ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Дросселирование газов и паров из "Теоретические основы теплотехники Издание 4 " Преобразование тепла в механическую энергию в двигателях соверщается двумя существенно отличными способами. В одних двигателях газ (или пар) при расширении (В цилиндре передвигает поршень последний совершает возвратно-поступательные движения. Особым механизмом (кривошипно-шатунным) это движение поршня преобразуется во вращательное движение рала. К таким двигателям относятся поршневые паровые машины и поршневые двигатели внутреннего сгорания. Происходящее в цилиндрах этих двигателей движение газа при его расширении незначительно, и поэтому возникающая при этом кинетическая энергия газа пренебрежимо мала. О такого рода процессах расширения в цилиндре говорят, что в них отсутствует видимое движение газа (в отличие от невидимого движения молекул). [c.134] В настояшем параграфе нас будут интересовать явления в сопле, где вытекающий газ (или пар) приобретает большую скорость, а следовательно, и большую кинетическую энергию. [c.136] Пусть в резервуар (рис. 3-12) все время поступает газ с параметрами рь г/1, А- В стенке резервуара имеется суживающееся сопло, через которое газ выходит в пространство, где все время поддерживается давление рг температура газа в среде, куда происходит истечение, пусть будет Ь, а удельный объем V2. Ввиду того, что истечение газа происходит быстро, между ним и окружающей средой теплообмен не успевает произойти, поэтому можно считать, что этот процесс изменения состояния газа от параметров Рх Уь 1 к параметрам рг, Уг, /г происходит по адиабате. [c.136] Кроме того, отвлекаясь от побочных явлений, имеющих место в действительности (трение, завихрение), примем, чго этот процесс происходит обратимо. [c.136] Очевидно, данная формула относится к 1 кГ любого идеального и реального газа. [c.137] Мы все время говорим о кинетической энергии ау струи, в то время как правильнее было бы говорить об и з-мене нии кинетической энергии, так как перед расширением газ обладает некоторой начальной скоростью, а следовательно, перед соплом обладает уже некоторой кинетической энергией. Однако начальная скорость, а вместе с тем и начальная кинетическая энергия струи до истечения незначительна, и ею часто можно пренебречь, так что допустимо, как это и сделано, считать да кинетической энергией струи газа после истечения. [c.138] Для вычисления скорости истечения идеального газа напишем формулу для ау , а работе расширения газа придадим то выражение, которое было получено нами ранее [уравнение (2-46)]. [c.138] Очевидно, данная формула относится к л ю б о м у газу. [c.139] Приближенно эту же формулу применяют и для перегретого водяного пара. [c.139] В Гх-диаграмме, ёели речь идет о водяном паре, кинетическая энергия измеряется как разность теплосодержаний ( 1—/2) и, очевидно, изображается пл. 1-2-3-4-5-1 (рис. 3-14). [c.141] Теперь надо уточнить то значение р —при котором секундный расход становится максимальным, а скорость критической. [c.143] Оказывается, что целиком определяется значением показателя адиабаты к, т. е. в конечном счете физическими свойствами вытекающего газа. [c.143] К формулам (3-27) и (3-28) относится замечание, сделанное на стр. 139 в отношении формул (3-21) и (3-25). В формулах (3-29) —(3-31) р—кГ1м , ю—м кГ, / — кГ м кГ град-, формулы (3 27) и (3-28) можно использовать и в системе МКС, но при этом численные коэффициенты нужно разделить на у 9,81 =3,13 и тогда измерять р—н1м , а V—м /кг. [c.145] В курсах физики доказывается, что получающаяся в устье сопла при Укр критическая скорость равна скорости распространения звука в вытекающей среде, поэтому эта скорость называется звуковой скоростью. [c.145] при достижении в устье суживающегося сопла критического давления расход становится мак с и-м а л ь н ы м, а скорость—к ритической добиться увеличения скорости в выходном сечении сопла понижением давления в среде за соплом нельзя. [c.145] Это достигается лишь при изменении конструкции сопла, а именно —присоединением к соплу расширяющейся части. В этом случае при движении газа в расширяющейся части сопла он будет продолжать расширяться, давление его будет падать, а удельный объем расти. Расход газа останется тем же, но скорость его при выходе вследствие увеличения объема будет увеличиваться, несмотря на увеличение сечения. [c.145] Это положение можно формулировать так теплосодержание газа до мятия равно его теплосодержанию после мятия. [c.148] Здесь нужно указать, что уравнение (3-20) справеД.тиЁ(5 для обратимых и необратимых процессов, так как хю определяется начальным и конечным состояниями газа в процессе ( 1, /2). [c.149] Вернуться к основной статье