Беспотоковые процессы

В инженерной практике число процессов, в которых возникает поток вещества через границу некоторой установки (но не системы ), значительно превышает число беспотоковых процессов. По определению системы (разд. 1.1), границы ее непроницаемы для вещества, так что мы не можем применять результаты, полученные для беспотоковых процессов (например, анализ системы), к процессам, сопровождаемым потоками вещества. Такие процессы являются предметом контрольно-объемного анализа, в котором сначала определяется контрольная поверхность, окружающая данное устройство или установку. Как энергия, так и вещество могут входить в контрольный объем (или покидать его), ограниченный контрольной поверхностью, и прежде чем мы познакомимся со способами проведения контрольно-объемного анализа, преобразуем задачу о контрольном объеме в задачу системную. С этой целью рассмотрим определенный интервал времени и зададим границу системы, внутри которой содержится как контрольный объем (включающий данное устройство или установку), так и количество жидкости у входа в контрольный объем, поступающее в него в течение указанного интервала времени. В конце этого интервала граница системы должна переместиться таким образом, чтобы внутри ее содержалось исходное количество вещества. Однако теперь внутри этой границы помимо контрольного объема будет содержаться вещество, покинувшее этот объем в течение заданного промежутка времени. [c.87]

В случае процесса б на рис. 7.5 следует обратить внимание на то обстоятельство, что раскрыть содержание сноски относительно потока идеальной жидкости (обратимого) можно лишь после того, как в гл. 9 понятия об обратимости и необратимости получат дальнейшее развитие, а в гл. 12 будет подробнее рассмотрено понятие об энтропии. А пока что следует сделать особое замечание о различии в выражениях для обратимой работы перемещения (в беспотоковых процессах), производимой единицей массы жидкости, и для обратимой полезной работы (в процессах со стационарными потоками), приходящейся на единицу массы жидкости [c.93]

Применение уравнения сохранения энергии было проиллюстрировано на целом ряде простых беспотоковых процессов. [c.96]

Примером устройства, основанного на беспотоковом процессе, может служить электрическая батарея, в которой начальное состояние химических компонентов соответствует состоянию полного заряжения, а в конечном состоянии полной разрядки в результате завершения химической реакции эти компоненты находятся в другом определенном состоянии. Включенная батарея совершает электрическую работу и обменивается теплом с внешней средой. [c.214]

Теперь остается второй из поставленных вопросов как найти соответствующую величину работы Точнее, как установить аналитические выражения, которые позволили бы рассчитать эту величину по известным термодинамическим характеристикам нашей системы Мы не могли ответить на этот вопрос в гл. 10, поскольку тогда еще не были знакомы с термодинамической характеристикой, называемой энтропией. Теперь же можно приступить к выводу соответствующих аналитических выражений для каждого типа ситуации. Опять же мы начнем с беспотоковых процессов (анализ системы) и далее рассмотрим процессы со стационарными потоками контрольно-объемный анализ). [c.217]

Обратимая полная работа в беспотоковых процессах перехода между устойчивыми состояниями системы [c.218]

Рис. 13.1. Полностью обратимый беспотоковый процесс перехода между заданными устойчивыми состояниями системы в присутствии воображаемой внешней среды.

Обратимая полезная работа в беспотоковых процессах перехода между заданными устойчивыми состояниями системы — функция беспотоковой доступности и доступная энергия [c.220]

Как уже отмечалось в примечании к равенству (13.9), эта величина называется доступной энергией в беспотоковом процессе перехода между заданными состояниями при наличии определенной внешней среды. [c.221]

Сводка результатов по доступности для беспотоковых процессов и процессов со стационарными потоками [c.222]

Возвращаясь к разд. 13.5, можно заметить, что доступная энергия в беспотоковом процессе перехода между заданными состояниями 1 и 2 равна разности беспотоковых эксергий в обоих состояниях, так как [c.224]

На рис. 13.3 изображена подлежащая изучению ситуация, соответствующая идеальной обратимости. Этот рисунок аналогичен рис. 13.1, относящемуся к беспотоковому процессу. Жидкость, стационарно протекающая через контрольный объем С с жесткими стенками, переходит из заданного устойчивого состояния 1 в другое заданное устойчивое состояние 2. [c.226]

Вывод выражения для [(W x)rev]i совершенно аналогичен выводу [( g)rev]i беспотоковом процессе (разд. 13.4). Так как [c.227]

Это простой, но важный результат, поскольку с его помощью мы сможем установить критерий совершенства производящих или потребляющих работу установок или устройств, основанных на стационарном потоке (разд. 13.1). Однако, как и в разд. 13.7 и 13.8 для беспотоковых процессов, прежде всего рассмотрим два частных случая. [c.229]

Этот случай аналогичен рассмотренному в разд. 13.7 для беспотоковых процессов. Поступающая в контрольный объем жидкость находится в некотором устойчивом состоянии 1, а выходящая из него жидкость — в мертвом состоянии (разд. 13.6), т. е. при Го и ро. Получаемая при этом обратимая полезная работа называется эксергией жидкости в состоянии 1 в условиях стационарного потока и обозначается символом (St)i. Таким образом, из равенства [c.229]

Этот случай аналогичен рассмотренному в разд. 13.8 для беспотоковых процессов. Пусть имеются стационарные потоки раздельных химических реагентов, поступающих в контрольный [c.229]

Как и в случае беспотоковых процессов, нас прежде всего интересует обратимая полезная работа Wх)г Л С учетом того, [c.230]

Полученные выше результаты для процессов со стационарными потоками собраны в третьем столбце табл. 13.1 и расположены рядом с аналогичными результатами для беспотоковых процессов. Еще раз отметим, что эти результаты представляют исключительно большой интерес с прикладной точки зрения. В особенности стоит запомнить равенство (13.23), поскольку оно служит ключом к остальным результатам для процессов со стационарными потоками. Вместе с (13.28) это равенство будет использовано в гл. 14 и 17 при выводе критерия совершенства некоторых других основанных на стационарном потоке установок типа обсуждавшихся в разд. 13.1, предназначенных для получения и потребления работы. [c.231]

В настоящей главе в качестве отправной точки мы воспользовались первой теоремой об обратимой работе (гл. 10). Далее мы привлекли к анализу энтропию, существование которой было установлено в гл. 12. Это позволило вывести важные выражения для обратимой работы, которую можно было бы получить от системы или жидкости, которая переходит между заданными устойчивыми состояниями благодаря гипотетическому полностью обратимому процессу. При этом допускается теплообмен между такой системой и некоторой воображаемой внешней средой, находящейся в определенном состоянии. Такие выражения были получены как для беспотоковых процессов, так и для процессов со стационарными потоками, причем был рассмотрен ряд частных случаев. [c.231]

Теплотворные способности при постоянном объеме представляют интерес в связи с беспотоковыми процессами, поскольку главную роль в них играет внутренняя энергия. Однако в инженерной практике протекающие в таких условиях процессы немногочисленны, в то время как множество процессов протекает в условиях стационарного потока. Как мы знаем из разд. 7.11, основную роль при этом играет не внутренняя энергия, а энтальпия. Поэтому удобно определить соответствующую теплотворную способность не через внутренние энергии реагентов и продуктов, а через их энтальпии. По причине, которую мы вскоре обсудим, эта теплотворная способность называется теплотворной способностью топлива при постоянном давлении и обозначается символом ( V)p. При заданной опорной температуре Т она определяется выражением [c.294]

Как будет показано ниже в некотором частном случае, с помощью равенства (17.17) можно рассчитать величину Tpj. Отметим, что для беспотоковых процессов характер вычислений близок к рассмотренным в данном разделе. [c.300]

Аналогично можно показать, что в беспотоковом процессе (замкнутая система) перехода между заданными устойчивыми [c.426]

Как уже отмечалось, в качестве беспотоковых мы рассматриваем такие процессы, в которых никакая жидкость не пересекает границы устройства или установки, являющихся нашей системой. Это позволяет производить энергетические расчеты применительно к данному устройству или установке на основе уравнений сохранения энергии (7.4) или (7.5) (в зависимости от обстоятельств). Эта процедура была названа анализом системы в отличие от контрольно-объемного анализа, применяемого в следующем разделе к процессам, протекающим при наличии потоков. Некоторые простые применения этих уравнений иллюстрируются на рис. 7.2. Во всех случаях рассматриваются простые системы (в смысле определения, данного в разд. 5.3), а именно макроскопически однородные и изотропные системы, внутреннее состояние которых пренебрежимо мало изменяется под действием поверхностного натяжения, внешних силовых полей и деформации твердых фаз. [c.85]

Рассматривая процессы, сопровождаемые потоками вещества, мы использовали анализ системы в случае беспотоковых процес- [c.96]

В двух последующих главах процессы, включающие химические реакции, будут рассмотрены полнее, причем особое внимание будет уделено процессам горения топлива. Тем не менее здесь целесообразно рассмотреть вопрос о максимально возможной работе, которую можно было бы получить в результате такой химической реакции в беспотоковом устройстве для совершения работы, т. е. вопрос о работе, которую можно было бы получить, проводя данную реакцию в Термотопии (полностью обратимо). В принципе эту величину вычислить нетрудно, поскольку значения (W g)rev и (IF )rev для таких устройств можно найти соответственно с помощью равенств (13.5) и (13,9). В гипотетическом устойчивом состоянии 1 система состоит из чистых реагентов, разделенных между собой и находящихся при То и ро- В гииогегачес/сол-устойчивом состоянии 2 система состоит из чистых продуктов, разделенных между собой и характеризующихся теми же значениями То и ро. Поскольку в рассматриваемом случае Ti— Т2= То, из равенства (13.5) [c.224]

Пар 272 пересыщенный 37 Паровая установка 236 Паровой цикл 237 Перегородка 22 адиабатическая 22, 29, 34, 56 Переход адиабатический 58 Поверхность термодинамическая 319 Полупроницаемая мембрана 127 Потенциал химический 40 Принцип возрастания энтропии 179 Принцип состояния 69 Продукты сгорания 300 Производство энтропии 252 Процесс 20 адиабатический 22, 56, 58 беспотоковый 82 возможный 110 квазистатический 44 необратимый 45, 123 обратимый 126 полупотоковый 88 потоковый 87 [c.478]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...