Расширение адиабатное необратимо

Допустим, что у нас имеется цилиндр общего объема Vj разделенный на две части (см. рис. 22). В одной части цилиндра (объем Vi) находится газ, а во второй газа нет. Расширение газа в пустоту, как было рассмотрено выше, — процесс адиабатный и необратимый. При адиабатном необратимом про- [c.116]

В результате адиабатного необратимого расширения параметры воздуха таковы, какими они были при обратимом изотермическом расширении (пример 1). [c.92]

Работа, произведенная во время необратимого адиабатного процесса расширения или сжатия идеального газа при условии постоянства внешнего давления, может быть вычислена с помощью уравнения (1-31). Если pj — начальное давление системы, — конечное давление системы и — постоянное внешнее давление, то [c.45]

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]

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

Эффект Джоуля—Томсона. Изменение температуры при необратимом адиабатном расширении происходит, как мы увидим, из-за отклонения реальных газов от идеальности и называется эффектом Джоуля — Томсона. [c.183]

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]

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]

Следовательно, холодопроизводительность цикла уменьшилась на величину дроссельных потерь Aq — — ir равную работе /р, которая могла быть получена, если бы вместо необратимого дросселирования было осуществлено адиабатное обратимое расширение в детандере. [c.32]

Необратимая адиабатная система. Пусть в адиабатном цилиндре (совершенная тепловая изоляция стенок), закрытом поршнем, протекает процесс адиабатного расширения, т. е. совершается работа за счет уменьшения внутренней энергии. Из dQ — dU-hdL при dQ = 0 следует dL = — di/. [c.57]

Рис. 5.1. Необратимые адиабатные процессы расширения 1-2 и сжатия 2-Г в координатах s, Т (изображены условно)

Таким образом, идеально равновесным и обратимым можно считать бесконечно медленный процесс. Если говорить о процессе расширения или сжатия без теплообмена (цилиндр с поршнем в адиабатной оболочке), когда работа производится за счет внутренней энергии, то при необратимом (быстром) изменении объема часть внутренней энергии уйдет на работу против сил трения в газе (завихрения) и внешняя работа поршня будет меньше при расширении и больше при сжатии. Этот эффект называют внутренней необратимостью или диссипацией (рассеянием) энергии. Он обладает четко выраженной направленностью та часть механической работы, которая совершается против сил трения, переходит в теплоту, обратный самопроизвольный процесс [c.47]

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]

Если Рк<Ра, то адиабатный процесс заканчивается в области влажного пара. Для расчета такого процесса дополнительно находятся энтропия в точке А по (10.18) температура пара в конце процесса, равная температуре насыщения при конечном давлении Рк, изобарно-изотермический. потенциал (рг и энтальпии кипящей жидкости Л г и сухого насыщенного пара /г"г при конечном давлении. Все это позволяет определить энтальпии в конце изоэнтропного расширения Л2 и йгд (10.20), аналогичные энтальпиям / 4 и /г4А для процесса 3—4д. Энтальпия в конце действительного процесса расширения йгд при этом находится по (10.48) применительно к процессу А—2д, аналогичному процессу А—4д на рис. 10.26,е. Заканчивается этот фрагмент программы расчетом степени сухости пара за турбиной д 2д по (10.52). В результате расчета процесса 1—2д находятся энтальпии пара перед турбиной, за турбиной (для обратимого и необратимого процессов) и конечная степень сухости Х2д. После этого аналогично рассчитывается процесс 3—4д, в результате чего находятся Аз, А4, Л4Д и Хщ (рис. [c.291]

Перегретый пар (состояние 1), образовавшийся в ре,-зультате подвода теплоты к рабочему телу в котле К и пароперегревателе П, поступает в турбину Т, где адиабатно расширяется. Действительный (необратимый) процесс расширения изображается линией 1—2д теоретический (обратимый) — прямой 1—2. После конденсации пара (процесс. 2—2 ) питательная вода подогревается в регенеративных подогревателях Рь Ра,. .., Рп ( — число регенеративных подогревателей) смешивающего типа. Подогрев происходит за счет теплоты пара из отборов турбины. На рис. 10.29 показаны два подогревателя первый Р и последний Рп. Перед каждым регенеративным подогревателем установлены насосы Н, а перед котлом К — питательный насос ПН, в котором давление поднимается до первоначального. [c.294]

В /s-диаграмме (рис. 4-22) конечная точка процесса необратимого адиабатного расширения (с учетом потерь) также будет лежать на той же изобаре р.2, но правее. Сам же процесс расширения условно изображен прямой 1-2 . Работа пара внутри двигателя составит Wi — отр. 1-3 — = i i — 12Д, а внутренний относительный к. п. д. определится так [c.180]

По этой же причине необратимый адиабатный процесс не может быть изоэнтропийным, что наглядно изображено на рис. 1.33. В конце необратимого адиабатного расширения от Ti до Т2 рабочее тело характеризуется состоянием 2, а не 2, так как в результате этого процесса вследствие потерь на необратимость возрастает энтропия. Если теперь осуществить необратимый процесс адиабатного сжатия до первоначальной температуры, то и в этом случае по той же причине рабочее тело будет характеризоваться не точкой Г, а точкой 1", при этом работоспособность рабочего тела уменьшится, поскольку при температуре Т, давление уже будет р < pi. Таким образом, при протекании в термодинамической системе необратимого процесса неизменно возрастает энтропия и тем в большей степени, чем больше необратимость следовательно, изменение энтропии является мерой необратимости термодинамических процессов. [c.54]

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]

Как отмечено выше, адиабатное расширение газа с выполнением внешней работы обеспечивает более э( х )ективное его охлаждение, чем адиабатное дросселирование, которое сопровождается необратимыми потерями. [c.139]

К такому же результату придем и при рассмотрении необратимого адиабатного расширения. [c.118]

На рис. 5.5 необратимый процесс адиабатного расширения пара изображен условно штриховой линией 12д. При ТОМ же перепаде давлений р1—р2 срабатываемая разность энтальпий к —Й2д=Ай получается меньше, чем Айо, в результате чего уменьшается и скорость истечения 54 [c.54]

Процессы адиабатного расширения рабочего тела с совершением работы, происходящие в реальных устройствах, например при ускорении потока газа в соплах, при расширении газа или пара в турбинах, детандерах и г. п., всегда характеризуются наличием некоторой необратимости, вызванной трением в потоке. [c.375]

Потерн эксергии при необратимом адиабатном расширении [c.375]

Проведем в координатах I—S две бесконечно близкие изобары р и p dp (рис. 7-1). Изоэнтропийный процесс в этом интервале давлений изобразится отрезком аЬ. Если пар от состояния, характеризуемого точкой а, подвергнуть адиабатному дросселированию, то его конечное состояние (при снижении давления на dp) изобразится точкой е. Необратимому адиабатному расширению в общем случае отвечает линия ас, располагающаяся между процессами аЬ и ае. [c.214]

Приступая к вычислению изменения энтропии в процессе дросселирования, следует сделать одно существенное замечание. Дифференциальные уравнения термодинамики, которые мы будем использовать для вычисления изменения энтропии, температуры и других параметров вещества при адиабатном дросселировании, применимы, как отмечалось в гл. 3 и 4, только для обратимых процессов. Поэтому для того чтобы иметь возможность вос-пользоваться этими уравнениями для расчета изменения состояния газа (жидкости) в необратимом процессе адиабатного дросселирования от состояния 1 до состояния 2, мы должны предварительно подобрать схему обрати-м о г о процесса, переводящего рассматриваемый газ (жидкость) из того же исходного состояния 1 (перед дросселем) в то же конечное состояние 2 (за дросселем). Изменение энтропии будет подсчитано для этого обратимого процесса, но поскольку энтропия является функцией состояния, то разность энтропий газа (жидкости) в состояниях 1 vl2 будет такой же и для интересующего нас процесса дросселирования. Таким условным обратимым процессом может служить, например, обратимый процесс расширения газа с подводом (отводом) тепла, осуществляемый таким образом, чтобы энтальпия газа осталась постоянной . [c.241]

Процесс расширения газа в пустоту является необратимым, поэтому, несмотря на его адиабатность, энтропия газа при этом увеличивается (AS=S2-5i >0). Учитывая, что энтропия является однозначной функцией состояния, изменение энтропии AS при необратимом процессе можно найти, переводя систему из начального состояния в конечное каким-либо равновесным путем и определяя Д5 по этому пути. В данном случае в качестве такого [c.328]

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]

На рис. 5.1 изображены условно необратимые адиабатные процессы расширения 1-2 и сжатия 2-1. При необратимом расширении внутри газа возникает теплота (5.2) — в результате процесс протекает с возрастанием энтропии. При осуществлении сжатия внутри газа, так же как и при расширении, возникаеттеплота — в результате процесс протекает с возрастанием энтропии следовательно, путем сжатия газ нельзя вернуть в исходное состоянпе. [c.58]

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]

Проведем сравнение различных процессов расширения в потоке на основе эксергетического анализа. Эксер-гетическнй КПД обратимого адиабатного истечения 3—а (см. рис. 7.5,6) согласно формулам (3.61), а также (3.59) и (3.60) равен единице, поскольку /п,з а=Аез а= ——Акз-а- Процесс необратимого истечения 3—Ь можно заменить изоэнтропным процессом 3—с и необратимым процессом дросселирования с—Ь полезная работа [c.185]

Применяя формулу (7.54) к процессам 3—4, 3—4 3 — 4", 3 — 5, получим т] , з-4=1 1 ,3-4"< t] , з-4 < 1 Де, 3-5 = 0. Следовательно, эксергетический КПД необра тимого адиабатного расширения тем выше, чем меньше отклонение процесса от изоэнтропного, т. е. чем меньше степень необратимости, выражаемая величиной As (для процесса 3—b приращение энтропии As=Sb—S3). Для предельно необратимого процесса 3—5 с максимальным значением As — процесса адиабатного дросселирования— эксергетический КПД равен нулю. [c.186]

Наличием именно этого элемента (дроссельного вентиля) цикл парокомпресснониой холодильной установки отличается от обратного цикла Карно процесс адиабатного расширения (линия 3—6) заменен необратимым расширением в дроссельном вентиле (линия 3—4). Необратимость дросселирования приводит к уменьшению хладопроизводительности цикла этой установки по сравнению с обратным циклом Карно. Из рис. 9.3 видно, что теплота <72, отбираемая из охлаждаемого объема в рассматриваемом цикле и изображаемая площадью 1—1 —4 —4—1, меньще, чем теплота 2 цикла Карно, изображаемая площадью 1—Г—3 —6—1. [c.224]

Расширение газов и жидкостей. На еЛ-диаграмме (рис. 7.5) представлены различные процессы расширения рабочего тела. Процесс 1-2 -обратимый адиабатный процесс, протекающий в идеальной тепловой машине, техническая работа которой /тех 12 = hi — hi = — ег- Процесс 1-3 - необратимый адиабатный процесс, протекающий в реальной тепловой машине, техническая работа которой /.exi-з = й, - /jj < / х i-з- Процесс 1-4 — процесс дросселирования, при которо.м A/11.4 = О и, следовательно, /тех4-1 = 0. Величина эксергетических потерь в этих трех процессах возрастает от первого к третьему, а именно d. i = (< i - ег) - hi - hz) = = О < [c.318]

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]

Рассмотрим адиабатное расширение рабочего тела от начального Pi до конечного давления При отсутствии необратимости проиесо 1-2 на рис. 167 является изоэнтропным. [c.375]

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]

Коэффициент адиабатного дроссе-пирования (т. е. необратимого адиабатного расширения) в соответствии с уравнением (7-124) равен [c.246]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...