Зысин В.А. - Вскипающие адиабатические потоки, страница 5

0,7« 05 Р . 0,76 РО5 — — =0,74 Р ! 45 — -0,72 Р Рог = 0,70 Р Рог — = в,бб Р ГО! —.-о,бо г ГО! = 0,64 Р Рог — 0,62 Р Рог — =в,бо Р "Ог — = О.БВ Р Рог — .= 0,56 Ргн — = О,бб Р Рое 30 788 О,ааз«Б !а 964 О,авг!7 !! ОТО О.ОО182 3! !ЗГ 0,00489 11 105 о,аабгв 31 119 О,ООБ? 11 114 0,306!4 1! Озб О,ОООБВ 10 936 0,007!3 10 «О! а.оо?08 !О ОБО 0,0082« ГО ВВО 0,00«92 30 331 О,ааоб! !1 880 0,00369 33 704 0,00339 !! 016 0.0043 !1 991 0.00466 12 039 0.88502 12 О14 О,ОО541 !2 а!о О,ООБВЗ !1 948 0,00627 11 849 О.ООВ?5 13 7ЗЗ 0,00726 1! 5?О О.ОО?82 1! 41! О.аава! !1 216 0,00906 12 266 0,00356 12 БЗ! О,ООЗ«4 32 569 О.ОО4!Б 32 803 0,00447 12 8?3 О,ОО48! 12 6«5 о,оо51« !г нб? 0,00557 !2 БОО 0,00599 12 717 0,00544 12 60! 0,00692 12 45! 0,00744 12 264 о.оов 32 094 О,аобб !5514 О,ООЗ1Ь 35 Тоа О.оозчб 35 984 о,аозбз !6471 о.оозвз 1В 407 0,004!О 16 527 0,90445 38 593 О,ааоаг 36 511 О.оабгб 16 616 0,0058! 11 309 0,00623 !В 3?4 0.00568 1Б 992 О,ОО?35 37 баб О,ОО296 18 155 8,005!б гз Гао О, ОО,137 !« 3ВВ О,ОО259 39 29Б О,ООЗ62 19 Вбо О,ОО407 !в ь?а О, ОО433З 19 73! 0.60462 !9 762 0,00492 19 705 О,ааввз 19 727 0.0056 39 4«3 0,00598 19 298 0,00638 Г!риме ч а но е.

' — эоаченнс * — хначенне да 65. на 5, удельного рнехо удельного объе !9 427 0,00287 20 !78 О,ООЗО4 20 755 О.ООЗЗЗ 2! ЗЗ О.ООЗЗЗ 21 637 О.ООЗ54 1 960 6,06386 22 2,!4 О.ООЗОО гг збо 0,00435 гг 442 0,00452 22 469 0,0049! г о,аоззг 22 ЗО4 0,00666 20 98» о.оагвз 21 839 О,ОО299 22 50! о,ооз1т гз 11з 0,00335 23 645 О,ООЗ54 24 834 о 00!74 24 З3З 0,00296 24 639 0.004!9 24 784 0,00444 24 бзг о,ооат! 26 026 0.00499 24 787 0,0053 24 068 0,00563 2272. 6 0,00284 21 !93 О,ОО299 24 ого о,ооз! 24 743 о,ооззз 25 352 о,ооз» »6 85» о,оозао га»з! о,аозо 26 520 0,00412 26 75! 0,90435 26 887 О,ОО46 26 925 0.00487 269!4 О,ОО515 2 ! 852 0,06545 2326.7 О.ОО'»83 24 29! о.оозаз о.оаз18 269 ! о,оазз4 26 ттв о ооз»! 27 зоб о,аазт 27 8!5 О.ООЗ89 28 !тз 0,004!О 26 4 от О,ООЗЗ» 28 6ЗБ о,оа456 28 773 0,0048! 25 В!! 0,00508 20 72! О,ООЗЗ6 2433,6 0.00295 25 439 0,00309 "б 480 о,ооз24 4»З 09.0339 23 152 0,00356 28 778 о,оозт4 29 367 О,ООЗОЗ 29 804 0,004!г ЗО Озг О,ООЗЗ4 зо 3!в О,ОО457 ЗО 496 О,ОО48! За 5!О 0.00508 зо зоа О,''ЕО'5 З 6 м в с с с а О О О О О Ю М с и м с Ф $ а ф 3 ч 8 о- о оо 38 о о О О ° с о о о о— о сб о о о О СО о о С'4 СО о 1 О о о С4 Ф <Э о о Ф$ Ф о о о о о о о о о о О с $ о о о о о о о„.

о о о Я Ж о о с й Ч о о 23 о о с м Ф о о о о о ~ о е о О 3' с О О О О О „$ о о с~ о О 1 о о о о о о о о о о о с о о о о о СО Я о о о о а о о Вй о о о $ о о о о о о о о $ о о р Я о о мичешсими соотношениями, прнведеннымн В двиной главе, вычислены все параметры изоэптроппйиого потока, отвечающие данным значениям ре, и р/рее [54). Полагая, что каждая горизонталь таблицы должна включать не больше двух величин, целесообразно в качестве этих волн нш выбрать Ф и о.

Это позволит легко вычислить в случае необходимости гнгтрость, удельный импульс и т. д. Р Р 2Р ~д РР РР 5Р ~Р р хГ~фмг Рнс. !А. Перанетры наовнтроп1гнного потока на. сыщепноа воны в крнгнческон сеченнн Выделив клетки с максимальными значениями Ф в данной колонке, можно установить по таблице параметры, отвеча!ощие критическому состоянию. На основании табличных данных иа рис. !.ч приведены значения критического отношения давлений, удельного расхода н скорости для различных начальных давлений насыщенной воды. В предыдущем параграфе сформулирована задача о спутном движении метастабильиой жидкости и равновесного парожидкостиого потока.

Условие заяпрания этого потока определяется зависимостью (!.52). В табл. !.2 приводятся параметры критического состояния двух спутных потоков в предположении, что истечение происходит от состояния насыщения. По горизонтали откладываются давления торможения на нижней пограничной кривой, а по вертикали кн=6н/6, представляющее собой отношение расходов нзоэнтропийного потока высоковлажного пара и общему расходу через канал. ))з равенства (!.59) можно получить выражение для общего сечения струи, приходящейся на единицу расхода: ))О = (! — а,)IФ„+ а„~Ф,. Определяя Ф по (1.57), а Ф„по (1.58), можно отыскать минимум выражения (1.55).

Отношение давлений р/рм отвечающее этому минимуму, будет соответствовать критическому отношению давлений р,.р, при котором запираются спутиые потоки. Кроме !),р в графы таблицы может быть внесена доля сечения, занятая гомогеииым двухфазным потоком г",. Остальные параметры равновесного потока могут быть определены с помощью табл, 1.1 илн по приведенным выше формулам. Скорость н удельный расход метастабильной струи в критическом сечении вычисляются по формулам (1.57). 4 1.5.

Приложение второго закона термодинамики к потоку Методы анализа процессов преобразования теплоты в работу сложились в период развития поршневых машин. Этн методы с успехом были распространены на циклы паро- и газотурбинных установок, поскольку подвод и отвод тепла в этих установках осуществляются при малых скоростях, позволяющих пренебречь кинетической энергией по сравнению с энтальппей. Положение изменилось, когда форсирование рабочих процессов привело к нарушению этого условия, Еше Ф.

А. Цандер показал, что охлаждение сжимаемого потока при отсутствии необратимых потерь должно привести к нарастанию давления торможения (Щ Это явление было названо струйной тепловой колтреесней. Аналогичные процессы наблюдаются в хорошо известных пароводяиых инжекторах !571 В форсированных камерах сгорания теплоподвод приводит к тепловому сопротивлению. Если в конце камеры возникает кризис течения, то потеря полного давления вследствие теплового сопротивления может достигнуть 2!те Я Применение вскипающих потоков в качестве охлаждаюшей среды, процессы в струйных конденсаторах и в разгоииых устройствах создают условия, прн которых описанные особенности преобразования энергии приобретают актуальность.

Природа возникновения в неаднабатных струях тепловой компрессии и теплового сопротивления связана с особенностями применения второго закона термодинамики к потоку (2!). Пусть имеется сжимаемый поток, скорость в котором характеризуется числом М. Тогда для идеального газа справедлива зависимость МЯ =— ь †! т К потоку может быть подведено тепло од от источника, имеющего температуру, превышающую Т на бесконечно малую величину г(Т.

Преобразовав кинетическую энергию потока в энтальпню, повысим температуру потока до Ть Теперь можно отвести от потока тепло в резервуар, температура которого ниже Т, на бесконечно малую величину ЙТь Согласно второму закону термодинамики, для передачи тепла от резервуара с температурой Т в резервуар с температурой Тч необходимо затратить минимальное количество высокопотенциальной энергии: (И = — ' сйу.

Т (1.67) или А«, Та — Т дЬ 1(ео " ) х+ ~о) «» (1.74) Для струйных конденсаторов характерен изобарный процесс охлаждения. В этом случае исходя из (1.69) и результате полной кондечсации потока увеличится давление торможения: 7хро = Ро» вЂ” Рм =г4оа (1.75) Здесь «' — -средний удельный объем жидкости в интервале давлений Ьр,, В холодильной машине источником этой энергии может стать приводной двигатель, В потоке, имеющем неподвижные стенки, высокопотенциальная энергия должна черпаться из кинетической энергии направленного движения. Отсюда »»фр = — — 'сй). Т (1.68) При изобариом процессе и Ж,р=0 исходя из (1.6) кинетическая энергия потока остается неизменной, поэтому ! ) "ог)ро =- А»-гс (1.69) Из (!.67)--(1.69) следует (для потока идеального газа): (1.70) Т Последнее равенство показывает, что когда г(Тю<0 (охлаждение потока), то — про>0, и имеет место тепловая компрессия.

При пТ,>0 — подвод тепла к потоку — должно возникнуть тепловое сопротивление. В потоке пасы»ценного пара «,4> ((оа — оа) х + са! 4»„; (1.71) 47 =- гс(х. (1. 72) 11з формул (1.68), (!.71) и (1.72) — п(л = — 1(оо — ио) х+ ое) ар, (1.73) Следует напомнить, что в полученных зависимостях диссипация механической энергии не учитывается. В реальных условиях теплообмен, как правило, связан с потерей кинетической энергии, Анализ показывает, что если охлаждение парового потока осуществляется через твердые стенки канала, то этн потери обусловят потерю давления, превышающую нарастание Ьр„определяемое зависимостью (1.751.

При конденсации насыщенного пара на спутной струе охлаждающей жидкости потери механической энергии в принципе могут быть исключены. Для этого необходимо, чтобы взаимодействующие струи имели одинаковые скорости. Если вещество струй обладает одинаковыми физическими свойствами, то при этом, однако, нельзя получить эффекта инжекции, обеспечивакнцего нарастание общего давления в аппарате.

Действительно, поскольку скорость при смешении остается неизменной, разность между полными давлениями образовавшейся смеси и охлаждающей жидкости составит (1.76) где и,н и и,,— соответственно удельные объемы образовавшейся смеси и охлаждающей жидкости перед смешением, Лрэ может быть положительно лишь при о,„<съ„, Если исключить из рассмотрения воду при температуре, близкой к 4'С, то такое условие может быть выполнено лишь в случае смешения струй с различными физическими свойствами.

При этом плотность охлаждающей жидкости должна быть достаточно мала по сравнению с плотностью жидкой фазы конденсирующегося пара. Поэтому в реальных инжекторах определяющее значение приобретает выбор соотношения между скоростямн смешиваемых агентов. 4 1.6. Истечение насыщенной жидкости из замкнутого объема Изучение истечения насыщенной жидкости из замкнутого объема необходимо для расчета аварийных режимов, связанных с разрывом оболочек первичного контура реактора. Эти вопросы могут представлять также определенный интерес прн использовании нагретой жидкости в качестве аккумулнрующей среды в теплоэнергетпческих установках, Рассмотрим случай, когда сечение канала и его объем достаточно малы по сравнению с сечением и объемом присоединенной емкости. Прн этом можно допустить, что за время прохождения потока между крайними сечениями канала давление в емкости меняется пренебрежимо мало.

Мгновенный расход 6, определяетсч по обычным зависи- мостям, справедливым для установившегося режима истечения, Общий расход за время т д6, = 16Фт, (1.77) Здесь Ь6, — изменения количества вещества в резервуаре. Если известна расходная характеристика канала н ее зависимость от параметров состояния вещества в резервуаре, задачей териодннамического расчета является определение связи параметров состояния в резервуаре с количеством вытекающего из него вещества (пренебрежем теплоемкостью оболочки резервуара н теплообменом с окружающей средой).