Термодинамические процессы газов в Т, s-диаграмме

Термодинамические процессы газов в Г, -диаграмме [c.68]

При ходе поршня из левого мертвого положения в крайнее правое через всасывающий клапан засасывается горючая смесь, состоящая из паров и мелких частиц топлива и воздуха. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 0-1, которая называется линией всасывания. Очевидно, линия 0-1 не является термодинамическим процессом, так как в нем основные параметры не изменяются, а изменяются только массовое количество и объем смеси в цилиндре. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, происходит сжатие горючей смеси. Процесс сжатия на диаграмме изображается кривой 1-2, которая называется линией сжатия. В точке 2, когда поршень еще немного не дошел до левого мертвого положения, происходит воспламенение горючей смеси при помощи электрической искры. Сгорание горючей смеси происходит почти мгновенно, т. е. практически при постоянном объеме. Этот процесс на диаграмме изображается кривой 2-3. В результате сгорания топлива температура газа резко возрастает и давление увеличивается (точка 3). Затем продукты горения расширяются. Поршень перемещается в правое мертвое положение, и газы совершают полезную работу. На индикаторной диаграмме процесс расширения изображается кривой 3-4, называемой линией расширения. Затем откры- [c.261]

На рис. 7.4 представлены основные газовые термодинамические процессы в газах. За начало принята точка О н через нее кривые, представляющие исследуемые процессы. Наиболее просто на Т — s-диаграмме представляются изотермический и адиабатный процессы. [c.84]

Заметим, что параметры газа в процессах а-1 и 2-Ь, в частности его удельный объем и, не изменяются, а меняются только количество и полный объем газа. Поэтому данные процессы не являются термодинамическими и индикаторную диаграмму нельзя отождествлять с термодинамической р — о-диаграммой. [c.98]

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]

Для изучения и расчетов различных термодинамических процессов, в которых рабочим телом является насыщенный и перегретый пар (в общем случае реальный газ), особо удобна диаграмма is. [c.168]

Равновесный термодинамический процесс можно выразить графически. Если в системе координат v—p по оси абсцисс откладывать величины удельных объемов рабочего тела, а по оси ординат —величины его давления, то, зная эти два параметра для какого-либо состояния рабочего тела, можно на пересечении перпендикуляров, восстановленных из соответствующих этому состоянию абсцисс и ординат, получить точку, отображающую графически это состояние. Нанеся таким образом ряд точек, отображающих различные состояния газа, и соединив их линией, можно получить кривую, отображающую совершаемый газом процесс. Такое графическое изображение процесса носит название диаграммы v—p. [c.17]

Следует особо подчеркнуть, что рассмотренное выше графическое отображение термодинамического процесса возможно лишь в том случае, если он протекает при условии внутреннего равновесия газа, так как только при этом условии (одинаковые удельный объем и давление газа в пределах всего его объема в каждый данный момент процесса) его состояние в каждый данный момент процесса, определяемое удельным объемом и давлением его, может быть выражено на диаграмме одной точкой. [c.17]

Пользуясь диаграммой s — Т, можно еще раз убедиться в том, что сообщаемое газу или отводимое от него тепло не является параметром состояния газа. Это следует из того, что между двумя точками lr-r-2 (рис. 5-1), отображающими в диаграмме s — T два состояния газа, можно провести бесконечное число линий (см. пунктирные линии на рисунке), являющихся отображением различных термодинамических процессов, и каждому из ЭТИХ процессов будет соответствовать различное количество сообщенного газу или отведенного от него тепла. [c.45]

До сих пор при исследовании термодинамических процессов в поршневых компрессорах обычно ограничивались замером средних давлений и температур газа в полости всасывания и нагнетания, производительности, потребляемой мощности и снятием индикаторных диаграмм в цилиндрах компрессора. Теория и расчет компрессоров основывались на обработке и анализе данных этих испытаний. [c.309]

Из всего сказанного выше вытекает принципиальная возможность определения к. п. д. собственно вентилятора по термодинамическим параметрам газа до и после него. Действительно, как видно из рис. 12-8, зная Ри Pi, Т] и Гг, можно построить сам процесс 1—2 и его идеальный прототип 1—2. Определив по г,5-диаграмме энтальпии соответствующего рабочего тела, к. п. д. можно подсчитать по формулам [c.256]

При изложении основ термодинамики главное внимание уделено первому закону термодинамики и его приложению к аналитическому и графическому расчетам термодинамических процессов в идеальном газе. При этом дается термодинамическая трактовка понятия энтропии как функции, характеризующей изменение состояния системы при равновесной передаче теплоты, что позволяет рассматривать термодинамические процессы одновременно в ри- и Гх-диаграммах. В дальнейшем, при изложении второго закона термодинамики, поясняется значение энтропии как величины, характеризующей направление протекания неравновесных процессов. [c.3]

Взаимное расположение графиков основных термодинамических процессов на ри- и Гх-диаграммах характеризуется рис. 3.5, где показаны рассмотренные пути перехода состояния идеального газа из исходной точки I р, и, Т, 5 ) в точки 2 с расширением газа или отводом теплоты (сплошные линии) и в точки [c.47]

В 2.4 была отмечена важность Гх-диаграммы для исследования термодинамических процессов изменения состояния газов. Не меньшее значение имеет эта диаграмма и для изучения процессов и проведения расчетов, связанных с водяным паром. Ценность этой диаграммы, как известно, обусловлена тем, что в ней площадь под кривой обратимого процесса соответствует количеству теплоты, подводимой к рабочему телу или отводимой от него. [c.83]

Расчет процессов сжатия реальных газов с необходимой точностью может быть осуществлен двумя основными методами но термодинамическим диаграммам состояния газа, например в А—5 координатах по аналитическим зависимостям, в которых используется уравнение состояния реального газа. [c.126]

Если по завершении процесса в двигателе поршень возвращается в исходное положение, а газ — в исходное состояние, то в цилиндре осуществляется термодинамический цикл, изображенный на р — 0-диаграмме замкнутой кривой (рис. 3). Работа газа за цикл в этом случае будет равна площади, описанной контуром цикла, т. е. /о будет равна площади 1—а—2—Ь—1. [c.23]

Если число ступеней компрессора сделать весьма большим, то в индикаторной диаграмме процесс сжатия будет близок к изотермическому (рис. 7-30). Вопрос о выборе числа ступеней, обеспечивающих заданную величину сжатия газа, решается на основе не столько термодинамических, сколько обш их технических и технико-экономических соображений. [c.266]

В книге уделено внимание разработке и аналитических методов расчета. Прилагаемые диаграммы для расчета наиболее сложных процессов, протекающих с фазовым переходом, построены для смеси воздуха с водяным паром. Для других газов, увлажненных водяным паром, а также для газов, увлажненных паром иной жидкости, могут быть построены аналогичные диаграммы, основывающиеся на тех же термодинамических принципах, но учитывающие иные термодинамические свойства компонентов. Но пока такие диаграммы еще не построены, аналитические методы расчета сохраняют свое значение. [c.7]

Если по завершении процесса в двигателе поршень возвращается б исходное положение, а газ — в исходное состояние, то в цилиндре осуществляется термодинамический цикл, изображаемый в / п-диаграмме замкнутой кривой (рис. 1-4). Работа газа за цикл в целом будет положительной, если линия расширения расположена выше линии сжатия (т. е., если линия цикла направлена па часовой стрелке, как показано на рисунке), ибо в этом случае положительная работа расширения по абсолютной величине больше отрицательной работы сжатия. Равным образом работа газа за цикл в целом будет отрицательной, если линия расширения расположена ниже линии сжатия (т. е. если линия цикла направлена против часовой стрелки), ибо в этом случае положитель яая работа расширения по абсолютной величине меньше отрицательной работы сжатия. В первом случае цикл называется прямым, а во втором — обратным, причем в обоих случаях работа газа за цикл измеряется площадью, ограниченной линией цикла. [c.20]

Показанная на рис. Д.1 диаграмма температура — энтропия соответствует проекции термодинамической поверхности T—s—p на плоскость Т—S, поскольку изображенные на ней изобары (линии постоянного давления) соответствуют сечениям при постоянном давлении. Эта диаграмма особенно полезна для иллюстрации процессов, протекающих в энергетических и холодильных циклах, основанных на использовании конденсирующегося газа. Это связано с тем, что тепло, получаемое и отдаваемое в циклах, представляется в виде соответствующих площадей на указанной диаграмме. В таких установках редко используется та часть диаграммы, которая относится к твердой фазе (исключение составляет диоксид углерода, для которого давление в тройной точке выше атмосферного, так что снег из диоксида углерода, или сухой лед, при атмосферном давлении непосредственно переходит в газообразную фазу, минуя жидкую). [c.190]

Хлористый водород образуется при плавлении некоторых хлоридов как продукт их гидролиза. Ионы водорода, появляющиеся в расплаве хлоридов при растворении НС1, как и в водных растворах, весьма энергично окисляют металлы. Ионы водорода в солевые расплавы вносятся водой, попадающей из атмосферы, из материала контейнера и остающейся в плохо осушенной соли. На рис. 13.2 приведена диаграмма зависимости скорости коррозии циркония и железа в расплавах щелочных и щелочно-земельных хлоридов от природы атмосферы. Термодинамическая оценка процессов коррозии металлов в кислородсодержащих солях отражена коррозионными диаграммами. Такие диаграммы составлены для различных металлов по отношению к расплавленным щелочам, нитратам, карбонатам, сульфатам. В них представлена зависимость электродных потенциалов металла от парциального давления хлора в системе (для хлоридов) либо О г парциального давления углекислого газа (для карбонатов). Для характеристики окислительно-восстановитель- [c.365]

Приведенные выше индикаторные диаграммы показывают, что для максимальных значений давлений газов в индикаторной диаграмме коэффициент выделения тепла имеет величины = 0,3 ч- 0,4. Применение таких низких значений коэффициента в термодинамическом расчете привело бы, как показывают расчеты, к совершенно неудовлетворительным результатам в определении параметров рабочего процесса двигателя. [c.83]

Для возможности термодинамического анализа рассматривается идеальный цикл этой установки. На рис. 1.60 этот цикл изображен в pv и 75-диаграммах. Процесс /—2 изображает изоэнтропное сжатие 1 кг идеального газа, что соответствует процессу в компрессоре. В процессе 2—3 подводится некоторое количество тепла к газу при постоянном давлении (в камере сгорания). В процессе 3—4 происходит изоэнтропное расширение газа (в турбине). В процессе 4—/ от газа отводится некоторое количество тепла при постоянном давлении этот процесс заменяет охлаждение отработавших газов в атмосфере. [c.112]

Точный расчет процессов сжатия реальных газов может быть произведен при помощи термодинамических диаграмм или, если желательно получить результаты расчета в аналитической форме, при помощи уравнений состояния реальных газов при условии, что эти последние достаточно точны. Эти же методы могут быть применены и при анализе процессов сжатия перегретых паров. [c.203]

Сочинение проф. Акопяна имеет следующие главы термодинамические системы предварительные сведения о системе жидкость— пар работа теплота процессы циклы первое начало применение первого начала к обратимым процессам применение первого начала к системе жидкость — пар теория изодинамических процессов дросселирование свойства идеального газа наиболее общее выражение первого начала теория течения второе начало цикл Карно и его применения энтропия элементы теории тепловых машин диаграммы Т—5 циклы тепловых машин получение низких температур и сжижение газов теория термодинамического равновесия равновесие смеси идеальных газов общие условия равновесия гетерогенных систем о законах смешения термодинамического равновесия двухфазные двухкомпонентные смеси теорема Нернста. [c.370]

При движении поршня слева направо открывается всасывающий клапан 3 и происходит наполнение цилиндра газом при постоянном давлении pi. Этот процесс изображается на диаграмме линией 0-1 и называется линией всасывания. При обратном движении поршня справа налево всасывающий клапан 3 закрывается, происходит сжатие газа. По достижении заданного давления весь сжатый газ выталкивается из цилиндра при постоянном давлении через открывшийся нагнетательный клапан 4 в резервуар для хранения или на производство. Кривая 1-2 называется процессом сжатия. Линия 2-3 называетс°я линией нагнетания. Следует отметить, что линии всасывания Q-1 и нагнетания 2-3 не изображают термодинамические процессы, так как состояние рабочего тела в них остается неизменным, а меняется только его количество. При начале следующего хода поршня слева направо нагнетательный клапан закрывается, давление в цилиндре рг теоретически мгновенно падает до pi, открывается всасывающий клапан и далее повторяется весь рабочий процесс сжатия газа. [c.246]

В термодинамических процессах для водяного пара, так же как для идеального газа, необходимо определить неизвестные параметры в начале и конце процесса, изменение его внутренней энергии, работу и теплоту, участвующую в процессе. Для определения неизвестных параметров в практических расчетах пользуются таблицами или диаграммами, причем графический способ ргаиболее распространен. На диаграмме s — г наносят искомый термодинамический процесс для водяного пара, затем определяют по двум известным параметрам остальные неизвестные и по этим данным рассчитывают процесс. [c.95]

Так как во всех термоди 1амнческ х процессах идеалы ых газов, протекающих в одном и том же тервале температур, в утренняя энерг я изменяется на одно п то же значе ше, то площадь под изо-хорным процессом на ь 7 -диаграмме дает в интервале температур — —Ту зме 1е 1е внутренней энергии в любом другом термодинамическом процессе, протекающем в этом же интервале температур. Так, например, если в 1 тервале температур от Г, до Ту протекает произволь Ь Й обратимый процесс, показа тый кр вой 1-2 1 а р ш. 22, г, для опреде-ле ия изменения виутре Н ей энерг в этом процессе достаточ- [c.111]

Диаграмма Ts для водяного пара. При изучении газов мы отмечали важность диаграммы Ts для исследования термодинамических процессов. Еще большее значение для исследования процессов и расчетов, связанных с водяным паром, приобретает в паротехнике диаграмма Ts и особенно диаграмма is, так как при пользовании ими значительно облегчается решение ряда задач. Диаграмма Ts для водяного пара строится на основании уравнений (156), (157) и (159). По оси абсцисс, как всегда, откладывается энтропия, а по оси ординат — абсолютные температуры. [c.133]

Практически пользование трехмерной системой координат неудобно, поэтому в технической термодинамике обычно применяется двухмерная система координат, в которой изображаются зависимост1и между двумя какими-либо параметрами состояния. Наиболее употребительной из них является ру-диаграмма, в которой по оси абсцисс откладываются удельные объемы, а по оси ординат— давления газа (рис. 1-1). Любая точка в такой диаграмме (например, точка 1) соответствует определенному термодинамическому состоянию газа, а любая линия (например, линия 1-2) — конкретному термодинамическому процессу перехода газа из одного равновесного состояния в другое, причем все промежуточные точки этой линии соответствуют промежуточным равновесным состояниям этого газа. [c.16]

Для определения графическим методом параметров газов в термодинамических процессах и циклах кафедрой газовых турбин Казанского авиационного института под руководством проф. Г. С. Жирицкого рассчитана и построена /5-диаграмма (приложение VII). [c.57]

Энтальпия имеет большое значение. Введение в термодинамику этого параметра значительно упрощает многие расчеты газовых процессов и циклов и дает возможность примеиить графический способ изучения термодинамических процессов и циклов. Известно, что графический способ расчета почти во всех областях науки и техники применяется с большим успехом, в том числе и при расчетах газовых и паровых процессов и циклов. Энтальпией особенно целесообразно пользоваться тогда, когда в виде основных параметров принимают р и Г, а не U и Г. Это наглядно можно видеть, если энтальпию i сравнить с внутренней энергией и. Так, например, известно, что при V"= onst процесс v=U2—Ui, а при p= oonst =/2— 1. Следовательно, в зависимости от характера процесса пользуются тем или иным параметром. Оба параметра и и i имеют в термодинамике большое значение, являются идентичными по своей роли и широко применяются. Изменение энтальпии для многих газов и их смесей при p= nst и различных температурах вычислено и приведено в справочной и учебной литературе в виде таблиц или диаграмм. Пользуясь этими готовыми данными, легко определить количество тепла <7р процесса для этого необходимо лишь взять из таблицы или диаграммы разность значений энтальпий в конечном и начальном состояниях. [c.86]

Идеальным поршневым называют компрессор, который не имеет объема мертвого пространства и клапаны которого не оказывают никаких гидравлических сопротивлений всасываемому и нагнетаемому газу, а в процессе сжатия и нагнетания обеспечивается абсолютная герметичность рабочей полости цилиндра. Поршень такого компрессора движется вдоль оси цилиндра без трения. Индикаторная диаграмма идеального компрессора приведена на рис. 66. Давления на линиях всасывания а1 и нагнетания 2Ь постоянны. Несмотря на это, процессы а1 и 2Ь не являются термодинамическими процессами. Эти процессы характеризуются переменными количествами рабочего те.та и постоянством параметров состояния его. Поэтому индикаторную дкаграмму можно представлять только в координатах р — V, где У в — объем, [c.121]

Так как во всех термодинамических процессах идеальных газов, протекающих в одном и том же интервале температур, внутренняя энергия изменяется на одну и ту же величину, то площадь под изо-хорным процессом на s-T — диаграмме дает в интервале температур Тл—T l изменение внутренней энергии в любом другом термодинамическом процессе, протекающем в этом же интервале температур. Так, например, если в интервале температур от Ti до Га протекает произвольный обратимый процесс, показанный кривой 1-2 на рис. 36, г, то для определения изменения внутренней энергии Aui-2 в этом процессе достаточно провести кривую изохорного процесса 2-3 того же рабочего тела и в том же интервале температур и измерить под этим процессом площадь (на рис. 36, г заштрихована). [c.133]

В уравнении йд Т ёз величина Т всегда положительна, поэтому д и 5 по знаку одинаковы. Значит, если в процессе теплота подводится, то с <7>0, следовательно, и 5>0, т. е. энтропия газа увеличивается. Если в процессе теплота отводится, то йдСО, следовательно, и 5<0, т. е. энтропия газа уменьшается. Таким образом, Г, 5-диаграмма позволяет определить количество теплоты, которое подводится к газу или отводится от него в термодинамическом процессе и изображается площадкой под кривой процесса. Кроме того, Т, -диаграмма позволяет определить в любом процессе теплоемкость рабочего тела в заданном состоянии и установить ее знак. [c.67]

Теперь оценим суммарный результат рассмотренного циклического процесса. Индикаторная диаграмма цикла Карно представлена на рис. 8.12. На этапах расширения 1-2 я 2-3 газ совершал положительную работу (энергия отводилась от рабочего тела в окружающую среду в механической форме) на этапах сжатия 3-4 и 4 1 работа совершалась над газом (ей приписывается знак <минус ). Следовательно в процессе расширения термодинамическая система (газ) совершает работу над окружающей средой (перемещает поршень, с которым может быть связан любой агрегат, устройство), а в процессе сжатия окружающая среда (поршень) совершает работу над термодинамической системой (газом). Площадь 1-2-3-6-5 на индикаторной (рабочей) диаграмме эквивалентна энергии И расш, отводимой от рабочего тела в окружающую среду в механической форме. Площадь 3-4-1-5-6 эквивалентна энергии Жж, подводимой к рабочему телу из окружающей среды в механической форме. [c.18]

После рассмотрения принципа работы газотурбинного двигателя изучим его диаграмму. Термодинамический цикл начинается в компрессоре 2, где происходит адиабатическое сжатие воздуха, поступившего из окружающей среды. На гу-диаграмме этот процесс отображается адиабатой АС (рис. 9.4, а). Далее в камере 3 при сгорании происходит подвод теплоты. В двигателях с подводом теплоты Q, при постоянном давлении (цикл Брайтона) это осуществляется по изобаре Z], а в двигателях с подводом теплоты Q, ( при постоянном объеме (цикл Гемфри) — по изохоре Z . Затем в турбине происходят адиабатический процесс расширения газа по линии Z E (или ZiE) и условный изобарический процесс отвода теплоты Q,i — выброс газовой смеси продуктов сгорания (линия ЕА на рис. 9.4, а). [c.112]

Рассмотрим диаграммы состояния идеального цикла, приведенные на рис. 1.15. Как показал термодинамический анализ, чтобы получить КПД двигателя Карно, тепло, выделенное в изохорном процессе 4—1, должно быть возвращено газу в изохорном процессе 2—3. В идеальном случае такой перенос тепла можно осуществить обратимым образом с помощью регенератора. Принцип работы этого теплообменника иллюстрируется на рис. 2.19. По длине регенератора поддерживается постоянный градиент температуры, т. е. температура изменяется линейно от Ттах ДО Дтип. Рабочес тело входит в регенератор в термодинамическом состоянии 4, передает свою избыточную энергию материалу регенератора и выходит из него в состоянии 1. В течение этого процесса, называемого периодом горячей продувки , температура каждого элемента регенератора повышается на бесконечно малую величину. После завершения процесса сжатия рабочее тело, находящееся теперь в состоянии 2 при минимальной температуре цикла, вновь пропускается через регенератор и забирает тепло, запасенное при горячей продувке. При этом температура каждого элемента регенератора снижается на бесконечно малую величину, а рабочее тело после такого периода холодной продувки выходит из регенератора в состоянии 3, т. е. при максимальной температуре цикла. [c.252]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...