Примеры решения задач по физике

Математика
Дифференциальные уравнения
Примеры решения интегралов
Решение типовых задач
Сопромат, начерталка
Работа«Соединение болтом»
Работа «Соединение шпилькой»
Выполнить эскизы

Деталирование чертежа

Контрольная работа по сопромату
Проекционное черчение
Начертательная геометрия
Физика, электротехника
Учебник по физике
Лабораторные и контрольные
работы по электротехнике
Кинематика
Примеры решения задач
Динамика движения твердого тела
Работа и энергия
Электростатика
Энергия электростатического поля
Законы постоянного тока

Сила Ампера.

Энергия магнитного поля
Термодинамика
Учебник по информационным технологиям
Информационные сети
Информационные ресурсы сетей
Физические характеристики
волоконно-оптических передающих сред
Основные сервисы сетевой среды Internet
Протоколы и сервисы поисковых систем
Подсети. Маска подсети. Имена
Таблица маршрутизации
Методы коммутации информации
Высокоскоростное подключение
по аналоговым каналам
Взаимосвязь с другими сетями и архитектурами
Потери пакетов
Распределенные системы обработки данных
Создание стандартных технологий локальных сетей
Проблемы объединения нескольких компьютеров
Логическая структуризация сети
Поддержка разных видов трафика
Пропускная способность линии
Кабели на основе экранированной витой пары
Асинхронная и синхронная передачи
Методы коммутации
Коммутация пакетов
Технология Fast ethernet
Технология Gigabit ethernet
Технология FDDI
Технология виртуальных сетей
Структура глобальной сети
Основные принципы технологии АТМ
Технология мобильных сетей
Организация физических и логических каналов
в стандарте GSM
Схема взаимодействия локальных, городских
и глобальных вычислительных сетей
Удаленный доступ
Типы используемых глобальных служб
Многосегментные концентраторы
Типы адресов стека TCP/IP
Таблицы маршрутизации в IP-сетях
Протокол надежной доставки TCP-сообщений
Использование выделенных линий для построения
корпоративной сети

Использование служб ISDN в корпоративных сетях

Энергетика
Рентгеновское излучение
Ускорители элементарных частиц и ионов
Первый бетатрон для ускорения
электронов
Реактор БИГР (быстрый импульсный
графитовый реактор)
Атомные батареи в космосе
Атомные батареи для маяков, бакенов
Космические ядерные аварии
Импульсные реакторы
Излучатели нейтронов
Лекции по радиобиологии
Загрязнение окружающей среды
в результате ядерных взрывов
Выбрасы радиоактивных веществ
в атмосферу
Газообразные выбросы АЭС
Нормирование выбросов радиоактивных
газов в атмосферу
АЭС с реактором ВВЭР
АЭС с быстрыми реакторами
Химические свойства радиоактивных элементов
Применение тория
Химически уран

Плутоний

Декоративное садоводство
и цветоводство
Садово-парковое искусство
Комнатное цветоводство
Ландшафтный дизайн
Современные садовые стили
Кантри во французском стиле
История искусства
Портретная живопись
Архитектура Франция
Живопись Франция
Скульптура
Франсиско Гойя.
Французская пейзажная живопись
Соединенные Штаты
Основатели фотографии
Реализм и импрессионизм
Моне и импрессионизм.
Эдвард Мунк
Поль Сезанн

Огюст Роден

История искусства средних веков
Искусство остготов и лангобардов
Искусство периода Каролингов
Романское искусство
Скульптура, живопись и прикладное искусство
Средневековое искусство Германии
В романском искусстве Германии
Романские соборы Англии
Искусство Южной Италии
Готическое искусство
Собор в Лане
Собор Сен Пьер в Пуатье
Скульптурное убранство готических
фасадов в Германии
Интерьеры английских соборов
Готическая архитектура Испании
Портрет в русском искусстве ХlX- начала ХХ века
Этапы развития натюрморта в русском исскустве
Химия
Примеры решения задач по химии

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ПОТОКА.

РАБОТА ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПОТОКЕ.

ЭКСЕРГИЯ В ПОТОКЕ

В любой теплоэнергетической машине, будь то паровая или гидравлическая турбина, компрессор или насос, имеется поток рабочего тела. Вещество, движущееся по каналу (поток), относится к открытой термодинамической системе.

Первый закон термодинамики для обратимого процесса движения вещества по каналу (потока) имеет вид

, (9.1)

где hо, hк и со, ск – энтальпии и скорости потока в начале и конце процесса соответственно;

q – теплота процесса;

lт – техническая работа, т.е. механическая работа на валу тепловой машины (турбины, насоса, компрессора и т.п.).

Правая часть уравнения (9.1) может быть представлена как

, (9.2)

где величина lо получила название работы изменения давления в потоке, а для обратимых процессов ее называют располагаемой работой.

Из выражения (9.2) видно, что работа изменения давления в потоке возможна только при наличии изменения давления потока dр≠0.

Из выражений (9.1) и (9.2) следует, что работа изменения давления в потоке в общем случае может идти на изменение кинетической энергии потока и на совершение технической работы. При этом, когда нет изменения кинетической энергии (турбина, насос), работа изменения давления в потоке равна технической работе (lо=lт). В случае, когда потоком не совершается техническая работа (сопловой канал, диффузор и т.п.), работа изменения давления в потоке идет только на изменение кинетической энергии потока.

Расчетное выражение работы изменения давления в потоке для необратимого процесса аналогично выражению (9.2) для обратимого процесса, отличаются только численные значения параметров в конце процесса:

. (9.3)

В р,v- диаграмме работе изменения давления в потоке для обратимого процесса 1-2, соответствует площадь под процессом в проекции на

ось давлений (рис. 9.1).

В Т,s- диаграмме (рис. 9.2) работе изменения давления в потоке для обратимого процесса 1-2 соответствует площадь А122’A’A.

Разница работ аналогичных обратимого lо и необратимого loi процессов представляет собой потерю работы изменения давления в потоке за счет трения:

. (9.4)

Работе loi в р,v- диаграмме будет соответствовать меньшая площадь, чем площадь под обратимым процессом 1-2 в проекции на ось давлений (рис. 9.1), для ее показа требуются дополнительные построения.

Потеря работы , вызванная трением, зависит только от конечного состояния необратимого процесса – от hкi, теплота трения qтр зависит от траектории самого необратимого процесса 1-2* (рис.9.2). Разница теплоты трения и работы трения называется работой возврата теплоты трения lv:

. (9.5)

Формулы (9.2) ¸ (9.4) применимы к потоку при расширении вещества, когда dр<0, следовательно, lо>0. При сжатии вещества dр>0, и следовательно, lо<0, в таких процессах затрачивается техническая работа, например затраты технической работы на привод насосов или компрессоров.

Работу изменения давления в потоке при сжатии в инженерной практике берут с обратным (положительным) знаком, а в расчетах, где это необходимо, присваивают её действительный знак (отрицательный). Поэтому, обозначив ее как , расчетное выражение работы изменения давления в потоке при сжатии приобретает вид

 . (9.6)

Для необратимого процесса сжатия работа изменения давления в потоке при сжатии больше, чем для обратимого на величину работы трения:

 , (9.7)

где  – затраты работы на преодоление трения.

Работа изменения давления в потоке

для адиабатных процессов

В двигателях тепловых энергетических установок (ТЭУ) процессы расширения рабочего тела быстротечны и теплообмен с окружающей средой в них практически отсутствует. Поэтому большинство процессов в двигателях ТЭУ считаются адиабатными с q=0 (рис. 9.3).

Уравнения работы изменения давления в потоке для обратимого и необратимого адиабатных процессов расширения при q=0 имеют вид (произведение изобарной теплоемкости и разности температур относится только к процессам идеальных газов)

; (9.8)

. (9.9)

Для тепловых двигателей эффективность адиабатных процессов расширения и потеря располагаемой работы за счет трения характеризуется внутренним относительным КПД:

 . (9.10)

 


Этот коэффициент определяется экспериментально и используется для расчета реальных процессов в тепловых двигателях.

Расчетные выражения работы изменения давления в потоке при адиабатном сжатии газов и жидкостей в компрессорах и насосах имеют вид (произведение изобарной теплоемкости и разности температур относится только к процессам идеальных газов)

 ; (9.11)

. (9.12)

Необратимость процесса адиабатного сжатия в технических устройствах характеризует адиабатный коэффициент сжатия (насоса, компрессора и т.п.), позволяющий определить действительную работу сжатия, работу трения и действительные параметры рабочего тела в конце процесса.

. (9.13)

Адиабатный процесс сжатия воды в насосе в диапазоне давлений, используемых в ТЭУ, ввиду плохой сжимаемости воды одновременно изохорный. Это позволяет рассчитать техническую работу обратимого процесса сжатия воды в насосе по формуле для изохорного процесса

, (9.14)

где v1=0,001 м3/кг – удельный объём воды, величина практически постоянная для давлений р1 и р2 в ТЭУ.

Эксергия в потоке

Для вещества, находящегося в потоке, потенциал максимальной полезной работы, которая теоретически могла бы быть получена в тепловой машине, характеризуется понятием эксергии в потоке.

Эксергии в потоке соответствует техническая работа, равная работе изменения давления в потоке при переходе вещества из начального состояния в состояние равновесия с окружающей средой по обратимым процессам.

Расчетное выражение удельной эксергии в потоке имеет вид

 , (9.15)

где параметры h1, hос и s1, sос соответствуют рабочему телу, обратимо переходящему из состояния с параметрами р1, Т1 до состояния равновесия с окружающей средой (в этом состоянии у него такие же температура и давление, как у окружающей среды).

Согласно теореме Гюи – Стодолы [1, 2], потеря эксергии за счет любого вида необратимости определяется как

 , (9.16)

где DSС – увеличение энтропии системы за счет необратимостей процессов, протекающих в ней.

Физические основы механики Примеры задач по физике
Математика, сопротивление материалов, электротехника лекции, задачи