Температура газа в критической точке

С ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ В КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКЕ [c.290]

Теоретическое продольное изменение температуры в стержне находилось из решения модельной задачи об одномерном стационарном температурном поле в стержне. При этом задавались распределения вдоль поверхности стержня коэффициентов теплоотдачи от горячего газа к центральной части стержня и от периферической части стержня к окружающему холодному газу распределения вдоль поверхности стержня температуры горячего и холодного газа температура стержня в его концевой части. В простейшем случае эти распределения могут быть приняты кусочно-постоянными, и тогда легко находится аналитическое решение. В экспериментах распределение температуры на поверхности стержня находилось с помощью метода термокрасок. Экспериментальные и теоретические результаты показывают, что температура стержней в критической точке на несколько сотен градусов (в зависимости от материала стержня) меньше, чем температура набегающего потока. Изменение температуры стержня на малом участке Аг = 2-3 мм, включающем центральное сечение, незначительно. [c.84]

В критической точке исчезает различие между жидкостью и паром. Выше критической точки существование вещества в двухфазном состоянии невозможно. Никаким давлением нельзя перевести газ в жидкое состояние при температурах выше критической. [c.175]

Основное влияние процессов диссоциации и ионизации состоит в снижении температуры воздуха за ударной волной (вниз по потоку), так как на эти процессы затрачивается кинетическая энергия молекул. Для оценки порядка величины снижения темпе- ратуры приведем следующий пример при максимальной пиковой температуре в 20 000 К, возникающей при проходе воздуха сквозь поверхность ударной волны, равновесная температура на некотором расстоянии ниже волны составляет всего 7000 К. На рис. 29.11 приведены для сравнения кривые изменения температуры в критической точке теплоизолированного тела с притупленным носком при его полете в двух атмосферах в диссоциированном и ионизированном воздухе (реальный газ) и в воздухе без учета названных процессов (идеальный газ). [c.350]

Теплота парообразования представляет собой, как уже указывалось в 3.4, существенно положительную функцию температуры (рис. 6.10). В критической точке, где ьсе различия между жидкостью и газом исчезают, теплота испарения г обращается в ноль. [c.430]

В критической точке, где все различия между жидкостью и газом исчезают, теплота испарения г обращается в нуль. С уменьшением температуры величина г возрастает. [c.233]

При обтекании тел газом с большими сверхзвуковыми скоростями большие температуры получаются не только в критической точке. Действительное распределение температур по поверхности обтекаемого тела связано с процессами диссоциации и ионизации газа и с отсутствием адиабатичности, что обусловлено свойствами вязкости, излучением и теплообменом между газом и обтекаемым телом. Поверхность тела при движении его в газе может сильно нагреваться, плавиться и испаряться. Головные части баллистических и космических ракет при входе в плотные слои атмосферы сильно оплавляются, головки баллистических ракет или космические аппараты не сгорают полностью только благодаря кратковременности их движения в атмосфере в таких условиях. Проблема борьбы с нежелательными эффектами сильного нагревания тел на больших сверхзвуковых скоростях полета в атмосфере является одной из основных аэродинамических проблем. Она связана с выбором материалов и разработкой форм конструкций летательных аппаратов. [c.42]

Величина коэффициента сжимаемости в критической точке для различных веществ лежит в пределах 2к = 0,23— 0,33. При температурах от до = 2 2,2)Тк все изотермы имеют минимум. Следовательно, в этой области при постоянной температуре отклонения от идеального газа с ростом давления вначале увеличиваются, а затем уменьшаются. [c.23]

Как видно из рассмотрения кривой инверсии (рис. 7-15), изобары р < Ри дважды пересекают кривую инверсии (точки 6 и а) перемещаясь по изобаре в область высоких температур, мы из области < О (нагрев газа при дросселировании) попадаем в область > О (охлаждение газа при дросселировании), а затем при весьма высоких температурах, в несколько раз превышающих критическую температуру, вновь попадаем в область а,- < 0. При давлениях р > Ра при любой температуре а,- < 0. Точка максимума кривой инверсии называется критической точкой инверсии. Как показывают расчеты, для ван-дер-ваальсовского газа параметры критической точки инверсии таковы [c.245]

Эти два агрегатные состояния обладают относительной различимостью только при давлениях и температурах, меньших критических. Сами термины жидкость , газ имеют смысл лишь при наличии обеих фаз в системе. При перемещении точки, изображающей двухфазную систему жидкость — газ , вдоль кривой равновесия фаз масса каждой фазы сохраняется. Однако по мере приближения к критической точке свойства обеих фаз сближаются. Сравниваются удельные объемы (плотности), уменьшается поверхностное натяжение, все меньше становится удельная теплота перехода. Наконец, в критической точке всякие различия пропадают, исчезает граница раздела, двухфазная система становится однофазной. В закритической области имеется лишь одно состояние вещества, которое, в сущности, незаконно называть жидкостью или газом. [c.202]

П р и м е р 4. Торможение газа оказывает большое влияние на условия работы лопаток газовой турбины (рис. 4). В этом случае в критических точках лопаток 2 и вблизи поверхности, где скорость близка к нулю, = Т1 + 5(гУ1/100)2. Относительная скорость газа и>1 достигает 300 м/с, поэтому температуру кромки лопатки часто принимают на 40-45° больше Тх. [c.84]

Казалось бы, что для заданной температуры и измеренного давления р можно определить плотность р из уравнения состояния. Однако термометр, помещенный в газовый поток, отнюдь не показывает истинную температуру газа. В самом дело, согласно сказанному в 10, в критической точке всегда возникает повышение температуры. Повышение температуры возникает также и на боковых поверхностях термометра — вследствие трения движущегося газа. Величина этого повышения не постоянная, она зависит от вязкости и теплопроводности для воздуха она лишь немного меньше повышения температуры в критической точке. Более или менее надежное измерение температуры можно выполнить при помощи термоэлемента, помещенного внутрь полутела, выполненного в виде трубки Пито. Ио для того чтобы получить истинную температуру газа, надо из отсчитанной температуры вычесть ад" [c.411]

Существует для каждого вещества критическая температура 7 р и соответствующая изотерма в плоскости р, 1/р). Если 7 > Т кр 1 ство находится в газообразной фазе, и соответствующая изотерма подчиняется формуле Клапейрона — Менделеева тем точнее, чем дальше Т от По мере приближения к (но не очень близко) изотермы уже соответствуют закону Ван-дер-Ваальса. Если же температура изотермы меньше критической, то при малых плотностях (1/р > на рис. 70) вещество находится в газообразной фазе. При а <1/р <Ь наступает неустойчивое состояние среды при постоянном (в среднем) давлении (давление парообразования р ), когда в газе появляются центры конденсации молекул и часть среды находится в жидкой фазе, а другая — в газообразной паровой фазе. При 1/р <а, когда плотность увеличивается во много раз, вещество переходит в жидкую фазу при этом Т <. [c.280]

Примечательно, что при Рг = 1 величина Ъ в точности равна единице. Следовательно, при продольном обтекании плоской пластины газом с числом Прандтля Рг = 1 и со скоростью Uoo тепло, возникающее вследствие трения, нагревает пластину так, что температура ее повышается на величину, равную повышению температуры в критической точке вследствие адиабатического торможения течения от скорости Uoo до нуля. [c.282]

Если скорость й кр выразить не через температуру торможения Го, а через температуру газа в том сечении, где местная скорость течения газа и местная скорость звука равны, т. е. через критическую температуру Гкр, то на основании формулы [c.328]

У перегретого пара температура при данном давлении выше нежели температура насыщения, соответствующая тому же давлению. При низких давлениях перегретые пары приближаются к совершенным газам и подчиняются их законам чем выше давление, тем больше отклонение перегретых паров от этих законов. При данном давлении отклонение тем меньше, чем выше перегрев, т. е., чем выше температура таким образом, максимальное отклонение совпадает с предельным состоянием насыщения. В критической точке имеем [c.596]

В отличие от кристаллических твердых тел в жидкостях координационное число не является константой, а сильно меняется при изменении термодинамического состояния. Для инертных газов при температурах ниже критической N1, по-видимому, меняется от значений порядка 3,7 + 0,5 в критической точке до 10 2 в тройной точке разброс здесь связан с выбором метода. Для более общего случая жидкости или плотного газа N1 обычно меняется от нуля при нулевой плотности до значений, несколько превышающих значение [c.61]

Удовлетворительное описание качественных характеристик жидкости или газа вблизи критической точки дает классическая теория Ван-дер-Ваальса. (В настоящей главе слово классическая применяется именно в этом смысле и, следовательно, неклассическая теория еще не означает квантовую или релятивистскую.) Фишер [24], однако, показал, что некоторые следствия из уравнения состояния Ван-дер-Ваальса вытекают также почти из всех приближенных уравнений состояния и в действительности являются следствиями более общего предположения, согласно которому вблизи критической точки свободную энергию и давление можно, разложить в ряд Тейлора по степеням плотности и температуры. [c.234]

Форма поверхности, ограничивающей область трехфазного равновесия, может быть различной. На рис. 4 проекция фигуративной точки, соответствующей составу системы в критической точке высшего порядка, при более низких температурах будет находиться внутри области трехфазного равновесия. Такую форму поверхности трехфазного равновесия имеет система уксусная кислота—вода—бутан [6, 7]. Но купол поверхности трехфазного равновесия может быть вытянут к одной из сторон треугольника составов. В этом случае, если состав системы равен ее составу К .п, тогда при всех более низких температурах система будет находиться в области двухфазного равновесия ншдкость—газ. Трехфазное равновесие в подобных системах будет наблюдаться только в интервале температур между температурами критических конечных точек равновесия жидкость—жидкость и жидкость—газ. [c.58]

На рис. 2 изображены проекции критических кривых на плоскость треугольника. При температурах меньших, чем Ткр. NHз, критическая кривая начинается и кончается на одной стороне треугольника — N3 —NHз. При температурах больших, чем Гкр. она соединяет критические точки равновесия газ — газ в двух двойных системах. При критической температуре аммиака критическая кривая приходит в критическую точку КНз. [c.120]

Температура газа в критической точке. Если поток обтекает твердое тело, то, как известно из б, на передней стороне тела всегда имеется так называемая критическая точка, в которой скорость равна нулю и происходит разветвление потока. Так как скорость в критической точке минимальна, то по уравнению (27) температура в ней достигает максимального значения Ттлх- Для того чтобы определить, насколько повышается от торможения потока температура в критической точке, применим уравнение (27) к двум сечениям в струйке, набегающей иа тело. Одно сеченхте возьмем ыа бесконечности перед [c.98]

Ракета с зат>отле ным носком входит в земную атмосферу. Скорость ракеты на высоте 60000 м, ра вна 6000 м1сек. Радиус кривизны носка 1,8 м. Вычислите плотность теплового потока в критической точке, пренебрегая излучением высокотемпературных диссоциированных газов за ударной волной. Вычислите также равновесную температуру поверхности, в критической точке. Считайте, что поверхность теплоизолираваяа и излучает в 01кружак>щую среду, как черное тело. Определите. скорость абляции мм мия) графитового защитного экрана носка ракеты. [c.407]

НО, что влияние отношения температур Т Т а коэф-фиц ент теплообмена сравнительно мало на непроницаемых поверхностях и весьма существенно на проницаемых поверхностях, особенно при обтекании газом цилиндров круглого сечения. Вдув охлаждающего газа значительно уменьшает коэффициент теплообмена. В областях с большими величинами коэффициента теплообмена (критическая точка и ее окрестность) существенное уменьшение коэффициента теплообмена достигается при отно-сительно большом расходе охлаждающего газа. Расчеты показывают, что для поддержания постоянной температуры стенки расход охлаждающего газа в критической точке пропорционален корню квадратному из градиента скорости (1и 11с1х. С уменьшением радиуса кривизны цилиндрического тела в критической точке градиент скорости йи х1йх растет, а вместе с тем увеличивается необходимый расход охлаждающего газа. Вниз по течению от критической точки [c.277]

Представленная на рис. 1.13, г, р-диаграмма для СО2 имеет вид, характерный для всех реальных газов. Как видно из этой диаграммы, отклонения свойств реального газа от идеального различны для разных областей параметров состояния и достигают максимального значения вблизи критической точки. Коэффициент сжимаемости в критической точке 2к для различных веществ лежит в пределах 0,23—0,33. При температурах от Тк до Т б = = (2-5-2,2)Гк все изотермы имеют минимум. Следовательно, в этой области при постоянной температуре отклонения от идеального газа с ростом давления вначале увеличива-йтся, а затем уменьшаются. [c.21]

Однако закон соответственных состояний выполняется лишь приближенно. Показать это можно на следующем примере. Так как из закона соответственных состояний следует, что значения коэффициента сжимаемости подобных веществ при одинаковых приведенных температуре и давлении т и я должны быть равны, то, в частности, значение этого коэффициента в критической точке 2к= —pкVк RTк для всех веществ должно быть одинаково. В действительности же для реальных веществ значение этой величины не одинаково, а лежит в интервале 0,23— 0,33, что свидетельствует о приближенном характере закона соответственных состояний. Этот закон лучше выполняется для газов в области высоких температур (т>1,2) и хуже при приближении к двухфазной области "и в области жидкости. [c.36]

Обозначим отношения давления, температуры и удельного объема газа, лодчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса, к значениям этих величин в критической точке следующим образом [c.180]

Повышение степени балластирования выходных газов ГТУ инертными газами ухудшает полноту сгорания топлива и сужает область его устойчивого горения в зависимости от коэффициента избытка воздуха. Существует некая критическая точка, ниже которой горение дожигаемого топлива невозможно. По данным Всероссийского теплотехнического института (ВТИ) при температуре газов в пределах 400—550 °С и объемной концентрации кислорода в окислителе 13—19 % устойчивое горение возможно при избытке воздуха а = 4—5. При объемной концентрации О2 менее 15 % и температуре окислителя 100—150 °С интервал устойчивой работы горелочного устройства резко сужается. Таким образом, при определенных условиях (Сд < 13—13,5 % и [c.84]

Изобразим на PF-плоскости систему изотерм Ван-дер-Ваальса, исправленных в соответствии с правилом Максвелла (рис. 22) (область горбов и впадин заменена изобарой). Кривые, соединяющие начальные и конечные точки изобар, сходятся в критической точке и делят РК-плоскость на три области. Область, ограниченная кривой АК и верхней частью критической изотермы, представляет собой область жидкого состояния. Область, лежащая внутри куполообразной кривой АКБ (она называется кривой сосуществования), описывает двухфазные состояния — жидкость и насыщенный пар. В области, лежащей выще критической изотермы и правее кривой ВК, двухфазное состояние невозможно, и с ростом температуры и объема изотермы приближаются по форме к изотермам идеального газа PV = = onst. Следовательно, мы можем придать следующий физический смысл параметрам Ркз Ук, Рк- Критическое давление есть максимальное давление насыщенного пара, критический объем представляет собой максимальный объем 1 моля жидкости и критическая температура есть максимальная температура, при которой вещество может существовать в жидком состоянии. По мере приближения к критической точке разность молярных объемов пара и жидкости К — Pi уменьшается, и в критическом состоянии она обращается в нуль. Это значит, что в критической точке вообще исчезает различие в физических свойствах жидкости и пара. [c.56]

Массивы численных данных фонда содержат основные физические константы для 432 индивидуальных веществ температура нормального кипения температура, давление, плотность и сжимаемость в критической точке фактор ацентричности параметры функций для потенциальной энергии парного взаимодействия Леннард-Джонса и Штокмайера коэффициенты температурной зависимости энтальпии и изобарной теплоемкости в состоянии идеального газа. [c.15]

Критическая точка — особая точка двухфазного равновесия. Если ниже критической температуры при пересечении кривой двухфазного равновесия возникает бесконечно малое количество новой фазы с другой плотностью (фазовый переход I рода),то в критической точке во всем объеме возникает новое качество — двухфазность, хотя свойства фаз отличаются бесконечно мало. Возникновение во всем объеме вещества состояния, бесконечно мало отличающегося по своим свойствам от предыдущего, ха рактерно для фазовых переходов II рода, при этом симметрия тела меняется скачком [1]. Поскольку жидкость и газ —состояния с одинаковой симметрией, аналогию между критической точкой и фазовыми переходами II рода можно сформулировать, если формально двухфазное (неоднородное) состояние флюида [c.10]

Теплота испарения г жидкости представляет собой, как уже указывалось в 6-6, существенно положительную функцию температуры. Вид этой зависимости показан на фиг. 8-6. В критической точке, где все различия между жидкостью и газом исчезают, теплота испарения обращается в нуль. С уменьшением температуры теплота возрастает. Из фиг. в- , относящейся к гелию, видно, что при достаточно низких температурах теплота испаре- [c.162]

При помощи ударной трубы возможно создание высокотемпературных потоков газа в широком диапазоне плотностей. Несмотря на кратковременность процесса, быстродействующая аппаратура дает возможность проводить тепловые замеры. Более того, кратковременность действия потока имеет даже определенные преимущества, так как с высокой точностью позволяет считать процесс передачи тепла стенкам одномерным. Результаты многих работ [1—4], в которых изучалось развитие пограничного слоя и теплообмен на стенке ударной трубы с помощью тонкопленочных термометров сопротивления, показали, что температура поверхности стенки трубы может быть измерена очень точно. Поэтому в настоящее время появилось два метода измерения коэффициентов переноса, в основе которых лежат результаты измерений теплопередачи к стенкам ударной трубы. Впервые численное решение задачи теплообмена было получено в работе [5] и экспериментально проверено в работе 61, в которой авторы измерили теплообмен в критической точке тупоносого тела, помещенного в ударную трубу. Результаты работы 6] в основном подтвердили теорию, изложенную в работе [5], но при этом обнаружилось, что теплообмен в сильной степени зависит от числа Ье (числа Люиса) и вязкости газа поэтому получить данные о коэффициенте вязкости высокотемпературного газа в невоз-ыущенном потоке было практически невозможно. Авторы работы [7] используя теорию, предложенную в работе [5], а также результаты работы [8], дающей теоретический анализ ламинарного пограничного слоя на стенке ударной трубы, показали, что тепловой поток на боковой стенке очень слабо зависит от числа Люиса. Поэтому в соотнощении для теплообмена единственной неизвестной можно считать коэффициент вязкости в невозмущенном потоке. Это позволило им, используя данные по определению теплового потока к стенкам ударной трубы, при сравнении с численными решениями уравнений пограничного слоя на стенках получить экспериментальные результаты по определению коэффициента вязкости диссоциированного кислорода. Оценивая результаты эксперимента, они пришли к выводу, что на теплообмен к боковой стенке очень слабо влияет фитерий Прандтля, число Люиса, а лучистый тепловой поток в диапазоне температур 2000—4000° К еще пренебрежимо мал. Погрешность экспериментальных данных о вязкости, полученных по этой методике, оценивается авторами в пределах 16%- Сравнение полученных опытных данных с данными, рассчитанными по формуле [c.217]

Таким образом, критическая изотерма определяет две характерные области изменения состояния. В области, расположенной ниже критической температуры (Гк), с ростом температуры зигзагообразная часть изотермы постепенно выравнивается, отрезки АВ, А В и А"В" уменьшаются, а значения трех действительных корней постепенно сближаются. При достижении критической изотермы HKL три точки А, С и В сливаются в одну критическую точку К. В критической точке все три корня уравнения (1.26) совпадают, т. е. существует лишь одно значение удельного объема Ук, соответствующего температуре Гк н давлению рк. В области выше критической изотермы с ростом температуры изгиб изотерм постепенно исчезает и при достаточно высокой температуре изотермы реального газа приближаются к изотермам идеального газа, подчиняющегося уравнению pv=RT. Линия, соединяющая точки А. А, А", К (фиг. 1. 12), называется нижней пограничной кривой, а линия, соединяющая точки В, В, В", К,— верхней пограничной кривой. Нижняя и верхняя пограничные кривые, а также кривая r= onst, проходящая через точку К, разбивают плоскость v—p на три характерных области [c.31]

Надежные измерения поправки Орнштейна — Цернике вблизи критической точки газ — жидкость почти совершенно отсутствуют. В большинстве экспериментов по рассеянию света в газах в критической области (С2Н4, 8Гб, СО2) измерения проводились либо для фиксированного угла рассеяния (обычно 0 = 90°), либо в проходящем свете [28, 7, 135, 136, 15, 170]. Поэтому в настоящее время едва ли можно говорить об определении корреляционной функции или сжимаемости вблизи критической точки но результатам измерения рассеяния света. Авторы настоящей статьи произвели некоторые предварительные измерения ) рассеяния видимого света в СО2 в области критической опалесценции в интервале углов 15° < 0 <С 135°. В этом интервале не обнаружено угловой зависимости даже при температурах, отличающихся от критической на одну сотую градуса. Однако, поскольку вблизи критической точки не замечено соответствующего возрастания коэффициента экстинкции, вполне возможно, что при Т — Гс < 0,1 °С многократное рассеяние уже маскирует истинное поведение, согласующееся с теорией Орнштейна — Цернике. [c.117]

Резкое уменьшение в газах вблизи критической точки ширины ре-леевской компоненты, пропорциональной коэффициенту температуропроводности к/рСр, обусловлено значительной аномалией удельной теплоемкости Ср. Вдоль критической изохоры в области надкритических температур и вдоль кривой сосуществования в области подкри-тических температур справедлива зависимость [c.138]

Вязкость измерена для целого ряда систем жидкость — газ. Например, согласно данным Мишеля и др. [50] по двуокиси углерода, вязкость имеет пик в критической точке (фиг. 19). Сэнджерс [68], однако, отмечает, что использованный метод капиллярных потоков ненадежен из-за больших градиентов плотности вблизи критической точки. Более поздние и более точные измерения Кестина и др. [41] показали, что эффект значительно меньше. Из этой работы следует, что если для СОг такой критический эффект и существует, то он ограничен областью температур Т — Тс /7 с <С 1% и его [c.264]

На рис. 6 приведена призма, построенная так же, как и рис. 3. В ней вычерчена критическая поверхность системы, ограниченная тремя критическими кривыми двойных систем. Через максимумы на критических кривых (проекции на треугольники составов) проведена кривая двойных гомогенных точек. При низких температурах она проходит вблизи стороны Не — С2Н4, а при температуре около 40° С резко поворачивает к стороне Не — СО2 и идет почти вертикально вверх. При еще большей температуре кривая может окончиться либо в критической точке равновесия газ — газ системы Не — СОа, либо на кривой кристаллизации. При низких температурах кривая двойных гомогенных точек мон<ет закончиться в точке минимума [9, 10] на критической кривой системы СО2 — С2Н4. По данным В. Я. Масленниковой, критическая кривая этой системы от критической точки этилена направляется в сторону высоких температур. [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...