Адиабатное расширение обратимое

Уравнение (1-47) представляет собой отношение начальной температуры к конечной для необратимого адиабатного расширения или сжатия идеального газа при постоянном давлении в функции давления. Это отношение аналогично уравнению (1-37) для обратимого процесса.. [c.45]

Пример 13. Определить максимальное количество работы, которое может быть получено при обратимом и адиабатном расширении двуокиси углерода с начальной температурой 50 С и изменением давления от 5 до 1 атм при прохождении через турбину. [c.187]

Согласно этой модели, самая низкая температура, которую можно получить при обратимом адиабатном расширении газа от начального давления до давления среды, в которую происходит истечение, определяется соотношением [c.159]

ОХЛАЖДЕНИЕ ГАЗА ПРИ НЕОБРАТИМОМ И ОБРАТИМОМ АДИАБАТНЫХ РАСШИРЕНИЯХ [c.183]

Охлаждение газа при обратимом адиабатном расширении. [c.186]

Рассмотрим охлаждение газа при обратимом адиабатном расширении с отдачей внешней работы. Устройство в холодильных машинах, где производится эта работа, называется детандером, его главная часть (поршень) приводится в движение охлаждаемым газом. [c.186]

Легко найти изменение температуры газа при обратимом адиабатном расширении. Из выражения [c.187]

Так как для всякого газа (дУ/дТ)р>0, то, следовательно, при адиабатном обратимом расширении дТ/д ),>0, т. е. газ всегда охлаждается (dr<0, так как dpуравнения состояния. В этом состоит принципиальное преимущество использования обратимого адиабатного расширения газов для их охлаждения и сжижения по сравнению с процессом Джоуля—Томсона. [c.187]

Однако из-за технической сложности осуществления обратимого адиабатного расширения при низкой температуре основным методом охлаждения газов и их сжижения в настоящее время пока еще является метод необратимого расширения газа. [c.187]

Эту величину непосредственно получают и из выражения для изменения температуры при обратимом адиабатном расширении [c.194]

Предположим, что первое утверждение неверно, т. е. что при Г->0 К энтропия S зависит от параметра V (рис. 61). Тогда можно достичь температуры О К, совершая обратимое адиабатное расширение из состояния 1 ъ 2. При этом температура Ti начального состояния должна быть такой, чтобы выполнялось соотношение S(Vt, Ti) = S(V2, 0). [c.332]

Глава 8 ТЕРМОДИНАМИКА НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ 34. Охлаждение газа при необратимом и Обратимом адиабатных расширениях [c.125]

Практически весьма важной задачей является сжижение газов. Для решения этой задачи необходимо уменьшить скорость движения молекул газа и сблизить их. Последнее достигается сжатием газа с помощью компрессоров, а для понижения температуры газ заставляют совершать работу при адиабатном расширении. Сам процесс расширения может происходить как необратимо, так и обратимо. Рассмотрим охлаждение газа в том и другом случаях. [c.125]

Охлаждение газа при обратимом адиабатном расширении. Рассмотрим охлаждение газа при обратимом адиабатном расширении с отдачей внешней работы. Устройство в холодильных машинах, где производится эта работа, называется детандером-, его главная часть (поршень) приводится в движение охлаждаемым газом. [c.128]

Подставляя в эту формулу значение располагаемой работы при адиабатном течении газа, получим значение скорости при обратимом адиабатном расширении [c.130]

Надо отметить, что в области высоких температур или в случае больших перепадов давлений понижение температуры газа за счет его изоэнтропного расширения всегда предпочтительнее, чем за счет дросселирования. Это хорошо видно при сравнении эффективности охлаждения рабочего тела при дросселировании (процесс 5—6) и обратимом адиабатном расширении (процесс 5-7) АТ, АТ,. [c.123]

После подвода теплоты рабочее тело необходимо обратимым способом перевести на температурный уровень холодного источника Т1<С,Т с тем, чтобы отдать ему теплоту Переход Ьс совершается без теплообмена по двум причинам во-первых, имеется только два температурных уровня (источника), на которых по условию должен осуществляться обратимый теплообмен и, во-вторых, для предотвращения отвода теплоты и получения большего количества работы за счет уменьшения внутренней энергии. Таким образом, процесс Ьс есть процесс обратимого адиабатного расширения (без трения), сопровождающийся охлаждением рабочего тела. Охлаждение означает, что линия процесса Ьс идет круче линии аЬ и направлена в область более низких температур. Вообще линия аЬ (изотерма) определена, если известно уравнение состояния рабочего тела Р р,ь,Т) — = 0 в этом случае уравнение изотермы аЬ имеет вид р—р с, Т ). Что касается адиабаты Ьс, то ее уравнение [c.50]

Из формулы (7.34) следует, что располагаемая работа /п при адиабатном расширении в к раз больше работы изменения объема I (см. 13). Для двухатомного идеального газа, например воздуха, =1,4 и кинетическая энергия потока при истечении примерно на 40 % больше работы, затраченной на обратимое адиабатное сжатие газа от давления р до давления р2- Нет ли здесь нарушения первого закона термодинамики На- [c.176]

Первую закономерность иллюстрирует рис. 7.5,6. Необратимый процесс дросселирования 3—5 (показан условно — пунктиром) соответствует двум обратимым процессам обратимому адиабатному расширению 3—4, в котором увеличивается кинетическая энергия, а энтальпия снижается, и изобарному подводу теплоты 4—5, в котором происходит восстановление энтальпии из-за выделения теплоты трения. [c.185]

Принципиальная схема ПТУ на перегретом паре представлена на рис. 10.23,а цикл, совершаемый рабочим телом этой установки, — на рис. 10.23,6, а процесс в турбине — на рис. 10.23,в. В результате подвода теплоты к рабочему телу в котле К и пароперегревателе П образуется перегретый пар (состояние 1), который подается в турбину Т. В турбине происходит адиабатное расширение пара действительный (необратимый) процесс расширения 1—2д теоретический (обратимый) 1—2. После конденсации пара в конденсаторе КН давление воды питательным насосом поднимается до первоначального р. Процесс в насосе 2—3 на Г, 5-диаграмме практически сливается в точку и поэтому на рис. 10.23,6 не показан. Механическая энергия вращения ротора турбины преобразуется в электроэнергию в генераторе Г, часть этой энергии идет на привод питательного насоса ПН. [c.283]

В отличие от теоретического цикла паросиловой установки, который состоит из обратимых процессов, действительные циклы протекают необратимо. Так, расширение пара в турбине происходит при наличии потерь, связанных главным образом с трением пара о стенки и с другими гидродинамическими явлениями, на преодоление которых затрачивается часть работы расширения. Работа трения превращается в теплоту, повышая удельную энтальпию пара в конечном состоянии от йз до Ягд- Поэтому действительный процесс адиабатного расширения пара в турбине, протекающий необратимо с увеличением энтропии, изображается не прямой 1-2, а условной кривой /-2д (см. рис, 5.7). [c.121]

Рабочее тело, которое в теории холодильных машин носит название холодильного агента, в начальном состоянии находится при да-Ti (например, воздух при нормальных внешних условиях). С помощью компрессора холодильный агент изотермически сжимается до давления Ра (процесс J-2) и от него во внешнюю среду обратимым путем отводится теплота Q. После изотермического сжатия происходит адиабатное расширение до давления рз (процесс 2-3), в результате которого холодильный агент охлаждается до температуры Далее, при изотермическом расширении холодильного агента до давления (процесс 3-4) последний получает теплоту Q, от теплоотдатчика (охлаждаемого тела) при температуре Та. Наконец, адиабатным сжатием (процесс 4-1) холодильный агент возвращается к исходному состоянию. [c.256]

Таким образом, при применении дросселирования вместо адиабатного расширения в расширительном цилиндре удельное количество отводимой теплоты уменьшается на величину, равную дроссельной потере т. е. работе, которая была бы получена, если бы вместо дросселирования было осуществлено обратимое адиабатное расширение. [c.262]

Рабочее тело может обратимо перейти нз начального состояния Ри Т к состоянию Ро, То равновесия с окружающей средой адиабатным расширением до рз, То и по- [c.58]

Второе слагаемое уравнения (3-177) представляет собой количество тепла, сообщенное среде источником работы. Так как в процессе обратимого адиабатного расширения 1-а энтропия источника работы не изменяется, то Si = S и, следовательно, [c.104]

Пример 1. Цикл начинается с состояния 1 фунта (453,6 г) жидкой воды при 212 °F (100 °С) при давлении ее пара 14,7 фунт/дюйм (1,03 кПсм ). На первой ступени цикла теплота поглощается при постоянных температуре и давлении до тех пор, пока вода полностью не превратится в пар. Вторая стадия — обратимое адиабатное расширение, во время которого температура понижается и часть пара конденсируется. Так как во всех случаях присутствуют две фазы, давление системы всегда соответствует давлению водяного пара при данной температуре. Если адиабатное обратимое расширение ограничено 101,76 °F (39 °С) и давлением 1 фунт/дюйм (0,07 кГ1см ), система будет содержать 12% жидкости и -88% пара. [c.199]

Адиабатный процесс. Адиабатпын процесс совершается без подвода и отвода теплоты, и энтропия рабочего тела при обратимом процессе остается постоянной величиной — s Ц onst. Поэтому на is- и Тх-диаграммах адиабаты изображаются вертикальными пр -ямыми (рис. 12-4, а, 12-4, б). При адиабатном расширении давление и температура пара уменьшаются перегретый пар переходит в сухой, а затем во влажный. Из условий постоянства энтропии возможно определение конечных параметров пара, если известны параметры начального и один параметр конечного состояний. [c.194]

После адиабатного расширения необходимо обратимым путем при t = onst сжать кислород от давления 0,00542 МПа до давления окружающей среды, т. е. осуществить изотермическое сжатие кислорода до 0,1 МПа. При этом конечный объем кислорода [c.124]

Обратимый термодинамический цикл на 1 кг рабочего тела, изображенный на р—и-диаграмме (рис. 12.3), состоит из адиабатного сжатия, подвода к газу теплоты при v = onst, адиабатного расширения и отдачи газом теплоты при v = onst. [c.154]

В настоящее время в криогенной технике широко используют метод адиабатного расширения для получения низких температур. Процесс расширения газа, близкий к изоэптроиному, осуществляется в этих установках в иоршиевых детандерах и турбодетандерах с отдачей внешней работы. При расширении в области влажного пара понижение температуры в адиабатных процессах (dq = 0) обратимого расширения (ds = 0) и дросселирования одинаково. Однако состояния по завершении каждого из процессов 7—9 и 7—8 различны. Трение в необратимом процессе дросселирования 7—8 привело к увеличению паросодержа-ния потока в конце процесса по сравнению с обратимым процессом 7—9. Увеличепие паросодержания будет тем выше, чем больше работа расширения. Для паровых холодильных машин процесс расширения осуществляют от состояния насыщенной или ненасыщенной жидкости, В этом случае работа расширения в детандере сравнительно мала. Поэтому в паровых холодильных машинах, учитывая также высокую стоимость детандера в сравне- [c.123]

Ранее указывались два случая необратимости трение при адиабатном расширении или сжатии и теплооб-Х1ен при конечной разности температур. Исключение этих двух случаев необратимости позволяет получить обратимый цикл Карно. Вообще, обратимый цикл — это цикл, составленный из обратимых процессов. Любой обратимый цикл можно заменить совокупностью элементарных циклов Карно для этого используется сетка изотерм и адиабат. [c.54]

Определим максимальную работу. При этом необходимо учесть, что не вся работа изменения объема может быть использована, так как часть ее совершается против давления окружающей среды. Необходимо подсчитать, следовательно, полезную работу которая для элементарного обратимого процесса равна с11 = = йр—Шг (см. 5) или с учетом выражения (3.55) (Ип = Т(15—с11г. Обратимый переход системы из произвольного начального состояния в состояние равновесия с окружающей средой можно совершить двумя процессами обратимым адиабатным расширением (сжатием) до температуры Го и последующим изотермическим отводом (подводом) теплоты при бесконечно малой разности температур Г—Го-> 0 равновесность второго процесса очевидна, в первом же процессе имеет место конечная разность давлений р—ро- Для снятия этого ограничения необходимо соединить с расширяющейся системой устройство, воспринимающее полезную работу, например груз переменной массы (рис. 3.10). В началь- [c.78]

Для процесса дросселирования г)е=0, поэтому предпочтительнее является обратимое адиабатное расширение, для которого т]е=1. Лбгко убедиться в том, что и снижение температуры для второго процесса больше дТ1др)а> дТ др)ь. Выражение для дТ др) можно получить тем же методом, что и формулу (7.55), но вместо формулы (3.30) необходимо использовать выражения (3.33) и (3.34). Выполнив преобразования, получим [c.187]

Процессы адиабатного расширения и сжатия совершаются (в заданных пределах температур) необратимо, причем так, что приращение энтропии в каждом из них равно А52д = 0,10 кДж/К- Изотермические, процессы термически и механически обратимы. [c.123]

Вспомним, что обобщенный цикл Карно (см. 8.4) отличается от цикла Карно тем, что обратимые адиабаты заменяются любыми обратимыми эквидистантными процессами. Поэтому если в цикле Ренкина с насыщенным паром (рнс/. 18.10) заменить адиабатное расширение пара а"-2 обратимым полнтропным расширением а"-4 и подобрать политропу так, чтобы она была эквидистантна нижней пограничной кривой, то так организованный цикл будет иметь термический коэффициент полезного действия, равный tio [c.245]

Эта работа изображается площадью 1236 цикла Карно (см. рис. 20.3). Как видно из этого рисунка, при осуществлении цикла Карно, т. е. при замене дросселирования обратимым адиабатным расширением, затрачиваемая работа меньше на величину, измеряемую площадью в35, а удельное количество теплоты возрастет до значения — /д, измеряемого площадью Ь61п, Соответственно увеличится и холодильный коэффициент, который для [c.262]

Если выполнено это условие и если расширение газа в процессе 2-3 и его сжатие в процессе 4-1 производятся без трения, то рассматриваемый цикл становится обратимым. В самом деле, рассмотрим цикл Карно, осуш е-ствляемый тем же самым рабочим телом между теми же источниками тепла в обратном направлении (рис. 3-5). Сжатый газ, состояние которого на р,г -диаграмме изображается точкой 2, расширяется по адиабате 1-4, производя работу (перемен],ая поршень). Температура газа при адиабатном расширении уменьшается. После того как в процессе адиабатного расширения газ достиг точки 4, в которой его температура (обозначим ее Tjj) на бесконечно малую величину dT ниже температуры холодного источника [c.56]

Рассмотрим второй пример. Предположим, что изолированная система состоит, как и раньше, из источника работы, обладающего свойствами идеального газа, и среды. Начальное состояние источника работы характеризуется точкой 1 в р, у-диаграмме (рис. 3-21, давлениетемпература Т- ). Как и в предыдущем примере, будем считать, что процесс идет до тех пор, пока в системе не установится равновесие. В этом случае точка 2 снова характеризует состояние источника работы при температуре и давлении, равных таковым для среды, т. е. состояние источника работы в равновесии со средой. Прежде всего необходимо определить возможный обратимый путь перехода источника работы из состояния 1 в состояние 2. Как уже отмечалось выше, единственными обратимыми процессами при наличии в системе лишь одного источника тепла с неизменной температурой (среды с температурой Го) могут быть адиабатный и изотермический процессы при температуре Го- Поэтому единственным возможным обратимым путем перехода источника работы из состояния 1 в равновесное со средой состояние 2 является адиабатное расширение из начального состояния до температур среды (адиабата 1-а на рис. 3-21) и дальнейшее сжатие при неизменной температуре Го (изотерма а-2). [c.103]

Из уравнения (7-61) следует, что уменьшение давления на изоэнтропе приводит к понижению температуры идеального газа. Что же касается реального газа, то из уравнения (7-59) очевидно, что, поскольку всегда > О, то и в подавляющем большинстве случаев (dvIdT) > О, интеграл, стоящий в правой части этого уравнения, положителен, следовательно, если pi р , той <С Гг-Таким образом, при изоэнтропном (обратимом адиабатном) расширении вещество охлаждается. Как мы увидим в дальнейшем, процесс обратимого адиабатного расширения используется как эффективный способ охлаждения газа. [c.227]

В отличие от необратимого процесса адиабатного дросселирования обратимый изоэн-тальпийный процесс расширения dp < 0) не может быть в то же самое время адиабатным из уравнения (7-120) [c.241]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...