Механика газов

Прикладная газовая динамика, выросшая в самостоятельную учебную дисциплину, является по существу частью механики газов. В такой же мере развивающаяся в последнее время гидравлика неизотермического течения жидкостей не может быть оторвана от гидромеханики. В этих дисциплинах наряду с законами механики принимаются в расчет законы термодинамики и основы учения о теплообмене. [c.8]

Поскольку газ также обладает свойством текучести, то многие теоретические положения, разработанные применительно к жидкому телу, могут быть распространены и на случай газообразных тел. Однако в нашем курсе гидравлики вопрос о газе рассматривать не будем. Этому вопросу посвящается особая дисциплина, называемая аэромеханикой ( механикой газа ). [c.12]

В теплообменниках основным видом теплотехнического процесса естественно, является теплопередача. Механика газов теплообменников имеет подчиненное значение и должна быть организована таким образом, чтобы процессы теплообмена протекали наиболее эффективно. [c.9]

Определение мощности энергетических устройств осуществляется на основании расчета механики газов для системы печи. [c.15]

Напротив, современная теория печей, в основу которой кладется принудительное движение газов в печах, рассматривает механику газов как наиболее важное и активное средство для управления процессами горения и теплообмена в топливных печах. [c.31]

Особенности механики газов в ограниченном пространстве рассмотрены в гл. П1 настоящей книги. [c.156]

Классификация по признаку режима теплообмена позволяет в одной классификационной группе объединить режимы работы печей различного технологического назначения и установить для каждой такой группы рациональные условия сжигания топлива и механики газов. Вместе с тем подобная классификация не исключает возможности классифицировать печи по различным другим признакам, например технологическому (чугуноплавильные, медеплавильные, прокатные, нагревательные, и т. д.), топливному (на твердом, жидком, газообразном топливе), конструктивному (шахтные, вертикальные, камерные, туннельные и т, д.), что, однако, не имеет отношения к обшей теории печей, так как в перечисленных выше печах, различных по типу, назначению и конструкции, могут происходить и развиваться теплообменные процессы одного и того же вида, подчиняющиеся одним и тем же закономерностям. [c.188]

Как уже отмечалось, механика газов является средством для управления процессами горения и теплообмена, и поэтому организация движения газов в рабочих камерах печей имеет первостепенное значение. В современных печах движение газов в рабочем пространстве обычно осуществляется за счет динамического воздействия горелок, поэтому динамические характеристики горелок и их размещение на печи играют решающую роль. При рассматриваемом режиме теплообмена имеет также значение размещение отверстий для отвода продуктов горения. [c.215]

Таким образом, механика газов в рабочем пространстве печей, работающих по принципу прямого направленного теплообмена, должна характеризоваться наличием проточной части (факела) и циркуляционных зон. Так как подсос из окружающей среды в [c.244]

Если в условиях свободной конвекции механика газов зависит от взаимного расположения горячих и холодных поверхностей и, таким образом, при данных температурах определяется геометрическими характеристиками системы, то в условиях вынужденной конвекции механика газов является средством для управления процессами конвективного теплообмена. Как уже отмечалось, при вынужденной конвекции решающее значение имеет скорость и характер расположения поверхности нагрева по отношению потока. Из табл. 6 следует, что при нагреве тел вытянутой формы (трубы, прутки и т. д.) поперечное омывание эффективнее продольного, причем шахматное располол<ение тел в садке имеет некоторое преимущество перед коридорным. По этой причине при нагреве тел вытянутой формы теплоноситель с помощью перегородок заставляют двигаться зигзагообразно, с тем чтобы обеспечивалось поперечное обтекание поверхности нагрева. Отчасти по этой же причине конвективный теплообмен лучше происходит при поперечном движении потока относительно движения поверхности нагрева (перекрестный ток), чем при противотоке или прямотоке. По значению среднего температурного напора противоток предпочтительнее прямотока, вследствие чего последний в конвективных печах применяется реже, только в тех случаях, когда начальная температура теплоносителя такова, что его нельзя направлять непосредственно на нагретый материал. [c.284]

Механика газов в слое сыпучих материалов существенно зависит от того, находится ли сыпучее в состоянии равновесия (покоя) или движется навстречу газовому потоку. Случай параллельного движения газа и сыпучего для шахтных печей встречается редко и здесь не рассматривается. Рассмотрим прежде всего движение газа через слой неподвижного сыпучего материала, образующий вертикальный цилиндр. Предположим, что отношение диаметров шахты и куска велико (- >20) и поэтому [c.315]

По поводу упрош,ения задачи при наличии малых значений числа М нужно еще заметить следующее. В механике газов условие М< 1 считают обусловливающим практическую неизменяемость плотности газа в поле течения. Это вполне основательно, поскольку рассматриваются адиабатные процессы. Изменения давления и температуры в таких процессах имеют только механическое происхождение и при М<1 оказываются настолько слабыми, что не способны заметно влиять на плотность газа — газ становится как бы несжимаемым и ведет себя точно так же, как и подходящая жидкость с постоянной плотностью. Если, однако, из области механики перейти в область явлений теплопередачи, где течение газов изучается в условиях теплообмена с окружающей средой, то неизменяемость плотности уже нельзя полагать автоматическим следствием малости значений М. При наличии теплообмена можно произвольным образом менять температуру газа, а вместе с нею и плотность, независимо от существующего давления и условия, что М< 1. Плотность газа можно считать постоянной, если только одновременно с условием М< 1 в поле течения действуют незначительные разности температур. Более того, в некоторых случаях выполнение этих двух предпосылок недостаточно для сведения задачи к варианту абсолютно несжимаемой жидкости. Так, при свободной конвекции, возбуждаемой обычными отопительными приборами, разности температур и величины скоростей могут быть ничтожными, однако все развитие явления целиком вызывается тепловым расширением среды, [c.89]

ДИНАМИКА РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ — раздел механики газов, в к-ром изучаются явления, требующие учёта молекулярной структуры, привлечения представлений и методов кинетической теории газов. Толчком к бурному росту исследований в атой области и образованию на стыке газовой динамики, и кинетич. теории газов самостоятельной дисциплины — Д. р. г.— послу-и ило развитие вакуумной техники и космонавтики, что и обусловило её название Д. р. г. паз. также м о-лекулярной газодинамикой. [c.620]

Характерно, что даже для невырожденного (т. е. с достаточной точностью подчиняющегося классич. механике) газа выражения для свободной энергии и хим. потенциала содержат постоянную Планка Я. Это обусловлено отмеченной ранее связью энтропии с понятием числа квантовых состояний. [c.669]

Скорость распространения малых возмущений (скорость звука) играет важнейшую роль в механике газа. Хорошо известно, что законы движения газа суш,ественно различны в зависимости от того, в каком соотношении находятся скорость движения газа и скорость распространения звука. [c.78]

Ценность классов, точных в указанном выше смысле, решений определяется мно гими факторами. Прежде всего важна физическая содержательность таких решений. Для целого ряда физических и механических явлений удается получить аналитические решения и дать их подробный анализ (несколько таких ситуаций будет описано в разделе II), хотя, конечно, их построение — редкая удача. Знание аналитического представления решения особенно ценно при большом количестве входных парамет ров тогда обычно легко проанализировать свойства такого решения и использовать его с целью оптимизации каких-либо характеристик. Если решения содержат различные особенности, в частности физического плана (например, ударные волны, контактные разрывы, пограничные слои в механике газа и жидкости), их естественно использовать и в качестве тестов при исследовании точности приближенных численных методов. Знание типовых аналитических представлений, передающих локальные особенности возникающих в физической задаче решений, очень существенно также для повышения эффективности и качества численных расчетов, когда эти особенности выделяются аналитически явно и рассчитываются лишь достаточно гладкие поля физических величин. [c.15]

Традиционный подход в механике газа, жидкости, твердого деформирования тела основывается на понятии сплошной среды [60, 67, 167, 174] и приводит к построению континуальных моделей сред, которые выражаются в терминах интегральных или дифференциальных законов сохранения для основных параметров среды, являющихся функциями непрерывных координат и времени, определенной гладкости и заданными начально-краевыми условиями, с учетом конкретных реологических свойств среды (упругость, вязкость, пластичность и т. д.). Для построения приближенных методов решения эффективны вариационные формулировки моделей [1, 23 33], следующие из общих вариационных принципов механики сплошных сред. [c.83]

Анализом работы Чаплыгина О газовых струях мы начинаем историю одного из интереснейших периодов в развитии газовой динамики, хронологические рамки которого ограничиваются началом 90-х годов XIX в. и серединой 30-х годов текущего столетия. Для этого периода характерно открытие новых эффектов сжимаемости, углубление связей механики газа с физикой и химией, появление новых разделов газовой динамики, сохранивших свое значение до наших дней. [c.310]

Существенный момент в развитии механики газа — включение в круг ее задач явлений истечения паров и газов, явлений, изучавшихся в XIX в. и привлекших особое внимание ученых в конце XIX — начале XX в. в связи с созданием сопла Лаваля. [c.315]

Впервые А. Стодола (1903), а затем Л. Прандтль (1904) на основе наблюдений установили, что в сопле Лаваля может осуществляться стационарное сверхзвуковое течение, и если давление на срезе сопла достаточно велико, то внутри сопла образуются скачки уплотнения . Тем самым была дана физическая картина течений в сопле Лаваля и найдена основа для построения теории сопел. В первых исследованиях сопла Лаваля, как и в других задачах механики газа того времени, ограничивались моделью одномерного сверхзвукового течения. Л. Прандтль (1904) только начал заниматься двумерной задачей распространения ударных волн. Ж. Адамар (1901) высказал лишь общие соображения относительно трехмерных разрывных потенциальных и вихревых течений газа. [c.315]

Именно в эти годы началось формирование газовой динамики как самостоятельного раздела механики сплошной среды. Исследования по газовой динамике развивались широким фронтом, и трудно указать проблему, которая не была бы уже тогда в поле зрения ученых. Особое значение стало приобретать изучение дозвуковых течений газа. Зачинателями ряда оригинальных исследований были советские ученые, которые выполнили работы по течениям газа с дозвуковыми скоростями, пограничному слою, около- и сверхзвуковым течениям. Отличительной чертой работ советских ученых по механике газов является решение задач в комплексе, общность их постановки. [c.317]

К середине 30-х годов в области механики газов был накоплен достаточный теоретический и экспериментальный материал, появилась необходимость в его обсуждении. С этой целью созывались специальные конференции по газовой динамике, проблемы сжимаемой жидкости ставились на конференциях, посвященных вопросам механики и смежных с нею областей. Так, например, в 1934 г. в СССР проходила Всесоюзная конференция по изучению стратосферы , наметившая широкую программу исследований по механике сжимаемых сред создание уточненной теории крыла при дозвуковых скоростях, теории турбулентного пограничного слоя в сжимаемой жидкости, теории обтекания сверхзвуковым потоком затупленных впереди тел, теории пространственного течения с до- и сверхзвуковыми скоростями, теории смешанного течения с до- и сверхзвуковыми скоростями. Те же проблемы, кроме теории обтекания затупленных впереди тел, обсуждались на конференции по большим скоростям в авиации, состоявшейся в Риме в конце 1935 г. [c.320]

С другой стороны, в настоящее время механика сплошной среды преподается как единая дисциплина, включающая в себя механику газов, жидкостей, твердых тел и иных возможных сред. Слушателям таких курсов предлагается общая теория законов поведения, определяющих свойства любых сплошных сред. [c.7]

Одномерное течение газа в связи с многочисленными его приложениями к расчету реактивных двигателей и других газовых аппаратов представляет в настоящее время едва ли не самый разработанный раздел современной механики газа. Литература в этой области весьма обширна и разнообразна. [c.210]

В книге изложены теоретические основы печной теплотехники характеристики промышленного топлива, расчеты процессов его горения и основы теории горения, механика газов, теплопередача и закономерности процесса сушки. Приведены сведения об огнеупорных материалах, а также рассмотрены элементы конструкций и конструкции топливных н электрических печей различного технологического назначения, применяемых на машиностроительных заводах. Приведены примеры полного расчета печей и их отдельных элементов. [c.2]

Современный курс Промышленные печи , являясь комплексной дисциплиной, разделяется на три основные части. Такое подразделение положено и в основу настоящей книги. В соответствии с этим в первой части книги излагаются теоретические основы вопросов, связанных с работой печей различного технологического назначения топливо и его горение, Механика газов, основы теплопередачи и нагрев металла, а также сушка литейных форм и стержней. [c.6]

Настоящая книга написана в соответствии с программой, утвержденной Минвузом СССР, и предназначена в качестве учебника для студентов вузов горных специальностей. Она является переработанным и дополненным переизданием учебника Гидравлика и гидропривод этих же авторов, вышедшего в 1970 г. По сравнению с первым изданием здесь более полно, с использованием новых данных рассмотрены вопросы механики газов, кинематики жидкости, подобия потоков, теории и эксплуатации гидропневмоприводов. [c.6]

Независимо от Больцмана и Максвелла развернутую и законченную систему статистической механики газов— статистической термодинамики создал скромный преподаватель йельского университета в США Джо-зайя Уиллард Гиббс. По цельности, глубине и охвату она превосходила теорию Больцмана, но утверждала те же идеи. [c.167]

Если, согласно гидравлической теории В. Е. Грум-Гржимай-ло, печи наилучшим образом работают при естественном движении газов, т. е., иными словами, при этом условии наилучшим образом протекают процессы горения и теплообмена, то это означало, что механике газов приписывалась пассивная роль, поскольку естественное движение газов поддается ограниченному управлению и определяется изменением удельного веса печных газов вследствие развития теплообменных процессов. [c.31]

Недостатком исследований Р. Пистора и К. Руммеля является изучение процессов горения на огневом стенде при недостаточном изучении механики газов и в отрыве от теплообмена, что несколько сужает возможности использования выводов при решении конкретных задач. [c.169]

В печах, где сжигание топлива осуществляется по принципу поверхно стно го горения, характер движения газов в самом рабочем пространстве существенного значения не имеет. Однако ввиду больших скоростей движения газов, обусловленных относительно малыми размерами рабочего пространства, влияние теплопередачи конвекций делается ощутимым не только по отношению К кладке, но и по отношению к поверхности нагрева. Как и в разобранном выше случае, отводы продуктов горения следует располагать вблизи поверхности нагрева. Важнейшую роль играет механика газов вблизи керамической поверхности, где протекает процесс поверхностного горения. Необходимо, чтобы в горяишй слой у этой поверхности не попадали вследствие подсоса возврата относительно холодные продукты горения из зоны, прилежащей к поверхности нагрева. [c.263]

Для каждого исследовавшегося тела (шар, конус, цилиндр, пластина) зона исследований ограничена по числу Re, М, Кп. Во всех этих опытах производились измерения лишь средних характеристик теплообмена и сопротивления, что затрудняет их использование при построении рациональной теории для этой области механики газов. Таким образом, задачи о теплообмене и трении в промежуточной области течения в настоящее время могут успешно решаться лишь на базе соответствующего экспериментального исследования. [c.463]

При рассмотрении движения газа с достаточно большими скоростями (этот раздел механики газа называется "газовой динамикой") целесообразно ввести скорость распространения малых возмущений, называемую чаще скоростью звука. Из курса физики известно, что для любой сплошной сроды сс величину можно подсчитать ло формуле [c.122]

Применение уравнений движения разреженных газов (уравнений Барнетта) к расчету конкретных потоков, в частности к пограничному слою, представляет пока еще непреодолимые трудности. В работах этого нового направления физической механики газов продолжают пользоваться уравнениями Навье — Стокса, но в качестве граничных условий принимают в том или другом виде условия скольжения и аккомодации. В настоящее время имеются специальные руководства по динамике разреженного газа ). [c.656]

Наиболее оригинальные части трактата — X, XII, XIII отделы. В отделе X изучается механика газов. Здесь приводится известный закон Бойля — Таунлея — Мариотта обратной пропорциональности давлений и объемов газов, рассматривается отклонение от этого закона для высоких плотностей. [c.180]

В решении теоретических проблем механики газа большую роль сыграла работа А. А. Фридмана (1922) которая посвяш ена обш,им вопросам гидродинамики сжимаемой жидкости. Фридман дал подробный кинематический анализ движения сжимаемой жидкости и методику отбора из числа кинематически возможных движений тех, которые являются динамически возможными, т. е. удовлетворяют уравнениям гидродинамики. Идеи Фридмана были впоследствии развиты Б. И. Извековым, И. А. Кибелем, Н. Е. Кочи-ным и другими учеными и получили широкое применение при решении различных задач газовой динамики, главным образом в метеорологии., [c.312]

Изучение явления детонации связало механику не только с физикой, но и с химией, и не без основания в 1905 г. Жуге ввел понятие химической механики (me anique himique) . Теория взрыва и детонации стала предметом 315 и механики газа. Тогда же были поставлены вопросы о скорости и условиях протекания химической реакции в детонационной волне, о механизме воспламенения горючей смеси при детонационном распространении пламени, систематическое исследование которых приходится на 30-е — начало 40-х годов XX в. [c.315]

Основной результат метода Чепмена — Энскога заключается в возвращении к макроскопическому описанию Навье — Стокса — Фурье путем соответствующего разложения определенных решений уравнения Больцмана. Таким образом, можно ожидать, что теория Чепмена — Энскога гораздо точнее теории Гильберта. С другой стороны, рассматривая высшие приближения метода Чепмена — Энскога, мы получаем дифференциальные уравнения все более высокого порядка (так называемые барнеттовские и супербарнеттовские уравнения), относительно которых ничего неизвестно, нет даже должных граничных условий. Эти уравнения более высокого порядка никогда не имели заметного успеха в описании отклонений от механики газа как континуума. Более того, предварительный анализ проблемы граничных слоев, по-видимому, дает одинаковое число граничных условий для приближений любого порядка (см. следующий параграф), в то время как порядок производных увеличивается. [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...