Термодинамические процессы газов и их исследование

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГАЗОВ И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ [c.43]

Термодинамические процессы газов и их исследование [ Гл. 4 [c.44]

Уравнение состояния реального газа, отражающее все его свойства, как это будет показано ниже (см. 4.9, 4.10) весьма сложно, и непосредственное использование его при исследовании термодинамических процессов связано с большими трудностями. Процесс вычислений значительно облегчают ЭВМ, с помощью которых по сложным уравнениям вычисляют наиболее употребимые параметры состояния с относительно небольшими интервалами их значений. По результатам расчета составляют таблицы термодинамических свойств и строят термодинамические диаграммы, такие, как Гх-диаг-рамма и ей подобные. Таблицы и диаграммы широко используют в анализах и технических расчетах, например, процессов изменения состояния водяного пара (см. 11.6 и гл. XII) и других веществ. [c.40]

Хотя двигатели внутреннего сгорания и не работают по замкнутому круговому процессу, все же их циклы условно считают круговыми обратимыми циклами и для изучения процессов превращения в них теплоты в работу, а также для выявления экономичности двигателей пользуются тем же термодинамическим методом исследования, какой применялся для изучения ранее рассмотренных циклов. Применяя этот метод к циклам двигателей внутреннего сгорания, процессы горения топлива рассматривают как процессы подвода к газу теплоты для превращения ее в работу Л/ и определяют теоретическое максимально возможное значение Получаемая [c.158]

Настоящий очерк посвящен описанию выполненных в СССР основных теоретических исследований стационарных сверхзвуковых течений газа в условиях, при которых роль процессов переноса и других отступлений от термодинамического равновесия настолько мала, что их влиянием на течение можно полностью пренебречь ). В очерке не рассмотрены [c.153]

В настоящее время как часть курса Термодинамика и статистическая физика он включен в учебные программы университетов. Наряду с этим он широко используется в ряде специальных дисциплин в теории переноса, механике сплошной среды, физике твердого тела, биофизике и других. Имеется уже обширная литература по термодинамике необратимых процессов, посвященная изложению ее феноменологических и статистических основ. Вместе с тем при изучении и активном овладевании термодинамикой необратимых процессов ее теоретическая схема лучше всего раскрывается в решениях конкретных термодинамических задач, когда наглядно проявляется одно из основных достоинств аппарата этого раздела теоретической физики — возможность изучения явлений в их взаимной связи. Поэтому настоящая книга была задумана с целью иллюстрации методов термодинамики необратимых процессов на основе тематически подобранных задач. Для этого в книгу включено более ста задач по общим и специальным вопросам линейной и нелинейной термодинамики необратимых процессов, а также по вопросам, охватывающим широкий круг явлений переноса энергии, массы и импульса в термодинамических системах, осложненных фазовыми превращениями, вязким и пластическим движением среды, диссипацией энергии в газах и плазме, релаксационными явлениями и химическими реакциями в магнитном поле. Книга содержит много оригинальных задач, возникших в связи с недавними исследованиями в различных областях физики. Большинство задач, и среди них задачи проблемного характера, даны с решениями, остальные приводятся с указаниями и ответами. К ряду задач даются комментарии, поясняющие историю и значимость соот- [c.4]

Строго говоря, необратимые процессы нельзя изобразить графически, так как уравнение состояния рУ = ЯТ нельзя применять для неравновесных состояний. Однако опыт показывает, что при расчетах тепловых установок можно пренебречь неравновесностью состояний без грубых погрешностей и, принимая в качестве давления и температуры газа некоторые средние величины по объему, рассчитывать по ним термодинамические процессы. Результаты исследований обратимых процессов дают возможность выявить условия наивыгоднейшего проведения реальных процессов. Поэтому действительные необратимые процессы изучают, заменяя их такими обратимыми процессами, которые приводят к одинаковым с необратимыми конечным состояниям рабочего тела. [c.24]

Первый закон термодинамики является основой термодинамической теории и имеет огромное прикладное значение при исследовании термодинамических процессов, так как позволяет установить их энергетические балансы. Первый закон термодинамики фактически является законом сохранения и превращения энергии, отражающим особенности вечно движущейся и вечно изменяющейся материи. Впервые закон сохранения и превращения энергии в четкой форме был установлен М. В. Ломоносовым. Сущность этого закона, как известно, состоит в том, что энергия не создается и не уничтожается, различные формы энергии могут превращаться одна в другую в строго эквивалентных соотношениях. Это позволило Ф. Энгельсу сформулировать закон сохранения и превращения энергии, а следовательно, и первый закон термодинамики, следующим образом ... любая форма движения способна и вынуждена при определенных для каждого случая условиях превращаться прямо или косвенно в любую другую форму движения Это означает, что если 1 кг газа в рассматриваемой системе, которая находится в равновесии с окружающей, средой, сообщается q единиц теплоты и при этом изменение внутренней энергии 1 кг газа составляет А[/, то как бы исчезнувшее количество теплоты представится разностью q— А 7, и если этот килограмм газа совершает количество ра- [c.25]

Полученные выше выражения для частных производных от основных параметров для адиабатного и других частных процессов насыщенного газа позволяют выполнить их всестороннее исследование. Наибольший интерес представляет интенсивность фазового перехода, определяющая в значительной степени термодинамические свойства парогазовой смеси. Интересно [c.55]

Потребность в информации о термодинамических свойствах промышленно важных газов в широком диапазоне параметров, а также возрастаюш,ая требовательность к точности приводят к необходимости разработки и совершенствования соответствуюш их методов экспериментального исследования. Так, например, Р — V — Т данные воздуха и его компонентов в области высоких давлений и температур необходимы для развития сов-временной экспериментальной аэродинамики, для исследования процессов горения, детонации и взрыва, а также для разработки некоторых технологических процессов химической промышленности. [c.87]

Особое внимание уделено исследованию пограничного слоя и расчету параметров трения и теплопередачи при гиперзвуковых скоростях полета. В этом случае происходит диссоциация и ионизация воздуха, изменяются все термодинамические параметры и кинетические коэффициенты газа в пограничном слое, в нем могут происходить также и химические реакции. Эти явления имеют важное значение при формировании процессов трения и теплообмена, однако учет их при расчете пограничного слоя вызывает большие трудности. Поэтому при решении задач, связанных с расчетом параметров пограничного слоя при очень высоких скоростях обтекания, использован достаточно простой и весьма эффективный инженерный метод, основанный на понятии так называемой определяющей лнтальпии (температуры). [c.670]

Изучение сверхзвуковых потоков разреженных газов представляет интерес как для решения практических задач, связанных с полетами тел на больших высотах, так и для решения принципиальных вопросов аэродинамики разреженных газов. Экспериментальных работ в области сверхзвуковых течений разреженных газов опубликовано мало. Это объясняется в большой степени методическими трудностями. Большинство методов, успешно применяемых для исследования течений плотных газов, или не применимо в случае течений разреженных газов, или их применение требует сложных усовершенствований. Так обстоит дело с интерферометрическим методом, шлиренметодом, методами спектрального поглощения, а также методами поглощения рентгеновских и электронных пучков [1]. Их применимость ограничивается давлениями 1— 10 мм рт. ст. Поэтому метод визуализации, использующий свойства послесвечения, представляется наиболее перспективным для исследований течений разреженных газов. В основе метода лежит зависимость интенсивности послесвечения от термодинамического состояния газа. Применение метода ограничивается давлением, при котором уже невозможно организовать разряд, вызывающий длительное послесвечение. В зависимости от условий эксперимента, предельное давление может быть доведено до 8—6- 10 мм рт. ст. В статье [1] дается обзор работ, посвященных исследованию свойств послесвечения в азоте и воздухе и их применению в газодинамических исследованиях. Преимущество азота и воздуха по сравнению с другими газами состоит в том, что в них легко вызывается послесвечение большой длительности (1 —10 сек). Медленное затухание свечения позволяет работать на стационарных аэродинамических установках и получать картины обтекания тел регистрацией на фотопластинку. В таких газах, как Не, Аг, Ые, Нг и др., послесвечение длится в среднем 10 —10 сек. При таком быстром затухании приходится работать в области малых интенсивностей света, а это вызывает необходимость фотоэлектронной регистрации. Малая продолжительность послесвечения накладывает ограничение на скорость исследуемых процессов — они должны протекать за 10— 10 сек. Процесс сжатия газа в ударной волне отвечает этому требованию. Что касается более медленных процессов, то они будут регистрироваться с искажениями, вызванными наложением процесса высвечивания на исследуемый процесс. Возможность использования послесвечений небольшой длительности позволяет выбрать наиболее простой тип возбуждающего разряда. [c.138]

Если процесс расширения газа в реальных условиях проводить медленно, то работа при этом процессе будет стремиться к значению работы при равновесном процессе. Как будет показано ниже, найденный теоретически коэффициент полезного действия тепловой машины, совершающей обратимый цикл, будет максимальным. Это теоретическое условие дает возможность сделать все необходимое для того, чтобы при конструировании реальных тепловых двигаталей приблизить их к тепловой машине, совершающей обратимый цикл. Изучение равновесных процессов и процессов, близких к равновесным, составляет основное содержание термодинамического исследования. [c.53]

НЫХ потоков И механического возмущения жидкого металла. Экспериментальное и особенно теоретическое исследование кинетики металлургических процессов при взаимодействии частиц распыленного металла с окружающей средой крайне затруднено их большой скоростью, высокой температурой, большим количеством взаимообусловливающих факторов, многообразием агрегатного и фазового состояний, непрерывной сменой веществ, участвующих в реакции и т. п. Вместе с тем, несмотря на приведенные выше обстоятельства и невозможность достижения равновесного состояния при высокотемпературном распылении, попытки применения термодинамических расчетов взаимодействия частиц с газом полезны. Б. П. Бурылев [16] предложил для определения степени насыщения газами ряд уравнений. Растворимость газа в сплаве элементов Мб и Мег, образующих раствор замещения, можно определить из уравнения [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...