Техническая термодинамика Кошкин В.К. Михайлова Т.В. (1013803)
Текст из файла
° ° е ° ° $ ° ° ) ~ ф ° в ° ° в ° ° ° ~ ~~ ° ° ° '4 ° в.к. кошкин, т.в. михлйловл ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИСТЕЧЕНИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ. ПРОЦЕСС ДРОССЕЛИРОВАНИЯ УЖИСТЮСТВО ВЫСШЕГО И СРЕШПГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР МОСКОВСКИЙ ОРДЛНА 3ШЫИНА И ОРДЛНА ОКТЯРРЬСКОЯ РЕВОЛЩИИ АВИАЦИОННЫИ ИНСТИТУТ иыени СЕРГО ОРДКОНИБИЕЗЕ В.К. КОШКИН, Т.В. МИХАИЛОВА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИСТЕЧЕНИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ, ПРОЦЕСС ДРОССЕЛИРОВАНИЯ Програмнированное учебное пособие Утверндено на еаседаннн редсовета 24 ная 1982 г. .ГУ' ВА 1983 УДК|536.23(075.8) ПРЕДИСЛОВИЕ Кошкин В.К., Михайлова Т.В.
Термодинамическая теория истечения газов и паров, процесс дросселяроваиия: Учебюе пособие. — М.: МЛИ, 1983. - 53 с. ил. Учебное пособие посв|в|вне термоцинамической теорвн течЕНИЯ и истечения газов и паров. В кинге изложены основные положения термодинамической теорви течения и иотечения газов и паров, приводитоя вывод уравнений скорости истечения и секундного расхода газа, дается анализ формулы оекундного расхода. Рассматриваются две области истечения (до- и сверхкритическая), роль расширяющегося сопла, а также вопросы, по- СВ|Ш|ЕННЫЕ ДРООСЕЛЯРовавию газовых и паровых потоКов. Весь к|атериал дается с едиюй цозиции програьшшрованного метода обучения. По каждому Разлелу разработаны соответствующие юнтрольные карточкк.
Пособие предназначено дла студентов факультета двигателей летательных аппаратов. Рецензентик В.И. Крутов, Б.Н. Юлаев. © Московский авиационный институт, 1983 г. 538 (075) К 782 Програкишрованное учебюе пособие по курсу термодинамики "Термодинамичеокая теория истечения газов и паров" представляет собой часть курса терюдинамини, иапвсанную в соответствии с утвержденной учебной програмюй для студентов факультета двигателей летательных аппаратов МЛИ. Терюдинамика — зто теоретвчеоний фундамент воей современной инженерной теорви двигателей. Термодинамика изжит в оонове тепло вого расчета двигателей.
Все чаще и чаще специалистам приходится обращаться к понятиям и методам термодинамики. Учебное пособие призвано помочь читателю, который приступает к изучению термодинамики и знаюм с математикой, физикой и химией. Пель пособия — поючь читателю освоить основные положения терюдинамической теории истечения газов и паров в объеме, достаточном для выполнения термодинамических Расчетов, правильного понимания и использования Результатов зтих расчетов. Для улучшения восприятия излагаемого материала в поообии использован один из вариантов программированных методов обученна. Это способствует более гяубокоь1у пониманию матеРиала и интеНсификацни процесса обучения, т.е.
сокращению времени, необходимого для усвоения учащимся определенного объема званий. Таюй эффект достигается путем расчленения процесса обучения на отдельные этапы и осущестзквнвя проверки обучения в юнца каждого агапа. Програмыированное изло|кепие материала по термодинамике может оказаться полезным потешу, что позволяет проверить правильность восприятия основных идей и понятий по холу изучения материала нурса, поскольку применять зти понятия мо,кно лишь глубоко понимая их смысл.
Данное пособие содержит 9 контрольных карточек (41 контрольный вопрос, к кзкпоь1у из которых приведено несколью вариантов ответов). 11равильннх ответов на контрольный вопрос южет быть несколько. Ответы приведены в конце учебного пособия. При написании пособия авторы исходили иэ многолетнего опыта преподавания курса термодинамики студентам МАИ. Поскольду пособие является одной иэ первых попыток прогрзьвиРованного изложения термодннзыической теории истечения газов и паров, авторы будут рады получить отзывы читателей о пособии и о благодарностью примут все замечания. Термодинамическая теория течения и истечения газов и паров имеет больное прикладное значение в современной теплоенергетике.
Целый ряд техаическзх расчетов основывается на закономерностях, которые вытекают из рассмотрения и последования термодинамики процессов течения и истечения газов и паров, С этими закономерносвпа приходится сталкпнаться при изучении различных типов тепловых двигателей и особенно реактивных двигателей, газовых и паровых турбин, рабочий процесс которых полностью основывается на закономерностях процессов течения и истечения газов и перон. Так, из термодннаыической теории течения и истечения газов вытекают наиболее нежные положения реактивной техники.
В любом типе реактивного двигателя сила тяги пропорциональна скорости истечения Рабочего газа. Скорость же истечения, в свою очередь, занисит от температуры этого газа в камере сгорания ущигателя; она пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры рабочего газа в камере сгоРания. В этом и состоит эффект термического разгона рабочего газа в любом типе реактивного дзигателя. Отсюда на основе тврмодзнаыической теории течения и истечения газов вытекает нозможность Решения основной задача реактивной техники: минимум расхода рабочего тела и максимум скорости истечения. В других типах тепловых двигателей прз осуществленаи в пих тех или иных прямых термодннамических циклов рабочее тело - газ также всегда претерпевает изменения, связанные с движением этого газа по системам трубопровода, аппаратов и механизмов. Тервюлннамнческпм закономерностям течения и истечения газов подчиняются процессы, связанные с пролункой и выпуском днухтактных двигателей, процессы в компрессорах , в карбюраторах бензиновых дзигатечях, распылннание топлпна в даэелях и многое другое.
Не менее важны вопросы дросселнрования (мятая) газовых и пареных потоков. Лросселнрованне газовых и паровых потоков встречается во многих технологических процессах, а также в ряде тепловых течения в истечения газов в па в вмененны к (1.6) (1.2) ~~ ~~Р~ Юбера Ь )6~ ра ' ~1~ га)Па,/ю)Па ~а б (1.3) двигателей (перовых турбнпах, бензиновых карбюраторных двигателях внутреннего сгорания). Процесс дросселпрованвя наблюдается прв пролежне|в|в потока газа нлп паря через местные сужения в трубоцроводах (через вентплп, задвижка в т.п.), ухудшающий терыодпнампчеокое соотоявпе текущего Рабочего тела (понпжапщий его давление) . В других же сяуча|ю|, кая например, в газовых турбвнах, бенэвиовых карбюраторнвх двпгателях внутреннего.
сгоРания процесс дРосселпрованвя првменнется как метод Регулпровапвя мошлоств зтнх двигателей. Таким образом, термодинамическая теория течения и истечения, а также дросселпровапве газовых н паровых потоков является веоьма вежнвм разделом технической термодвнапщкы, дающим основы расчетов в проектпроваппя многих теплознергетпческпх систем в тепловых двигателей.
Г л а в а 1. ТЕРМО)(ИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИСТЕЧЕНИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ 1. у авненве пе ного закона те мо нампки в Процесс течения в истечения газов в паров отвечает общеыу случаю, когда саю рабочее тело перемещается в пространстве под действием неравюмерного поля давленвя на поверхности рабочего тела. Поэтому для теченвя мы южем применить общее уравнение первого закова термодвнампнп. Будем по-прежнему рассматрнвать стзцпонарный поток жидкости, у которого через любое сечение потока в едвнвпу времени проходвт одно и то же массовое количество газа б'=соий кг/с, т.е.
Я=Са-6 -ссппг . Расход газа определяется следующим образом: О-РФР-/ — ° (1.1) где / — площадь поперечного сечения потока; )Р' — скорость потока; р — плотность газа; |с - удельный объем газа. Тогда Уравнения (1.2) и (1.3) называются уравнениями неразрнвностп нлп сплошюств, #ля течения газа илп пера уравнение первого закона термодпнампнп в общем вице будет иметь следующий впд прв отнесении колпчества энергии к едвнвце массы| с(у -д.и~Д.
( — ) ~ААп'.А(р~г) д( Дж/кг . )Р' (1.4) По-прмкнему изменением ваап|ней потенциальной энергией газа будем пренебрегать: рс(й =й. Кроме того, расоютрим случай, когда сам канал с газом неподвижен и, следовательно, газ никакой внеп|ней технической Работы не совершает, т.е. п(1,а, - О. Тогда уравнение первого закона терпюдинампки првмет ввд (г )' В дальнейшем будем рассматривать течение и истечение газов п паров без учета трения и теплообмена с внешней средой, т.е. адпабатный процесс течения п истечения без трения ( ЫЕ-0 ). Люп этого случая уравнение первого закона термолниаыпки в дз||преренцпальной бирме примет ввд , и, Ы~ — / --ЫА . (г / Для конечного участка потока в интегральной Форме получим .г к.а — ~ — ~ — Т вЂ” Е д ж/кг (1.7) Следовательно, дла едпабатного течения увеличение внешней скоростп дпшженпя потока газа определяется соответстпухщпм уменьшением энтальппи этого газа.
Ковтрольвая карточка 1 2. Оп е елеыие асполагаемой аботы потока Вопрос Ответ 1. Стациоварвый поток характеризуется тем, что 1 — скорость течения в любом сечении потока постоянна; 2 - в единипу времени проходит через любое сечение потока одно и то же количество жвдкости (газа); 3 — сбъемвый расход У м~/с через любое сечение потока ве меыяет9я. 2. Какое из представлеввых урзввэвий является ураввением веразрыввостя? ~7ЮГ3, $~7 -Ю~зЯ~, )к' 2 — б'=/1ф-/ —, 7»7 К77 777)777 Ь)77 3 - — ~- — -— 777 777 777 7Ф' 1 4 - гь( — ) — 7г».
(~) 1 й~-Аи+~(~) Р7»М»Ри) 7»»7777 ,,7,7, 2 - Ы( — /~й -»~; (2) )~г -К~ 3 - — » — -77-»г ' л > ) э Г г 4 - 0~=7~» ~»( — ). 3. Какое из представлениях ураввений является ураввевием первого закова термодзвамиыи для адиабатвого случея течевия газов и паров без травив? Для любого потока жидкости, в том числе газов и паров, существует общая связь мекку давлением и скоростью потока жидкостя, которая выражается уравыением Берыулли.
Для потока без трения уравнение Берыулли имеет вид )р 7 - 777»Р -7» ( — ) Дж/кг (1.8) Из урэввения видао, что увеличение кинетической эвергии движения массы жидкости соответствует уменьшению выражения еэ»Р . В случае, если жидкость весжимаема, уменьшение го»Р доотигается только за счет соответствующего ыонижеввя давленая. Если же текущая жидкость сжимаема (газы и пары), то увеличение кинетической эвергии потока может достигаться как за счет понкжевия давления при течении, так и за счет соответствующего увеличения удельвых объемов газа (например, течение газа с горением, т.е.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
