Механические воздействия рабочего тела

МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА [c.45]

При определении полного количества механических воздействий рабочего тела полагаем, что в каждый момент процесса превращения тепла в работу все частицы рабочего вещества, составляющие тело в этот момент (все действующие элементы рабочего тела), участвуют в общем элементарном процессе, образуя единое энергетическое целое. Другими словами, в каждый момент процесса тотальные механические воздействия рабочего тела, протекающие на границе тела, совершаются сопряженно с параллельно протекающими локальными механическими воздействиями. [c.45]

Механические воздействия, воспринимаемые или производимые рабочим телом, проявляют себя изменением двух механических свойств рабочего тела — объема рабочего тела и удельного объема рабочего вещества. Факт самостоятельного в значительной мере независимого существования двух механических параметров состояния рабочего тела непосредственно следует из зависимости [c.45]

Таким образом, двойственность энергетических и механических свойств рабочего тела, установленная расширенными концепциями теплоты, работы и рабочего тела, приводит не только к радикальному изменению номенклатуры внешних воздействий, но также и к двум уравнениям аналитического выражения основного закона. [c.48]

В МГД-генераторе сильно нагрета только плазма и отсутствуют движущиеся детали, подвергаемые подобно лопаткам турбин одновременному воздействию больших механических напряжений и высоких температур. Возможность использовать огнеупорные материалы и применять охлаждение неподвижных металлических деталей, соприкасающихся с плазмой, позволяет повысить температуру рабочего тела, а значит, и КПД установки. Для температуры плазмы, равной на входе 7 i = 2500 К, а на выходе Гг = 300 К, теоретическое зна [c.183]

Общие сведения. Детали корпусов являются основными несущими частями, на которых монтируют остальные детали, узлы и механизмы машин, приборов и аппаратов, используются для герметизации (сохранения смазочного материала, жидких, газообразных и твердых рабочих тел и др.) и защиты конструкций от внешних воздействий (механических, коррозионных, тепловых и др.). [c.460]

Передача энергии в тепловой форме и передача энергии в механической форме, т. е. теплота и работа, являются способами энергетического воздействия окружающей среды на тело, поведение которого изучается. Под влиянием энергетического воздействия происходит изменение состояния рабочего тела, т. е. совершается термодинамический процесс. Характер процесса и особенности его протекания зависят от размера и направления теплового и механического воздействий. [c.19]

Из представления о равновесных процессах вытекает и представление об их обратимости. Если процесс происходит в результате бесконечно малых и сменяющих одна другую разностей давления dp и температур dT рабочего тела и внешней среды, то количественные соотношения между механическими и тепловыми воздействиями, определяющие взаимодействие рабочего тела и окружающей среды, по абсолютной величине будут одинаковы независимо от з ака dp и dT, т. е. иначе говоря, от направления процесса. В этом состоит характерная особенность обратимых процессов, заключающаяся в том, что в этих случаях рабочее тело в течение обратного процесса проходит в обратной последовательности через все состояния прямого процесса, а окружающая среда с возвращением в исходное состояние рабочего тела, также пройдя в обратной последовательности через все состояния прямого процесса, тоже возвращается в свое исходное состояние. [c.16]

В паровых и газовых турбинах превращение тепла в механическую работу осуществляется в результате двух процессов. В первом процессе пар или газ (рабочее тело) от начального состояния до конечного расширяется в соплах или насадках и приобретает большую скорость, во втором кинетическая энергия движущейся струи превращается в механическую работу. На рис. 30-1 изображена принципиальная схема работы турбины. В сопле 1 рабочее тело расширяется и приобретает большую скорость. Поток плавно направляется на изогнутые стальные пластины 2, называемые лопатками. Лопатки установлены на внешней поверхности диска 3. С наружной стороны лопатки скреплены отрезками полосовой стали 5, которые называют бандажом. На лопатках скорость струи рабочего тела изменяет свою величину и направление, вследствие чего возникают воздействующие на лопатки силы давления, приводящие во вращение диск 3 и вал 4, на котором он насажен. При этом вал 4, соединенный с машиной-орудием, совершает механическую работу. Диск с лопатками и валом называют ротором. Один ряд сопел и один диск с лопатками носит название ступени. [c.327]

Работа dLf.w не связана с изменением общего контурного объема рабочего тела (т. е. с общей объемной деформацией тела) и, следовательно, должна рассматриваться как особое механическое (деформационное) воздействие, которое не вписывается в рамки классической концепции механического воздействия. Поэтому работу dZ-Mo в отличие от обычной контурной работы будем именовать расходной миграционной работой тела. Эта работа совершается за счет внутренней энергии тела. [c.21]

В классической термодинамике для рабочего тела постоянной массы в соответствии с установленными двумя качественно различными видами воздействий определены две энергетические степени свободы — тепловая и механическая. [c.48]

Изложенный анализ степеней свободы относится только к рабочему телу в целом и не распространяется на элементарные частицы тела. Отдельная макроскопическая частица тела в силу условий своего выделения является физическим объектом постоянной массы. Поэтому отмеченные выше тотальные воздействия, производимые на поверхности тела, трансформируясь и объединяясь, доходят до отдельных фиксированных частиц тела и воспринимаются ими только в двух формах — тепловой и механической. [c.49]

При невозможности каких-либо априорных предположений о характере процесса с миграцией теплоносителя в той или иной тепло-механической системе остается только прямой путь — установление взаимосвязей между изменениями переменных состояния рабочего тела и количествами внешних воздействий. Обязательной важнейшей основой для решения этой задачи является условие [c.50]

Так как процессы при переменной массе рабочего тела рассматриваются одновременно с процессами при постоянной массе и первые процессы могут переходить во вторые, то показатель процесса должен в равной мере определять направленность тех и других процессов, т. е. должен быть единым для миграционных и контактных процессов. Третье условие к показателю процесса заключается в необходимости оценки направленности процесса как при постоянном, так и при переменном соотношении между тепловыми и механическими воздействиями, что означает необходимость оценки направленности процесса не только на конечном его интервале, но и в данный момент процесса. Из последнего условия следует, что исходное соотношение для показателя процесса должно иметь дифференциальную форму. [c.56]

При построении изложенных выше канонических описании изменения состояния рабочего тела переменной массы неизменно учитывался принцип несводимости качественно различных воздействий. Выражением этого явилось введение в зависимости (57) и (62) отношений тепловых воздействий к механическим. [c.64]

Таким образом из общих зависимостей теоретически подтверждается адиабатический закон изменения состояния рабочего вещества при постоянном объеме рабочей полости. Одновременно зависимость (38) подтверждает, что работа элементов рабочего тела, которая должна обеспечивать адиабатический закон изменения их состояния, действительно существует и что эта работа вызывается сопряженной с ней миграционной работой тела (внешнее миграционно-механическое воздействие). [c.66]

В современной теплотехнике имеются тепловые машины (в частности, ракетные двигатели), в которых процесс превращения тепловой энергии в механическую совершается при неизменном состоянии рабочего вещества. Если исходить из принятого в технической термодинамике определения термодинамического (тепломеханического) процесса как последовательности изменений состояния рабочего тела, то можно прийти к отрицанию наличия процесса в указанной машине. В термодинамике тела переменной массы тепломеханический процесс определяется как сумма последовательности внешних воздействий и изменений состояний рабочего тела и рабочего вещества. [c.82]

Наиболее эффективными рабочими телами будут те, которые обладают резко выраженными упругими свойствами, позволяющими в значительной мере деформироваться (изменять свой объем) под влиянием механических сил (давления) или термических воздействий (тепла, температуры), или, проще говоря, под влиянием комбинированных термомеханических воздействий. [c.26]

Материальные тела, входящие в термодинамическую систему, разделяют на источники теплоты и рабочие тела, которые под воздействием источника теплоты совершают механическую работу. [c.27]

Основными конструкционными материалами элементов котла являются углеродистая и легированная стали. Условия работы металла котла различны. Металл экономайзерной и испарительной систем котла работает под высоким давлением — до 25 МПа при относительно умеренных температурах рабочего тела—до 380°С. В пароперегревателе наряду с указанным высоким давлением имеет место и наиболее высокая температура рабочего тела — до 565°С. В воздухоподогревателе давление воздуха невелико (до 3 кПа) и внутренние механические усилия незначительны, но металл подвергается воздействию относительно высоких температур (до 450 °С) при ухудшенных условиях его охлаждения воздухом. [c.431]

Допустим, что термическим или механическим воздействием равновесие газа нарушено и начался процесс изменения его состояния. При этом в каждый момент времени система уже не находится в равновесном состоянии и величины давления р и температуры Т в каждой точке системы будут принимать новые значения. Поэтому состояние системы теперь нельзя точно характеризовать, задавая три параметра р, V и Т, а следовательно, такой процесс нельзя точно изобразить графически. Если же пользоваться усредненными по объему рабочего тела параметрами, то процесс изменения состояния можно приближенно изобразить графически. [c.26]

Выбор металла для службы при высоких температурах в такой же степени основывается на механической прочности, как и на сопротивлении металла химическому разрушению со стороны рабочей среды. Чем выше температура, агрессивнее среда и длительнее время ее воздействия, тем больше значение этого последнего фактора. Для современных турбинных установок, характеризующихся высокими температурами рабочего тела (пара, газа), первым требованием к металлу является требование надлежащего сопротивления коррозии. Только после того, как удовлетворено это требование, может делаться выбор на базе механической прочности. [c.322]

Движущая сила. Движуш,ей силой называется сила, которая приводит машину в движение. В любом случае движение может осуществляться лишь при воздействии на ведущее звено внешней силы в виде рабочего тела, не входящего в состав машины. Этим телом в одном случае может быть пар или газ, действующий на поршень тепловой машины или на лопатки ротора турбины, в другом, например, в электродвигателе — электромагнитное поле. Если иметь в виду станки или другие механические [c.168]

Трение является результатом сочетания различных видов взаимодействия, возникающих при контакте и относительном перемещении тел. Трение — сложное взаимодействие, которое проявляется в неизбежном протекании механических, физических, химических, электрических и других процессов. Причем соотнощение интенсивностей этих процессов может быть самым различным в зависимости от внешних механических воздействий, свойств трущихся материалов и физико-химического влияния рабочих сред. Естественно поэтому, что взаимодействие тел при трении не может быть описано простым фундаментальным законом. [c.113]

Любой термодинамический процесс совершается за счет механического или теплового воздействия окружающей среды на рабочее тело (например, сжатие или расширение рабочего тела, теплообмен). [c.15]

Воздействие внещней среды на рабочее тело осуществляется через контрольную поверхность и от нее передается внутрь рабочего тела. При однократном нарушении равновесия между рабочим телом и окружающей средой будет однократно нарушено внутреннее равновесие рабочего тела, которое затем, с течением времени, восстановится. Однако для протекания процесса, очевидно, требуется многократное и непрерывно происходящее нарушение равновесия между рабочим телом и окружающей средой. Выясним на основе рассмотрения примеров механического и термического равновесия, каковы должны быть условия, обеспечивающие равновесный характер протекания процесса. [c.26]

Проанализируем смысл выражения (9.8). Величина Ра характеризует внешнее воздействие (окружающей среды) на рабочее тело. Перемещение поршня S также характеризует свойство окружающей среды (в данном случае поршень относится к окружающей среде). Таким образом, величины Ре и 5 характеризуют изменения, происходящие в окружающей среде. Это означает, что величина W определяет количество энергии, переданное окружающей средой рабочему телу в механической форме. Ее можно определить по изменению параметров окружающей среды. Первый закон термодинамики позволяет утверждать, если энергия окружающей среды в результате взаимодействия с рабочим телом уменьшилась на величину W, то энергия рабочего тела увеличилась на эту же величину. [c.115]

Исполнительные устройства, предназначенные для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую энергию выходного звена привода, воздействующего на рабочий орган машины. В машиностроении исполнительными устройствами в большинстве случаев являются пневмодвигатели. Конструкции пневмодвигателей и их технические характеристики описаны в гл. 2 (гл. 1 посвящена общим сведениям о рабочем теле, пневмоприводах и их составных элементах). Методы динамического расчета пневмодвигателей изложены в гл. И. Эти методы могут быть применены также и для расчета ряда элементов привода, например распределителей, управляющих устройств и др. [c.6]

При выборе материала трубок охладителя следует учитывать величину механических напряжений, возникающих в стенках трубок и трубных досках, под воздействием среднего давления рабочего тела в двигателе 100—300 кгс/см . Поэтому наиболее часто в охладителях применяется нержавеющая сталь так как она обладает достаточной механической прочностью и большой коррозионной стойкостью по отношению к охлаждающей жидкости. [c.113]

Особое место в кузнечно-штамповочном оборудовании занимают гидравлические устройства для листовой штамповки, где в качестве энергоносителя используют детонационную волну, порожденную электрическим разрядом в жидкости. Эти устройства не имеют типовой структуры КШМ - у них нет исполнительного органа в виде твердого тела, двигательного и передаточного механизмов в обычном понимании. Тем не менее такие устройства следует классифицировать как технологические машины, поскольку производится механическое движение рабочего тела (жидкости) для изменения формы объекта труда - обрабатываемой заготовки. Отсутствует типовая структура и в магнитноимпульсных установках, основанных на использовании электромеханических сил взаимодействия магнитного поля с электрическим током в металлической заготовке. В термопрессах, использующих для технологического воздействия тепловое расширение - сжатие колонн, которые разогреваются индуцированными токами, - нет двигательного и передаточного механизмов. Как видно, во всех этих устройствах для осуществления движения, деформирующего заготовку, используют электрическую энергию и особенности физических свойств рабочего тела, деталей конструкции или заготовки. Поэтому такие устройства объединяют в класс электрофизических КШМ. [c.10]

Идея о тождественности форм представления количественных мер всех равновесных взаимодействий независимо от их рода, несмотря на ее правильность, не вскрывает объективно существующего глубокого качественного отличия теплоты от работы, которое имеет приициггиальное значение (характеризуя специфику теплового движения) и которое устанавливает второе начало термодинамики. В самом деле, в то время как количество теплового воздействия Q никаким способом нельзя превратить в механическую работу без других изменений (компенсаций), количества других воздействий могут превращаться в работу без подобных ограничений. Это приводит к тому, что, в то время как количество тешювого воздействия Q превращается в механическую работу при обязательном посредстве рабочего тела, количество любого другого воздействия может превратиться в работу и без рабочего тела. Второе начало и выражает особенности теплового движения. Как же можно поэтому строить термодинамику без явного учета этой особенности, т. е. без второго начала термодинамики Согласно этому закону, к.п.д. теплового двигателя даже в идеальных условиях не может бьпь равен 1, в то время как в этих условиях к.п.д., например, двигателя, превращающего электрическое воздействие в механическую работу (электродвигатель), равен 1. Кроме того, рассматриваемая система построения термодинамики в действитель- [c.172]

По действуюш,им нагрузкам компенсаторы делят на неразгруженные и полуразгруженные. В неразгруженных компенсаторах распорные усилия от давления рабочего тела полностью передаются на гофры 2, а затем на неподвижные опоры и основания. В полуразгруженных (гидравлических или механических) компенсаторах создается уравновешивающая сила транспортирующей средой, например, путем двустороннего ее воздействия на перегородку 5 камеры 6 (рис. 82, г) или с помощью натяжных устройств 7 (рис. 82, б). [c.120]

Шатинский В. Ф., Копылов В. И., Стронгин Б. Г. и др. Влияние покрытий и их дислокационной структуры на механические свойства и внутреннее трение твердых тел.— В кн. Свойства конструкционных материалов при воздействии рабочих сред. Киев Наук, думка, 1980, с. 267—276. [c.195]

Узлы и детали воздухоподогревателей находятся в разных условиях эксплуатации, подвержены износу от механических, физико-химических и других разрушающих воздействий теплоносителя и рабочего тела. Процесс разрушения отдельных деталей и узлов продолжается в процессе простоя котлоагрегата. Сроки службы отдельных узлов и деталей зависят от качества материала, из которого они изготовлены. Поэтому гарантированная работоспособность различных элементов воздухоподогревателя различна. На основании большого эксплу атационного опыта, анализа отчетных систематических данных с достаточным приближением удалось определить сроки износа отдельных элементов, рекомендовать допустимые сроки их службы и планировать мероприятия по замене или восстановлению (ремонту) отдельных узлов и деталей, направленные на поддержание установки воздухоподогревателя в работоспособном состоянии. [c.101]

В связи с отмеченной разнонаправленностью влияний качественно различных воздействий на изменение состояния рабочего тела следует предполагать, что при одновременном наличии в процессе воздействий различной природы общий результирующий эффект должен определяться отношением суммы тепловых воздействий к сумме механических воздействий. Это означает, что при установлении взаимосвязи между переменными состояния и внешними воздействиями, целесообразно последние вводить в зависимость в виде отношения тепловых и механических воздействий. Для такого процесса, как процесс превращения тепловой энергии в механическую, указанное отношение само по себе представляется вполне естественной и важной характеристикой. [c.52]

Следовательно, при обеспечении обратимости материального воздействия не представляется возмох<ным обеспечить обратимость соответствующего энергетического воздействия, т. е. обеспечить обратимость процесса в целом. К изложенному необходимо еще добавить, что условие термического и механического (барического) равновесного сопрял<ения рабочего тела с внешней средой вообще теряет свой смысл для зон воздействия миграции, так как сопряжение в этих зонах по своей природе не имеет ничего общего с природой контактно-теплового и контурно-механического сопряжений. Равновесность воздействия в зоне миграции может обеспечиваться только малым перепадом давления, но при этом в случае приходной миграции исключается возможность малого перепада температур между телом и тепловым резервуаром. [c.58]

В более общем случае неиаоэнтропийного и неа-диабатич. течения в С. ур-ние типа (2) включает члены, учитывающие трение, подвод или отвод теплоты, массы и механич, работы к рабочему телу. С учётом этих воздействий переход скорости течения через скорость звука может происходить не только в геометрическом — сначала сужающемся, а затем расширяющемся С., но и при изменении знака воздействия на поток в канале пост, сечения. Так, дозвуковой поток в таком канале ускоряется при подводе теплоты (тепловое С.), массы (р а с X о д н о е С.), совершении газом ме-хапич. работы (механическое С.), а сверхзвуковой — при изменении знака этих воздействий на обратный. Под влиянием одностороннего воздействия величину скорости газового потока можно довести только до критической (до скорости звука), но нельзя перевести через неё. [c.600]

Экстремальные режимы нагружения (мягкий и жесткий) реализуются менее часто и при соблюдении особых условий. Близкий к жесткому режим имеет место, например, в зонах резкой концентрации напряжений [17] (пазы диска турбины [10, 22, 43], кромки водовпускных отверстий паровых котлов [32, 33, 98]) в связи с тем, что размеры этих зон существенно малы по сравнению с размерами окружающих объемов детали, деформирующихся в целом упруго. Другим примером такой реализации является деформирование поверхностных объемов детали при интенсивном тепловом воздействии и умеренной интеисивности циклического процесса теплообмена (корпуса турбин с рабочим телом высоких параметров н др.). Режимы нагружения, близкие к мягкому, могут встречаться в элементах машин и конструкций, в которых весьма высоки механические и термические напрял<ения, в результате чего возможно накопление односторонних циклических деформаций как в зонах концентрации, так и в зонах с номинальными напряжениями (оболочки тепловыделяющих элементов атомных реакторов, ковши металлургического оборудования, диски турбин при экстремальных режимах форсированных испытаний). [c.39]

К настоящему времени в СССР и за рубежом усилиями многих ученых осуществлены важные исследования явлений хрупкого разрушения твердых тел как в плане решения соответствующих краевых задач механики и создания физически более обоснованных критериев разрушения, так и в области разработок методов оценки склонности конструкционных материалов к хрупкому разрушению (см., например, обзоры в работах [9, 82, 118, 145]). Необходимость в таки исследованиях обуслоЬ-лепа, с одной стороны, тем, что высокопрочные конструкционные материалы (например, жаропрочные сплавы, упрочненные стали, металлокерамические материалы, некоторые пластмассы), как правило, являются хрупкими материалами, т. е. такими, которые уже при нормальных температурах и малых скоростях нагружения разрушаются путем распространения трещины без предварительных пластических деформаций макрообъемов тела. (При низких температурах, повышенных скоростях нагружения, воздействии некоторых поверхностно-активных сред, наводороживании и в других условиях, приводящих к ограничению пластического течения конструкционного материала, его разрушение путем распространения трещины доминирует). С другой стороны, реальные условия эксплуатации конструкции всегда предусматривают наличие некоторой жидкой или газовой среды. Эта среда проникает в деформируемое тело (элемент конструкции) через его структурные несовершенства — дефекты (макро- или микротрещины, границы зерен, включений) и особенно интенсивно взаимодействует с участками тела, деформированными за предел упругости. К таким участкам относятся окрестности резких концентраторов напряжений (трещины, остроконечные полости или жесткие включения и др.). Именно в окрестности подобных дефектов среда, изменяя физико-механические свойства деформируемого материала, в первую очередь его сопротивление зарождению и развитию трещины, оказывает существенное влияние на служебные свойства (несущую способность) рабочего тела в целом. [c.9]

По технологическим трубопроводам транспортируются рабочие тела и энергоносители, они работают в сложных условиях, испытывая воздействия внутреннего давления при температуре, отличной от Гц (от -170 до +700 °С и более), внутренней и наружной юррозни, механических нагрузок от собственного веса, вибрации, термических напряжений, ветрового давления и др. [4]. [c.122]

Обратимые и необратимые процессы. Рассмотренное уравнение вида ф (/ , V, Т) есть уравяение равновесного состояния, т. е. такого, при котором параметры состояния (давление, удельный объем и температура) по всей массе газа имеют одинаковое значение и равны соответствующим параметрам окружающей среды. Одинаковость давления обусловливает механическое равновесие, а одинаковость температуры — термическое равновесие. Из такого равновесного состояния рабочее тело может выйти только под влиянием механического или теплового воздействия окружающей среды. [c.14]

Пусть рабочее тело помещено в цилиндр и состояние его изменяется в результате сжатия его поршнем, на который воздействуют усилия, присущие окружающей среде (механическое воздействие). Если под действием этих усилий поршень будет перемещаться в цилиндре с большой скоростью, в газе возникнут вихревые потоки, давление рабочего тела не будет успевать выравниваться по всему объему цилиндра и В 01блас11ях, близ1Ко. прилегающих к паршню, давление будет больше, чем в удаленных от поршня областях цилиндра. При таком протекании процесса условия обратимости соблюдаться не будут. [c.26]

Основными возмущающими воздействиями на двигатель следует считать возникающие в тракте рабочего тела возмущения, обусловленные турбулентным характером течений и механическими колебаниями элементов конструкции системы подачи. Анализ экспериментальных данных показал, что спектр этих возмущений лежит в диапазоне средних частот (практически до 2 Гц, а основная часть спектра меньше 1 Гц). Такие возмущения оказывают существенное влияние па работу сравнительно малоинерциопного контура управления тягой. [c.144]

Водородная хрупкость металлов. Другим важным вопросом при рассмотрении применения водорода в качестве рабочего тела является водородная хрупкость металлов, обусловленная воздействием водорода, особенно при высоких температурах и давлении. Влияние водорода на механические свойства металлов и других материалов вопрос чрезвычайно сложный и трудный. По данной проблеме имеется материал, собранный Бичемом [45]. Однако в целом публикациям материалов по данному вопросу еще не уделено достаточного внимания. Следует ожидать, что они получат должное отражение в программе развития двигателей Стирлинга, осуществляемую Министерством энергетики США. [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...