Процессы со стационарными потоками

Процессы со стационарными потоками [c.91]

Для наших нынешних потребностей процесс со стационарными потоками мы определим как процесс, в котором состояния и скорости жидкости, поступающей в фиксированный контрольный объем и выходящей из него, не изменяются с течением времени, причем энергия, содержащаяся внутри контрольного объема, и масса вещества также постоянны. Таким образом, поток массы rii постоянен и одинаков на входе и выходе из контрольного объема В общем виде такой процесс показан на рис. 7.4, где изображено производящее полезную работу устройство (под полезной подразумевается как электрическая работа, производимая, например, топливным элементом, так и чисто механическая полезная работа) с постоянной мощностью Wx, потребляющее тепло также с постоянной скоростью О- Штрихпунктирной линией показана контрольная поверхность, служащая границей контрольного [c.91]

Как следует из определения процесса со стационарными потоками, энергия внутри контрольного объема остается постоянной, так что скорость отвода энергии должна быть равна скорости ее поступления. Поэтому из равенств (7.13) и (7.14) получаем [c.92]

Как мы увидим в гл. 18, эти равенства исключительно полезны при рассмотрении термодинамики простых систем. Здесь же мы лишь воспользуемся равенством (12.11) для получения результата, упоминавшегося в случае б на рис. 7.5 в связи с обратимой полезной работой в процессах со стационарными потоками. [c.169]

На рис. 12.4 схематически показан бесконечно малый внутренне обратимый процесс со стационарными потоками, в котором мы пренебрегаем различием в кинетической и потенциальной энергиях газа (жидкости), соответственно поступающего в контрольный объем и выходящего из него. При прохождении через контрольный объем каждая единица массы газа получает количество тепла ( Qr)rev и совершает полезную работу dWx)re4. [c.169]

Были продемонстрированы две ценные особенности этой новой термодинамической характеристики. Во-первых, если изобразить путь внутренне обратимого процесса на диаграмме, абсциссой которой служит энтропия, а ординатой — термодинамическая температура, то площадь между абсциссой и кривой, соответствующей пути процесса, будет равна количеству тепла, поступающему в систему (или уходящему из нее) в ходе рассматриваемого процесса. Во-вторых, в адиабатических обратимых процессах энтропия должна оставаться постоянной (это непосредственно следует из определения энтропии). Поэтому такие процессы были названы изэнтропическими. Далее было показано, что определение энтропии приводит к двум особенно полезным выражениям для TdS в случае простых систем одно из этих выражений было использовано при оценке обратимой полезной работы в процессах со стационарными потоками. [c.185]

Полученные выше результаты собраны во втором столбце табл. 13.1. В третьем столбце этой таблицы представлены соответствующие результаты для процессов со стационарными потоками. В дальнейшем мы обсудим эти результаты, хотя и менее подробно, поскольку единственное существенное отличие в способе их получения состоит в том, что использовался контрольно-объемный анализ вместо анализа системы. Тем не менее эти результаты чрезвычайно важны с прикладной точки зрения, так как на практике различные процессы чаще всего сопровождаются теми или иными потоками. [c.226]

ПРОЦЕССЫ СО СТАЦИОНАРНЫМИ ПОТОКАМИ [c.226]

Сводка результатов, полученных для процессов со стационарными потоками [c.231]

Применение первой и второй теорем о потерянной работе к процессам со стационарными потоками [c.254]

Напомним, что в случае стационарного процесса u t) среднее значение H t) должно быть постоянным (см. формулу (4.59) на стр. 202 части 1) поэтому стационарные процессы могут использоваться для описания турбулентности лишь в случае установившихся течений, все осредненные характеристики -которых не меняются во времени. Привлекая же процессы со стационарными приращениями, мы получаем возможность описывать также и турбулентность в неустановившихся течениях (правда, лишь в течение промежутков времени, на протяжении которых изменения всех осредненных характеристик потока можно приближенно считать линейными )) одно это обстоятельство уже объясняет значительный интерес процессов со стационарными приращениями для теории турбулентности. [c.76]

Измерялась толщина акустического пограничного слоя вблизи плоской пластинки в воздухе [36]. Пластинка размером 1 X 4 устанавливалась вдоль направления колебаний в стоячей волне, создаваемой мощной сиреной. Распределение скорости постоянного потока вблизи поверхности пластины определялось термоанемометром. Толщина акустического пограничного слоя не зависела от амплитуды звукового давления (от 7,6 до 24-10 бар) и вполне удовлетворительно совпадала с теоретической 6==(2г/со) /2 (для частот 4—1,2 кгц). Распределение скорости, полученное при амплитуде звукового давления 1,2 10 бар на разных частотах, показана на рис. 19 (кривые 1—3), На этом же рисунке приведено распределение скорости при обтекании пластины незвуковым стационарным потоком (кривая 4), скорость которого вдали от пластины равна амплитуде колебательной скорости в стоячей волне. В условиях эксперимента толщина акустического пограничного слоя была приблизительно на два порядка меньше толщины пограничного слоя при обтекании пластины стационарным потоком, что указывает на возможность ускорения различных процессов переноса в звуковом поле. [c.120]

В случаях, когда в эксперименте управляют температурой стенки (обогрев циркулирующей жидкостью через стенку трубы или конденсирующимся паром, а также электрообогрев в сочетании с конвективным охлаждением при использовании достаточно сложной системы автоматического регулирования), удается в стационарном режиме исследовать процесс переходного кипения. Этому процессу отвечает неестественная отрицательная зависимость q(AT), когда с ростом перегрева стенки тепловой поток снижается (участок СЕ на рис. 8.3). В переходном кипении температура стенки не превышает температуру спинодали, так что термодинамически контакт жидкости со стенкой возможен. Но из-за чрезвычайно высокого перегрева жидкость при таких контактах мгновенно вскипает, и образующийся пар снова отталкивает ее от стенки. Схема на рис. 8.3, г отражает наличие точек контакта жидкости с горячей твердой по- [c.346]

Для передачи тепла теплопроводностью характерны два случая передача тепла при стационарных и нестационарных тепловых потоках. С первым случаем приходится сталкиваться при расчете ограждений и теплоизолирующих покрытий, потери тепла через которые должны быть сведены к минимуму, а со вторым — при нагреве и охлаждении изделий в любом технологическом процессе. [c.117]

При заданном режиме двухфазного потока, характеризуемом определенными значениями расхода газа и жидкости, включался нагреватель. При достижении стационарного режима, который устанавливался через 10—15 мин после начала работы трубы в заданных условиях, измерялись все необходимые для характеристики процесса теплообмена величины. Сила тока в нагревателе, следовательно, и тепловой поток через стенку увеличивались через небольшие интервалы до исчерпывания мощности нагревателя или начала высыхания пленки со стороны выходного сечения вследствие почти полного испарения введенной в трубу жидкости. [c.200]

Так как основная цель данной работы заключается в разработке метода анализа влияния на стационарный тепло- и массообмен гетерогенных реакций, то наряду с предельно общей постановкой задачи с точки зрения протекающих химических процессов введен ряд упрощений, связанных со свойствами газа и характеристиками потока. [c.309]

С точки зрения анализа потоковые процессы удобно разделить на три разные группы а) полупотоковые процессы, б) процессы со стационарными потоками и в) процессы с потоками обш,его характера. Их удобно рассматривать в той же последовательности, хотя в инженерной практике процессы второго типа встречаются гораздо чаще остальных. [c.88]

В случае процесса б на рис. 7.5 следует обратить внимание на то обстоятельство, что раскрыть содержание сноски относительно потока идеальной жидкости (обратимого) можно лишь после того, как в гл. 9 понятия об обратимости и необратимости получат дальнейшее развитие, а в гл. 12 будет подробнее рассмотрено понятие об энтропии. А пока что следует сделать особое замечание о различии в выражениях для обратимой работы перемещения (в беспотоковых процессах), производимой единицей массы жидкости, и для обратимой полезной работы (в процессах со стационарными потоками), приходящейся на единицу массы жидкости [c.93]

Мы будем пользоваться этим названием для любых процессов, не относящихся к рассмотренным выше случаям полупотоковых процессов и процессов со стационарными потоками. В качестве примеров можно привести следующие процессы [c.95]

Теперь остается второй из поставленных вопросов как найти соответствующую величину работы Точнее, как установить аналитические выражения, которые позволили бы рассчитать эту величину по известным термодинамическим характеристикам нашей системы Мы не могли ответить на этот вопрос в гл. 10, поскольку тогда еще не были знакомы с термодинамической характеристикой, называемой энтропией. Теперь же можно приступить к выводу соответствующих аналитических выражений для каждого типа ситуации. Опять же мы начнем с беспотоковых процессов (анализ системы) и далее рассмотрим процессы со стационарными потоками контрольно-объемный анализ). [c.217]

Сводка результатов по доступности для беспотоковых процессов и процессов со стационарными потоками [c.222]

Полученные выше результаты для процессов со стационарными потоками собраны в третьем столбце табл. 13.1 и расположены рядом с аналогичными результатами для беспотоковых процессов. Еще раз отметим, что эти результаты представляют исключительно большой интерес с прикладной точки зрения. В особенности стоит запомнить равенство (13.23), поскольку оно служит ключом к остальным результатам для процессов со стационарными потоками. Вместе с (13.28) это равенство будет использовано в гл. 14 и 17 при выводе критерия совершенства некоторых других основанных на стационарном потоке установок типа обсуждавшихся в разд. 13.1, предназначенных для получения и потребления работы. [c.231]

В настоящей главе в качестве отправной точки мы воспользовались первой теоремой об обратимой работе (гл. 10). Далее мы привлекли к анализу энтропию, существование которой было установлено в гл. 12. Это позволило вывести важные выражения для обратимой работы, которую можно было бы получить от системы или жидкости, которая переходит между заданными устойчивыми состояниями благодаря гипотетическому полностью обратимому процессу. При этом допускается теплообмен между такой системой и некоторой воображаемой внешней средой, находящейся в определенном состоянии. Такие выражения были получены как для беспотоковых процессов, так и для процессов со стационарными потоками, причем был рассмотрен ряд частных случаев. [c.231]

Рефрижераторы (как холодильные, так и криорефрижераторы) предназначены для отвода теплоты на уровне Та ниже температуры 7 о.с окружающей среды. По характеру протекающих в них процессов рефрижераторы делятся на два вида — со стационарными потоками и с нестационарными потоками. У первых в каждой точке схемы (при работе в установившемся режиме) все параметры (температура, давление, расход и т. д.) неизменны во времени, у вторых эти параметры переменны по времени и проходят циклические изменения [I, 9, 39]. [c.212]

Автоколебания стационарной системы могут возникать и развп-ваться в результате взаимодействия ее с источником энергии, имеющем неколебательный характер. В турбомашинах таким источником обычно является стационарный во времени и однородный ноток газа. Переменные усилия, необходимые для появления колебаний системы, формируются при участии системы, перемещения которой вызывают изменение усилий, действующих на нее со стороны стационарного потока, т. е. между перемещениями и усилиями устанавливается обратная связь. Обратная связь может быть большей или меньшей, положительной или отрицательной. Возникновение автоколебаний возможно лишь при положительной обратной связи, когда складываются условия, при которых возможно поступление энергии из стационарного потока в колебательный процесс. [c.139]

В работах [177, 178, 218] показапо, что при подводе тепла в трансзвуковой области сопла при числе Маха, большем единицы, возможны три характерных режима течения, кроме обычного стационарного режима, описанного в предыдущем разделе. В первом режиме спонтанная конденсация приводит к повышению давления II температуры и уменьшению числа Маха потока до единицы. В этом случае непрерывное течение может не существовать и возникает стационарный режим с ударной волной, вызванной конденсацией. Вниз но потоку от ударной волны располагается область дозвукового течения, в которой переохлаждение несколько меньше, чем перед ударной волной, но оно обеспечивает дальнейший рост образовавшихся зародышей. Режимы со стационарной ударной волной обнаружены экспериментально. Во втором, у кз нестационарном режиме течения ударная волна образуется в сверхзвуковой части сопла, перемещается сначала вверх, а затем вниз по потоку и далее затухает, затем образуется новая ударная волна и процесс периодически повторяется. В первых двух режимах течения расход газа остается неизменным, поскольку ударные волны не проходят в дозвуковую часть сопла. Наконец, при третьем режиме течения не-рнодически образующиеся ударные волны перемещаются в дозвуковую часть сопла, теченпе становится существенно нестационарным и сопровождается периодическими пульсациями газодинамических параметров, а также расхода. [c.327]

Предположим теперь, что полубесконечная пластина, передний край которой совпадает с осью ОУ (а сама пластина — с плоскостью ХУ), обтекается плоскопараллельным потоком вязкой жидкости. Пусть, далее, на поверхности пластины величина (о = дwJдz имеет в каждой точке вполне определенное, неизменное во времени, значение, так что пластину можно рассматривать как непрерывный источник возмущений, обеспечивающий заданное распределение величины со на поверхности пластины. От поверхности пластины величина <в диффундирует в поток жидкости по закону (учитывая, что рассматриваемый процесс стационарный) [c.383]

В модельном теплообменнике передний ( )ронт изменения температуры распространяется со скоростью w = w — (точки 4, 5, 6 на рис. 4.15,6). Поскольку жидкость во втором потоке покоится, понятие распространяющегося заднего фронта теряет смысл. Фактически все точки на оси координат х в исходном теплообменнике, определяющие положение заднего фронта изменения температуры в процессе его движения, совпадают с точкой 1 на рис. 4.15,6, которая является точкой входа модельного теплообменника. В системе отсчета в модельном теплообменнике эта точка имеет координату ЛГ) = 0. В результате получаем, что на входе модельного теплообменника температура меняется во времени так же, как она меняется на заднем фронте изменения температуры в исходном теплообменнике. Так как этот фронт движется со скоростью W2 и после его прохождения в теплообменнике устанавливается стационарный режим, граничные условия на входе в модельный теплообменник имеют вид [c.166]

Конкретные режимы работы оборудования различаются величиной подаваемых в парогенератор потоков, а степень стабильности протекающих iB парогенера торе процессов жестко связана со стабильностью этих потоков, В стационарных режимах энергия, внесенная в парогенератор, равна энергии, заключенной в покидающих его потоках. В переходных режимах такого соответствия нет. [c.134]

Статистика показывает, что разбросы напряжений в процессе работы тур бомашин обычно достигают R = 2...3, нередко они и превышают эту величину. Ясно, что во вращающемся колесе со строгой поворотной симметрией это невозмож но, поскольку каждая лопатка, взаимодействуя с потоком, стационарная окружная неравномерность которого вызывает возбуждение олебаний, последовательно оказывается в одинаковых условиях. Причина появления разброса — нарушение строгой си м1мегрии, которое всегда сопутствует реальным рабочим колесам. [c.166]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...