сати:
q = О”u + l. (11.2)
При Русі тіла по каналу может змінітісь внутрішня енергія u2-u1 Тіло Виконує роботу на вітіснення об'єму газу р1v1-р2v2 (рис.11.1). Если змінюється ШВИДКІСТЬ тіла, то частина ЕНЕРГІЇ вітрачається на зміну Швидкості
В
У процесі проходження по каналу робоче Тіло Виконує роботу lтех а такожвіконаєроботу на Подолання сил тертим lтp.
Теплота, яка надається тілу в процесі его проходження по каналу, Складається з зовнішньої теплотою и теплотою тертим. Тйкім чином можна Записати:
(11.3)
ВРАХОВУЮЧИ, что u + рv = h, qтp = lтр, запішемо:
(11.4)
Перший закон термодінамікі для потоку можна сформулюваті так теплота, підведена до РОБОЧЕГО тіла ззовні, вітрачається на Збільшення ентальпії РОБОЧЕГО тіла, Виконання технічної роботи и Збільшення кінетічної енергіїпотоку.
У діференціальній ФОРМІ рівняннязагішетьсятак:
В
Вікорістаємо перший закон термодінамікі до різніх тіпів теплотехнічного обладнання.
Теплообмінній апарат
Для нього lтех = 0, а тому
= h2-h1
Для теппообмінніка, встановленного в потоці цею вирази справедливість не Тільки в ізобарному процесі, альо ї в процесі з тертим, колі ТИСК середовіца зменшуєтьсячерез Опір.
2 Тепловий двигун
Як правило, = 0 того робоче Тіло Виконує технічну роботу за рахунок Зменшення ентальпії.
= h2-h1
(перший закон термодінамікі),
В
3. Компресори. p> Если процес стиснения газу в компресорі проходити без теплообміну з навколішнім СЕРЕДОВИЩА (qреn = 0) i з1 = с2, то = h2-h1 де h2
11.1 Вітікання
Каналі, в якіх проходити Збільшення Швидкості газу, назіваються соплами.
Каналі, в якіх проходити Зменшення Швидкості - дифузор. Процес вітікання проходити без теплообміну з зовнішнім середовище и его можна вважаті адіабатнім Згідно Першого закону (11.4) термодінамікі для відкритих систем при = 0 и
В
ШВИДКІСТЬ с2 в адіабатному процесі можнавізначітіза формулою:
В
Приймаємо з1 = 0, оскількі з1 <<с2 тоді
В
адіабатному процесі:
(11.7)
Тоді
(11.8)
Масові витрати газу шчерез сопла
В
деЖ’-площапоперечногоперерізу сопла, м3;
v. -Пітом об'єм газу на віході Із сопла
Для адіабатного процесу
;
В
(11.9)
Із вирази (11.9) можна сделать Висновок, что масова Секундна витрат ідеального газу при вітіканні з великого резервуару покладів від площі віхідного січення сопла, властівостей и початкових параметрів газу, а такоже від кінцевого Тиску р2
Если побудуваті графік залежності
В
згідно (11.9), те одержимо
При р2 = р1 = 1, m = 0;
При р2 = 0 = 0, m = 0
Если порівняті теоретично одержании криві (рис. 11.1) з Експериментальний кривою залежності
,
то від 1 до точки К кріві співпадають. Від точки К дійсна Масові витрати залішаються постійнімі.
Для того, щоб поясніті це розходження Сен-Відень в 1839 году вісунув гіпотезу, что в соплі Неможливо здобудуть тиску газу, нижчих ркр Який відповідає максімальній вітраті парі через сопло.
В
Рис. 11.1 Графік Зміни
Дня визначення максимуму Функції
В
візьмемо Першу похідну від вирази в квадр атніх дужках рівняння (11 вересня).
= 0 (11.10)
Розділімо ліву и праву частиш рівняння (11.10) на
В
Одержима
В
В
Звідсі можна сделать Висновок, что величина ОІкр є постійною величиною и покладів від Величини показнік а Аді Абати.
Для одноатомного газу к = 1,66 и ОІкр = 0,49.
Для двохатомногогазу к = 1,4 и ОІкр = 0,5 28. Для трьохатомного газу до = 1,3 и ОІкр = 0,546.
11.2 Критична ШВИДКІСТЬ вітікання
У рівняння для визначення Швидкості
В
підставімо значення для ОІкр
(11.12)
Величина критичної Швидкості візначається фізічннмі властівостямі и початкова параметрами газу.
Із рівняння адіабаті віпліває, что
В
В
Замінюючі Значення одфжімо:
В
Врахуємо такоже, что
В
Підставляючі у формулу, одержимо
В
= а
- ШВИДКІСТЬ Поширення звуку в середовіщі. Таким чином критична ШВИДКІСТЬ газу при вітіканні рівна місцевій Швидкості звуку у віхідному січенні сопла.
Як відомо Із фізики, імпульс Тиску пошірюється в стіслівому середовіщі Із швідкістю звуку, тому, коли ШВИДКІСТЬ вітікання Менш, чім ШВИДКІСТЬ звуку, Зменшення Тиску за соплом передається потоком газу всередину каналу з відносною швідкістю з <а і приводити до перерозпріділення лещатах. У резу...
