Необратимость процесса в потоке

Необратимость процесса в потоке газа с твердыми частицами можно видеть по Н — -диаграмме (фиг. 6.2). Полное давление в замедляющемся потоке при = 1 и — 0 показано на [c.290]

Фиг. 6.2. Необратимость процесса в потоке газа с частицами [729, 731).

Необратимость процесса в потоке газа с твердыми частицами 290 [c.528]

Разность энтальпий /г, - ку эквивалентна работе, совершенной газом против сил трения и других диссипативных сил при реальном течении, которая превращается в теплоту и передается потоку. Другими словами, разность энтальпий к у — к представляет собой потери кинетической энергии потока вследствие трения и других необратимых процессов в потоке. Для сопл эта величина потерь энергии обозначается А (рис. 2.4) и может быть вычислена из уравнений сохранения энергии для 44 [c.44]

В случае необратимых процессов в адиабатно изолированных системах мощность потока энтропии 5 сквозь поверхность системы равна нулю, поэтому для таких процессов из формулы [c.19]

Кинетические коэффициенты подразделяют на собственные коэффициенты, характеризующиеся равенством индексов L и /, т. е. уц, и перекрестные, у которых i Ф /. Перекрестные коэффициенты характеризуют наложение двух диссипативных действий — i-ro и /-го Из равенства Yij Vji и общего выражения (2.113) видно, что на i-й поток сила Лу действует так же, как сила Af на /-й поток. Другими словами, когда поток J , соответствующий необратимому процессу i, подвергается воздействию диссипативной силы Af, отвечающей за необратимый процесс j, поток J j, в свою очередь, подвергается воздействию силы Af таким образом, что соответствующие коэффициенты пропорциональности Yj, и уц равны между собой. [c.166]

Эффект магнитной обработки имеет сложную зависимость от различных факторов, таких, как время после обработки, скорость потока в межполюсном пространстве, характеристики магнитного поля и др. (рис. 43). В большинстве случаев, если во время магнитной обработки не происходит каких-либо необратимых процессов в системе, эффект [c.187]

Необратимый процесс смешения потоков в эжекторе - это расход части кинетической энергии рабочей среды на гидравлические потери. Эта особенность работы эжектора и определяет его низкую экономичность, которая часто окупается чрезвычайной простотой устройства эжектора. Принципиальное различие процессов в эжекторе и в компрессоре состоит в том, что сжатие в эжекторе осуществляется не внешним источником механической работы, а рабочей средой, которая смешивается с подсасываемой средой. [c.104]

Если известны состояние рабочего пара перед соплом и параметры холодильного агента на входе в эжектор, то величину g можно рассчитать по С—s диаграмме (рис. 15-19). На этой диаграмме точка 1 представляет собой состояние рабочего пара по выходе из котла, точка 2 — состояние холодильного агента по выходе из испарителя [(предполагается, что испарение происходит полностью). Точка Г изображает теоретическое состояние потока рабочего пара по выходе из сопла, а точка соответствует действительному состоянию этого потока с учетом потерь в сопле. Если бы процесс в эжекторе был полностью обратим, то состояние смеси на выходе из диффузора изображалось бы точкой 3, лежащей на пересечении изобары рк и прямой смешивания /( 2. При этом, очевидно, состояние потока в камере смешения изображалось бы точкой 3. Вследствие необратимости процесса расширения в сопле и процесса смешения в камере действительное состояние потока в камере смешения будет характеризоваться точкой 4 , а действительное состояние смеси по выходе из эжектора с учетом необратимости процесса в диффузоре — точкой 4ц. Зная это состояние, можно определить расход рабочего пара g. [c.484]

Параллельно вышеприведенному анализу для закрытой системы можно показать, что необратимость процесса в условиях установившегося потока определяется выражением [c.162]

Иными словами, когда поток, 7 , соответствующий необратимому процессу р, подвергается воздействию силы Хр-, соответствующей необратимому процессу р, поток в свою очередь подвергается воздействию силы Хр, причем соответствующие коэффициенты пропорциональности будут равны друг другу. [c.128]

Как было отмечено, дросселирование представляет собой существенно необратимый процесс. В самом деле, если представить себе процесс дросселирования идущим в обратном направлении (например, в трубе, изображенной на рис. 7-11, а, изменить направление течения газа на обратное), то он по-прежнему будет сопровождаться падением давления при протекании газа через местное сопротивление (дроссель). Это естественно — ведь расход энергии потока на преодоление местного сопротивления будет иметь место независимо от направления течения газа. Поскольку процесс дросселирования явно необратим, то энтропия газа (жидкости) в процессе дросселирования возрастает (ds > 0). Разумеется, в различных видах процесса дросселирования, отличающихся друг от друга различными количествами тепла, подводимого к газу в процессе дросселирования, величина прироста энтропии будет различной. Рассчитаем величину прироста энтропии для рассматривав- [c.240]

Для обратимых равновесных потоков показатель изоэнтропы дает возможность определить соотношение между давлением и плотностью, скорость потока, термодинамическую скорость звука и ряд других газодинамических характеристик. Однако большинство встречающихся на практике процессов течения двухфазных сред происходит неравновесно. Степень неравновесности зависит от многих факторов градиентов скоростей фаз, дисперсности среды, времени процесса, начальных и граничных условий и т. п. Причем в зависимости от размеров и структуры жидкой фракции в процессе расширения двухфазной смеси возможны не только конденсация, но и испарение — подсушка среды. Кроме того, скорости фаз в потоках, как правило, различаются, что приводит к дополнительным потерям на трение, выделение тепла и соответственно рост энтропии, Очевидно, что в этих условиях использовать термодинамический показатель k нельзя и речь может идти лишь о показателе адиабаты, учитываюшем степень неравновесности и необратимости процесса. Если исключить из анализа явления, характерные и для однофазных сред потери в пограничном слое, потери от неравномерности поля скоростей в вязких средах и др., то основными причинами необратимости процессов в двухфазных потоках можно считать потери от механического взаимодействия теплообмена и массообмена при конечной скорости обменных процессов между фазами. [c.73]

Исходя из положений термодинамики необратимых процессов уравнение потока вещества при переходе от одной фазы к другой Р. Сильвер предложил в следующем виде [c.187]

Развитие термодинамики, приведшее в последние три десятилетия к созданию линейной термодинамики необратимых процессов, в настоящее время переносится на область, где феноменологические соотношения, т. е. связи между обобщенными потоками и силами, уже не являются линейными. Это означает, что объектами изучения термодинамики становятся не только состояния равновесия или близкие к ним (как это было в термостатике и термодинамике необратимых процессов), но и сравнительно далекие от них. Важность анализа этих состояний обусловливается прежде всего тем, что именно в этой области наблюдается потеря устойчивости при некоторых макроскопических стационарных процессах, режимах и структурах, что определяется часто как кризис . [c.5]

Поскольку равенство (12.2) справедливо лишь для внутренне обратимых процессов, необходимо задаться вопросом можно ли рассматривать dQr/T в качестве теплового потока энтропии, если получающая тепло система участвует во внутренне необратимом процессе В разд. 12.9 мы увидим, что это на самом деле возможно. Поэтому дадим следующее строгое определение указанного понятия [c.171]

Производство энтропии Л5с, связанное с необратимостью процесса в систе.ме, есть та часть полного изменения энтропии системы, которую нельзя отнести на счет теплового потока энтропии, обусловленного теплопереносом через границу системы. [c.174]

Для определения потоков и сопряженных им термодинамических сил используется обычно конкретное представление скорости производства (плотности источника) энтропии внутри системы в рассматриваемом необратимом процессе в виде билинейной формы Де Гроот, Мазур, 1964) [c.87]

Неравновесная термодинамика описывает процессы в неравновесных системах, для которых справедлив принцип локального равновесия. Рассматриваемые в ней величины разделены на две группы — силы X и потоки I. Обратимся к функции Фь которая нами была рассмотрена ранее и определена уравнением (2-19). Следуя Онзагеру, можно представить эту величину как сумму произведений XI по всем отдельным необратимым процессам в неравновесной системе [c.41]

Теплопроводность, излучение и конвекция являются необратимыми процессами. В результате этих процессов энтропия системы возрастает. Действительно, если тепловой поток входит с одной стороны тела с температурой Т , то с другой стороны тела с температурой Т выходит равный ему тепловой поток dQ2 dt. [c.37]

Замечание 3. При наличии электрического поля J5 в фигурные скобки в правых частях соотношений (6) и (10) добавляется член —еЕ. То обстоятельство, что в соотношения (6) и (10) входит один и тот же коэффициент Li, является следствием теоремы взаимности Онсагера, устанавливающей взаимность перекрестных эффектов при необратимых процессах. В данном случае она устанавливает взаимосвязь двух эффектов возникновения потока электронов под действием градиента температуры и появления потока тепла в электрическом поле. [c.429]

Далее, из выражения для dQ видно, что необратимый процесс требует для своего определения большего числа переменных эти дополнительные переменные — параметры диссипативной функции, т. е. диссипативные обобщенные силы Л , Ап либо соответствующие им диссипативные потоки / ). Кроме того, в необратимом процессе в выражение для dQ входит дифференциал х (в виде множителя в диссипативном члене), т. е. тепло процесса—функция процесса и времени. [c.50]

Интересно отметить, что из-за потока энтропии даже вблизи равновесного состояния необратимость не может быть отождествлена с тенденцией к беспорядку. Многочисленные примеры будут приведены в тексте, а пока проиллюстрируем сказанное на простой ситуации. Например, обратимся к термодиффузии. Возьмем два ящика, соединенных между собой трубкой, нагреем один ящик и охладим другой. Предположим, что внутри ящиков находится смесь двух газов, например водорода и азота. Понаблюдав за системой, можно заметить, что в стационарном состоянии концентрация водорода выше в одном ящике, а концентрация азота выше в другом. Необратимые процессы, в данном случае поток тепла, порождают и беспорядок (тепловое движение), и порядок (разделение двух компонентов). Мы видим, что неравновесная система может спонтанно переходить в состояние повышенной сложности. Эта конструктивная роль необратимости проявляется еще более поразительным образом в сильно неравновесных ситуациях, к рассмотрению которых мы сейчас переходим. [c.12]

Как показано в этой главе, в основу понятия энтропии как функции состояния положена чисто макроскопическая концепция. Справедливость второго начала термодинамики уходит корнями в реальность необратимых процессов. В отличие от необратимых макроскопических процессов, которые мы наблюдаем вокруг, законы классической и квантовой механики симметричны во времени, т. е. согласно законам механики система, которая может эволюционировать из состояния А в состояние В, точно так же может эволюционировать из состояния В в состояние А. Например, спонтанный поток молекул газа из одной части сосуда, где газ имеет большую плотность, в другую часть сосуда, где газ имеет меньшую плотность, и обратный поток (последнее нарушает второе начало термодинамики) согласуются с законами механики. Процессы, которые второе начало термодинамики отвергает как невозможные, не нарушают законов механики. В то же время все необратимые макроскопические процессы, такие, как теплообмен, происходят вследствие движения атомов и молекул, что в свою очередь подчиняется законам механики теплообмен обусловлен межмолекулярными столкновениями, при которых происходит передача энергии. Каким образом необратимые процессы возникают из обратимого движения молекул Чтобы примирить обратимость механики с необратимостью термодинамики, Людвиг Больцман (1844-1906) предложил следующее соотношение между микроскопическими состояниями и энтропией [c.101]

Наличие сил трения делает адиабатный процесс необратимым. Кинетическая энергия потока, затраченная на преодоление сил трения, переходит в теплоту, которая воспринимается газом и увеличивает энтальпию рабочего тела при выходе из канала. [c.212]

По известному значению по формуле (5.18) находят значения т), и по формуле (5.3) — относительную долю охлажденного потока ц. Расчет в некоторой степени является достаточно приближенным, так как в опубликованной литературе нет данных по исследованию вихревых подогревателей и отсутствуют исследования по оптимизации конструкций вихревых труб, работающих на нагрев. Причина этого кроется в существенной необратимости процесса нагрева в вихревой трубе, так как он менее целесо- [c.226]

Следует подчеркнуть, что, согласно уравнению энергии (24), в энергетически изолированном потоке идеального газа существует однозначная зависимость между температурой газа Т (теплосодержанием г) и скоростью течения w. Повышение скорости Б таком потоке всегда сопровождается снижением температуры независимо от изменения других параметров газа. Если в двух сечениях энергетически изолированного потока одинакова скорость течения, то в них будет одинаковой и температура газа, какие бы процессы ни происходили в потоке между рассматриваемыми сечениями. При уменьшении скорости течения до нуля газ приобретает одинаковую температуру Т независимо от особенностей процесса торможения и возникающих при этом необратимых потерь. [c.19]

Процесс адиабатного сжатия (тотока в диффузоре отражает рие. 5.8. Здесь 1-2 — адиабатный процесс сжатия потока в диффузоре без трения 1-2д — реальный (необратимый) процесс сжатия потока, сопровождаемый неизбежным увеличением удельной энтропии (52д > 5а). Следовательно, удельная работа, затрачиваемая на повышение давления в диффузоре от Р1 до р2 в реальном (необратимом) процессе больше, чем в обратимом процессе (йгд > Дополнительная удельная работа, затрачиваемая на преодоление трения, поглощается потоком и расходуется на повышение его температуры. [c.91]

В настоящее время дли оценки влияния необратимости нспользуют-гй два метода. В основу метода эксергетических по-т о к о в положен подсчет потоков эксергин рабочих тел, входящих в систему, подводимой теплоты и потоков эксергии, покидающих систему. При этом учитываются эксергия потока рабочего тела по уравнению (737), эксергия потоков теплоты по уравнению (7,38), а также подводимая и отводимая организованная энергия / , г. е, работа всех видов. У1,ля определ( ННя эксергии рабочих тел и теплоты удобно использован, эксергетические диаграммы. Если рабочее ге.ло, покидающее систолу, имеет ненулевую эксергию, то она учитывается только и тех случаях, когда рабочее тело предназначено для получения от него работы в каких-либо других установках (например, сжатый воздух от компрессора, предназначенный для привода пневматических машин). При наличии необратимых процессов в системе суммарный поток отводимой эксергии всегда меньше суммарного потока подводимой эксер-гнп на величину эксергетических потерь. Термодинамическое совер-шенпво системы характеризуется эксергетичсским КПД [c.374]

Вычислить убыль удельной эксергии пара (в условиях стационарного потока), проходящего через д) цилиндр высокого давления и е) цилиндр низкого давления. Определить отсюда потерю полной работы, получаемой от установки, обусловленную необратимостью процесса, в ж) цилиндре высокого давления и з) цилиндре низкого давления. Проверить ответы к пп. ж и з , воспользовавшись выражением для ToAS , где Го — температура внешней среды и А5с — производство энтропии, связанное с необратимостью процесса (разд. 15.2). [c.449]

Прежде чем применить формализм неравновесной термодинамики сплошных сред к описанию процессов тепло- и массопереноса в турбулентном потоке многокомпонентной сжимаемой смеси, сформулируем еще раз сущность тех основных постулатов, которые лежат в основе теории и могут быть практически использованы при термодинамическом анализе любого необратимого процесса, в том числе и для турбулизованного многокомпонентного континуума Це Гроот, Мазур, 1964) [c.210]

Сравнение этих уравнений с экспериментальными данными о диффузии в системе Ag — Аи показало их приближенность и неточность такого описания задачи термодинамики необратимых процессов (в частности, илнарирование влияния яа поток градиента вакансий). [c.586]

Адиабатичность процесса нарушается при наличии внешних источников теплоты ((Э2/Эг)вн =5 0), в частности оптических, а также при учете необратимых процессов в системе, таких, как теплопроводность. Под теплопроводностью понимают непосредственный молекулярный перенос энергии из мест с более высокой температурой в места с более низкой температурой [32]. Переносчиками энергии на молекулярном уровне могут быть электроны проводимости в металлах, фононы в кристаллических телах, кванты света в случае лучистой теплопроводности [33]. Теплопроводность нужно отличать от энергопереноса, вызванного возможным макроскопическим движением среды. Пусть д — плотность потока теплоты, переносимого посредством теплопроводности, тогда дифференциальное лред-ставление закона сохранения энергии имеет вид [c.163]

Цель настояш ей задачи —познакомить читателя с об1цей линейной термодинамикой необратимых процессов в приложении к рассмотрению токов и потоков тепла в твердом теле. [c.478]

При необратимом процессе в системе развиваются диссипативные потоки, приводящие к производству энтропии. В случае необратимого процесса в изолированной системе последняя находится в неравновесном состоянии, а производство энтропии d Sldx составляет согласно уравнению реакции — (S — 5 )/т заменив в формуле Эйнштейна S — S на —(d S/dx) т, получим [c.55]

В некотором произвольно выбранном объеме системы У полная энтропия 5 изменяется по двум причинам. Одна из них — производство энтропии, т. е. нзмеиеиие ее вследствие внутренних необратимых процессов, другая — поток энтропии извне. Поток энтропии связан, между прочим, с потоком вещества н присущей этому веществу энтропией. Скорость изменения энтропии в объеме V системы с плотностью массы р поэтому равна [c.62]

Смешение газов в потоке, как и другие способы смешения, представляет собой необратимый процесс, всегда сопровождаюш,ийся возрастанием энтропии. Это явление объясняется тем, что при смешении происходит расширение газа без совершения работы. Кроме того, смешение газов в одном сосуде сопровождается их диффузией, которая является процессом необратимым, и при этом возрастает энтропия. Если, наоборот, требуется разделить смесь различных газов на отдельные компоненты, то для этого необходимо затратить минимальную работу, равную потере работоспособности TqAs при смешении газов (см. пример 14-6). [c.231]

Необратимый процесс расширения 1-6 может быть условно изображен на терлюдннамической диаграмме, если известны начальные и конечные его параметры. Полезная работа, совершаемая потоком в необратимом адиабаиюм процессе, не зависит от пути процесса и равна разности де11ствнтел1,ных энтальпий в начале и конце процесса [c.312]

И. Пригожин и И. Стенгерс [4] выделили три последовательных этапа в развитии термодинамики, связанные с областями, отвечающих равновесным, слаборавновесным и неравновесным процессам. В равновесной области производство энтропии, потоки I и силы X равны нулю. В слабо равновесной области (линейная термодинамика) потоки (I) линейно зависят от сил (X), а в сильнонеравновесной области эта зависимость сложная. Кроме того, все необратимые процессы сопровождаются производством энтропии. [c.17]

Сушка оСхшочковых форм. В процессе сушки связующее должно затвердеть необратимо, т.е. к концу сушки оно должно полностью потерять способность к повторному набуханию, с тем чтобы можно было наносить следующие слои оболочки. После нанесения каждого слоя суспензии и обсыпки оболочковую форму высушивают в потоке воздуха или в парах аммиака. Во время сушки на воздухе завершаются процессы гидролиза, происходит испарение растворителя и воды, коагуляция золя кремниевой кислоты и превращение его в гель с последующим твердением и образованием твердых прослоек, связывающих зерна огнеупорного пылевидного материала. Процесс сушки оболочки производят при 20 - 24°С. [c.227]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...