД (ПВ). Поэтому основная задача толкания на единицу массы состоит в том, чтобы дл ’ х = Д (ФВ), (13-2）

Уравнение первого закона термодинамики в дифференциальной форме для газовых потоков принимает вид: йд = дю-д д (ПВ) φdur / 2、 Или йд = д(U + рv) 4-дурь!2. * Значения в скобках (и+ pv) являются энтальпиями. И так оно и есть.、 йд = Ди + dw2 / 2, (13-3} Или ’м = ИИ +(Ш \ — о>?） > Уравнение (13-3) показывает, что теплота, подводимая процессом в потоке газа (или жидкости), расходуется на изменение внутренней энергии, внешней кинетической энергии рабочего тела или подводимой во время потока газа*изменения теплоты,

изменения энтальпии внешней кинетической энергии. Если 1 кг движущегося газа выполняет допустимую работу/ г (техническую) для внешнего объекта, а » потенциальная энергия положения (H — hx —пьезоэлектрическая высота) изменяется, то закон сохранения энергии приводит к следующему уравнению: Tew преобразуется в тепловую qTp. Поскольку работа трения / mp и теплота трения</ xp равны, обе эти величины имеют разные знаки, уравновешивают друг друга

и выпадают из уравнения(13-4). Если между текущим рабочим телом и окружающей средой(адиабатическим потоком) отсутствует теплообмен, то для наиболее распространенных Л2=К и/т= 0 уравнение (13-4) принимает следующий вид: di + dw2 / 2 = 0 Или =(13-5)） Изменения внешней кинетической энергии рабочего тела обусловлены уменьшением энтальпии. Если начальная скорость

рабочего тела равна нулю, то скорость потока определяется по формуле Ш-Б(II — / 2）- Если энтальпия измеряется в килоджоулях на килограмм, то последнее уравнение принимает вид: Горо = 44.72(13-6)） Значения энтальпии и / 2 определяются из диаграммы/ s или из таблицы определенных веществ. + w \ l2)-(i2 + wV2)-q-x-g (A-Ao, (13-4) или дифференциальная форма Ди + ДСВ 2 = йй-ДЛТ-РГК. Полученное уравнение справедливо как для обратимых, так и для необратимых процессов (вызванных трением).Действительно, при наличии трения, работа трения/ Мп, отлично

Смотрите также:

Решение задач по термодинамике

Таблица водяного пара	Располагаемая работа при истечении газа
Общий метод исследования термодинамических процессов водяного пара	Истечение капельной жидкости