Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

 

Удельный объем влажного насыщенного пара находится из того, что в 1 кг его содержится x кг сухого пара и (1 - x) кг кипящей воды

v = v' (1-x) + v" x.

 

Энтальпия влажного насыщенного пара находится на основе следующих очевидных соображений. Точки a , b , c (рис. ) отвечают одному и тому же давлению (одной и той же температуре насыщения). Поэтому тепло, подводимое на участке bc может быть определено по разности энтальпий в крайних точках процесса

.                                                   (1)

 

С другой стороны, q – это тепло, затраченное при p = const на получение из кипящей воды влажного пара, в каждом килограмме которого будет x кг сухого пара, т.е.

.                                                        (2)

Совместное решение (1) и (2) дает

.

 

Энтропия влажного насыщенного пара находится, исходя из того, что она отличается от энтропии кипящей воды на величину, обусловленную количеством тепла, подводимого на участке bc. Поскольку на этом участке , постольку

или

.

 

Ко всему сказанному выше следует добавить, что величина внутренней энергии насыщенного пара в таблицах не приводится. Для всех состояний она определяется на основе значений p , h , v

.

 

 

Диаграммы водяного пара

 

В инженерной практике для определения параметров состояния и анализа процессов используются не только таблицы водяного пара, но и соответствующие диаграммы.

Наиболее распространены T-S - и особенно i-S - диаграммы.

 

TS - диаграмма (рис. 2) используется для процессов парообразования и конденсации. Это тепловая диаграмма.

 

Площадь S_a  a b S_b - теплота парообразования.

 

hS - диаграмма (рис. 3).

 

Расчет процессов изменения состояния реального газа (водяного пара) (рис. 3).

 

1. Изохорный процесс (V = const) 1_v - а_v - 2_v .

 

1_v - а_v - изохорная подсушка влажного насыщенного пара. В ходе этого степень сухости (х = 1) т.е. вся жидкая фаза превращается в парообразную.

Происходит увеличение температуры, давления, энтальпии и энтропии.

 

а_v - 2_v - изохорный перегрев пара (происходит увеличение температуры, давления, энтальпии и энтропии).

 

U_1-2 = h₂ - h₁ -  V(p₂ - p₁)

 

l = 0 - работа расширения

 

q_1-2 = DU_1-2

 

2. Изобарный процесс (p = const) 1_р - а_р  - 2_р .

 

1_р - а_р - изобарная подсушка влажного насыщенного пара. В ходе этого степень сухости (х = 1) т.е. вся жидкая фаза превращается в парообразную.

Происходит увеличение энтальпии и энтропии при Р = const; T = const.

 

а_р - 2_р - изобарный перегрев пара (происходит увеличение температуры, энтальпии и энтропии при Р = const).

 

U_1-2 = h₂ - h₁ -  p(V₂ - V₁)

 

l = p (V₂ - V₁ ) – работа расширения

 

q_1-2 = h₂ - h₁

 

3. Изотермический процесс (Т = const) 1_т - а_т - 2_т .

 

1_т - а_т - изобарно - изотермическая подсушка влажного насыщенного пара. В ходе этого степень сухости (х = 1) т.е. вся жидкая фаза превращается в парообразную. Происходит увеличение энтальпии и энтропии при Р = const;

T = const (В идеальном газе при T = const - h = const , S = const).

 

В реальном газе учитывается потенциальная энергия межмолекулярных связей, поэтому происходит увеличение энтальпии и энтропии.

 

а_т - 2_т - изотермический перегрев пара (при T = const происходит увеличение энтальпии энтропии и внутренней энергии, уменьшается давление).

 

U_1-2 = h₂ - h₁ - ( p₂V₂ - p₁V₁)

 

l = q - DU

 

q_1-2 = T(S₂ -S₁)

 

4. Адиабатный процесс (q = 0) 1_s - 2_s .

 

1_s - 2_s - адиабатное расширение.

При S = const понижается энтальпия, температура и давление.

 

DU = h₂ - h₁ - ( p₂V₂ - p₁V₁)

 

l = DU

 

q_1-2 = 0

 

DS = 0

 

 

ЛЕКЦИЯ 8

 

ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

 

Этим названием определяется содержание того раздела курса, к которому мы сейчас приступаем. Наша задача будет заключаться в том, чтобы познакомиться с основами учения о процессах передачи и распространения тепла.

Знание законов теплопередачи имеет решающее значение при проектировании и эксплуатации большого числа устройств и сооружений практически во всех отраслях промышленности.

Теплообменом называются процессы переноса тепла в пространстве.

Теплообмен – сложное явление, которое может быть разделено на три частных способа передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

Рассмотрим краткую характеристику каждого из указанных способов.

 

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

 

Теплопроводность – процесс передачи энергии за счет непосредственного взаимодействия микрочастиц вещества.

Теплопроводность представляет собой передачу кинетической энергии от одних молекул к другим. В чистом виде теплопроводность встречается в твердых телах. В таких телах, как стекло и кварц, часть энергии наряду с теплопроводностью передается излучением. В газах и жидкостях передача тепла теплопроводностью дополняется передачей конвекцией и излучением. В аморфных веществах теплота передается за счет упругих волн в материале. В проводниках – за счет диффузии свободных электронов. В подвижных средах – за счет соударения молекул.

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

Тепловой поток Q  [Вт] – это количество теплоты, проходящее в единицу времени через поверхность, перпендикулярную температурному градиенту.

Удельный тепловой поток или плотность теплового потока:

 

Температурное поле – совокупность всех значений температуры в теле в данный момент времени.

Процесс теплопроводности (как и другие виды теплообмена) может иметь место лишь тогда, когда в различных точках тела температура неодинакова. В общем случае процесс передачи тепла теплопроводностью в твердом теле сопровождается изменением температуры как в пространстве, так и во времени.

Значение температуры в любой точке пространства, определяемой координатами x , y , z в каждый момент времени τ может быть описано уравнением:

 

 

которое представляет собой математическое выражение температурного поля в его наиболее общем виде, когда температура меняется вдоль всех координатных осей, а также с течением времени. Такое температурное поле называют трехмерным нестационарным.

 

 Если , т.е. температура каждой точки с течением времени не изменяется, то такое поле называется трехмерным стационарным.

Режим называется установившимся или стационарным.

 

 

Наиболее простым является случай одномерного температурного поля:

 

 

когда температура с течением времени не изменяется и является функцией лишь одной координаты.

 

Целью решения задач является определение температурного поля.

 

Изотермическая поверхность – это геометрическое место точек с одинаковой температурой.

 

Свойства изотермических поверхностей:

1. В однородном изотропном теле изотермические поверхности непрерывны;

2. Изотермические поверхности не пересекаются.

 

Для того, чтобы оценить, насколько резко меняется температура внутри тела, пользуются понятием температурного градиента:

 

 

Температурный градиент – предел отношения разности температур между изотермами к расстоянию между ними по нормали при стремлении этого расстояния к нулю.

Температурный градиент - величина векторная, положительное направление которой совпадает с направлением роста температуры.

Тепловой поток передается в обратном направлении.