Теплообмен в процессе сжатия

ТЕПЛООБМЕН В ПРОЦЕССЕ СЖАТИЯ [c.105]

Теплообмен в процессе сжатия [c.127]

Предполагается, что в процессах сжатия воздуха в компрессоре и расширения рабочего тела в турбине отсутствует теплообмен с внешней средой. Как следует из уравнения энергии (3.3), работа сжатия 1 кг воздуха выражается через разность энтальпий = = iit—ii в изоэнтропийном процессе в дейст- [c.184]

Принятые допущения 1) процессы обратимы, теплоемкости во всех процессах постоянны — политропный цикл, 2) РТ — идеальный газ, 3) подвод тепла происходит в процессе 2—3, а отвод— в процессе 4—1 (рис. 4.6), 4) теплообменом в процессе 1—2 пренебрегаем, 5) процесс 3—4 — адиабатный, 6) противодавление Р = Ро.с- Заданы параметры в точке 1 — pi, Vx, А показатели политроп — г степени сжатия — 8сг или степени расширения — 8р I или степени повышения давления — Я,- = 1/ер = е . Если обозначить теплоемкость РТ в цикле [c.66]

Сжатие в действительном цикле протекает по линии 2—3, которая является политропой, а не адиабатой, как в теоретическом цикле. Это объясняется тем, что в процессе сжатия происходит теплообмен между сжимаемым свежим зарядом и стенками цилиндра и поршня. В начале сжатия температура стенок выше температуры свежего заряда, а при дальнейшем сжатии температура заряда повышается, становясь выше температуры стенок цилиндра и поршня. В первом случае свежий заряд принимает теплоту от стенок цилиндра и поршня, а во втором — отдает ее им. [c.228]

В процессе сжатия происходит теплообмен между газом и стенками цилиндра. На начальном участке сжатия тепловой поток направлен от нагретых стенок цилиндра к газу, затем он меняет свою направленность. Интенсивность теплообмена при сжатии газа в цилиндре двигателя может быть оценена по уравнению (Н 1.30а) с соответствующим выбором показателей процесса. Теплоемкость свежего заряда в процессе сжатия может быть определена однозначно как функция температуры заряда С)// (Т ). [c.108]

Процессы с ж"а тия в реальном компрессоре. Процесс сжатия газа в реальном компрессоре характеризуется наличием внутренних потерь на трение и теплообменом с окружающей средой. При расчете реальных компрессоров принимают, [c.252]

В частности, это выражение пригодно для капельных жидкостей. При распространении малых возмущений в газе сжатие или разрежение происходят настолько быстро, что теплообмен между частицами не успевает осуществляться и процесс протекает адиабатически, т. е. связь между плотностью и давлением выражается уравнением адиабаты [c.414]

Адиабатный процесс сжатия (рис. 9.2, линия 1—2 ц"). В уравнении (9.5) изменением кинетической энергии и теплообменом через стенки компрессора в связи с их неболь- [c.120]

Поскольку в большинстве случаев показатель политропы неизвестен, часто ограничиваются вычислением технической работы только для изотермического и адиабатного процессов, а работу в случае политропных процессов сжатия определяют с помощью к. п. д., которыми учитывают внутренние потери на трение и теплообмен. [c.97]

Одно из требований, предъявляемых к двигателю в процессе эксплуатации, — легкость его запуска. При пуске двигателя коленчатый вал необходимо вращать с такой частотой, при которой в конце сжатия температура и давление горючей смеси или воздуха в цилиндре повысятся до величины, необходимой для воспламенения топлива. Минимальная пусковая частота вращения вала карбюраторного двигателя составляет примерно 50 об/мин, у большинства дизелей — 100—200 об/мин. При меньшей частоте вращения вала увеличивается теплообмен между сжимаемой и охлаждающей средами, увеличиваются утечки газа [c.176]

В реальном двигателе процесс сжатия протекает по сложному закону. Основные причины сложности этого процесса 1) продолжающееся поступление в цилиндр свежего заряда в начале хода сжатия 2) неодинаковый теплообмен между газами и стенками по величине и по знаку на различных участках хода сжатия 3) непрерывное уменьшение поверхности зеркала цилиндров, омываемого газами 4) выход газов из цилиндра через неплотности поршневых колец и клапанов и [c.6]

С увеличением я сокращается продолжительность рабочего цикла, в результате чего за период сжатия уменьшаются теплообмен между газами и стенками и потери газов через неплотности. По этой причине процесс сжатия должен приближаться к адиабатному и показатель Л] — увеличиваться. [c.6]

Действительные процессы, протекающие в машинах, являются необратимыми, так как расширение или сжатие в них совершается при конечной разности давлений, а сообщение или отвод тепла — при конечной разности температур между телами, участвующими в теплообмене. Эти процессы протекают с конечными скоростями при нарушении, как правило, механического равновесия, в связи с чем в рабочем теле возникают завихрения. Кроме того, действительные процессы сопровождаются теплопроводностью, лучеиспусканием и трением, которые по своей сущности являются процессами необратимыми. [c.62]

Степень повышения давления, работа сжатия воздуха и КПД ступени. На рис. 2.12 изображен процесс сжатия воздуха в ступени компрессора в pv и Гх-координатах. Изобары pi и рз соответствуют здесь давлению воздуха перед и за ступенью. Точка / изображает состояние воздуха на входе в ступень. В авиационных компрессорах, пропускающих через себя большие количества воздуха при сравнительно малой наружной поверхности корпуса, теплообмен между потоком в компрессоре и окружающей средой на установившихся режимах играет ничтожную роль. Поэтому мы будем в дальнейшем изложении считать внешний теплообмен в компрессоре в целом и в каждой его ступени отсутствующим. Если бы, кроме того, воздух в компрессоре был бы лишен вязкости, то процесс повы- [c.53]

Температурные напряжения возникают в результате теплового расширения элементов оболочки и в принципе зависят от деформаций в момент потери устойчивости. Возникновение этих деформаций должно приводить к снижению температурных усилий. В процессе деформации меняется температура. Сжатие элементов сопровождается выделением тепла, растяжение — поглощением. В оболочке имеет место перетекание тепла от сжатых элементов к растянутым. При неравномерном нагреве из-за градиентов температур возникают дополнительные внутренние тепловые потоки. Происходит необратимый теплообмен с окружающей средой. Строгое решение задачи о температурном выпучивании возможно лишь термодинамическими методами. Однако в работах [21.14, 21.20] показано, что критическое состояние упругой системы в рамках линейной теории устойчивости не зависит от природы исходного поля напряжений. [c.253]

Г.1. Необратимая циклическая тепловая энергетическая установка производит работу, обмениваясь теплом с двумя тепловыми резервуарами, находящимися при температурах 500 и 50°С. Практически можно считать, что рабочая жидкость совершает цикл Карно, который можно представить в виде трапеции на диаграмме температура— энтропия. Как при адиабатическом сжатии, так и при адиабатическом расширении энтропия возрастает на 10% от амплитуды изменения энтропии в цикле. Можно предположить, что состояние жидкости в процессе теплообмена с резервуарами изменяется обратимо и теплообмен с каждым из них происходит при разности температур 50. К. [c.208]

При движении воздуха, обтекающего самолет, процессы сжатия и расширения воздушных частиц настолько быстротечны, что теплообмен между частицами практически не успевает осуществиться. Такой процесс, называемый адиабатическим, характеризуется обязательным повышением температуры при сжатии и понижением при расширении. Эти отклонения температуры в известной мере препятствуют изменениям плотности под влиянием изменений давления. [c.14]

Процессы сжатия и расширения не идут адиабатически, а протекают, сопровождаясь теплообменом со стенками цилиндра. Явление теплообмена со стенками цилиндра имеет место также и в процессе сгорания. [c.248]

При наличии фазовых переходов sin а 1, поглощаемая энергия Ф > 0 она идет на медленный заметный через много пульсаций нагрев жидкости п ее испарение, в результате чего пузырек может медленно расти за счет энергии внешнего поля, которая сначала передается жидкости в виде кинетической энергии, затем воспрп-пимается пузырьком в виде энергии сжатия и нагрева. Необратимость теплообменных процессов приводит к тому, что пузырек в процессе сжатия отдает жидкости больше тепла, чем забирает обратно в процессе расширения, когда его температура ниже температуры жидкости. Этот избыток тепла, равный Ф, и идет на необходимый нагрев и испарение жидкости. Обозначим скорость [c.308]

Процессы сжатия газа в нагнетателях и неохлаждаемых компрессорах необходимо рассматривать как процессы внешнеадиабатные. Это значит, что внешний теплообмен через корпус компрессора отсутствует. Однако имеются необратимые потери работы, вызванные трением газа в процессе сжатия, [c.125]

Строго говоря, кривая сжатия газа в реальном компрессоре не может быть описана уравнением политропы с постоянным показателем п так как интенсивность теплообмена газа со стенками цилиндра, определяемая соотношением их температур, не остается в процессе сжатия постоянной. В начале сжатия, когда газ холоднее стенок цилиндра, он получает тепло от них. Этот начальный отрезок кривой сжатия может быть, очевидно, представлен в виде политропы с показателем n>k. По мере сжатия газ нагревается и его температура становится равной, а затем и превосходит температуру стенок. Соответствующие отрезки кривой сжатия могут быть заменены отрезками политропы с n = k, а затем и с nвыделения тепла за счет трения, которое при сжатии газа приводит к увеличению п в частности, если теплообмен с окружающей средой отсутствует, то кривая необратимого сжатия представляет собой политропу с /i>fe. Действительная кривая сжатия в компрессоре в координатах Т—s показана на рис. 10-3. На практике эту кривую принимают за политропу с некоторым средним показателем п= onst. Так, например, при сжатии воздуха в поршневом компрессоре и=1,3-ь1,4 в случае весьма интенсивного охлаждения воздуха при сжатии п= 1,2 1,25. [c.362]

Это означает, что квазиконтактный теплообмен, равный работе сжатия действующих элементов (весом /), имеет отрицательное значение, т. е. в процессе сжатия элементов от них отводится тепло в количестве, равном работе сжатия. [c.67]

At — изменение энтальпии в процессе сжатия q — теплообмен газа с окружающей средой в процессе сжатия. На S-T — диаграмме теплоообмен выражается площадью под процессом. График на рис. 66 показывает, что при-адиабатном сжатии <7 = 0 (так как площадь под процессом 1-2 рвана нулю). [c.193]

В действительности процесс сжатия а-с (рис. 10.16) рабочего тела (горючей смеси) происходит не адиабатически, а политропически. Это обусловлено тем, что в процессе сжатия рабочее тело и стенки цилиндра обмениваются энергией в тепловой форме (происходит теплообмен). В начале процесса сжатия (точка о) температура рабочего тела меньше температуры стенок расширительной машины, которые нагреваются при работе двигателя. По мере сжатия рабочего тела его температура увеличивается как вследствие самого процесса сжатия, так и за счет нагревания от стенок. В некоторый момент времени (при некотором промежуточном положении поршня) температура рабочего тела становится равной температуре стенок. В этот момент теплообмен между ними отсутствует, т. е. на мгновение процесс сжатия становится адиабатическим. Дальнейшее сжатие приводит к тому, что температура рабочего тела становится больше температуры стенок, поэтому тепловая энергия отводится от него в стенки распшрительной машины. Интенсивность теплообмена между рабочим телом и стенками [c.198]

В различные периоды процесса сжатия направление теплового потока различно. В начальный период после закрытия впускного клапана, продувочных или выпускных окон температура заряда, заполняюш его цилиндр, ниже температуры поверхностей, окружающих сжимаемое рабчее тело (гильзы цилиндра, головки и днища поршня). Поэтому в первой части хода сжатия сжимаемое рабочее тело дополнительно нагревается от этих поверхностей. В этот период затрата внешней работы сопровождается получением теплоты от внешней среды и, следовательно, показатель политропы сжатия % больше показателя адиабаты В процессе сжатия с повышением температуры рабочего тела уменьшается относительное количество теплоты, получаемое от стенок, поэтому показатель политропы непрерывно понижается. В тот момент, когда средняя техмпература сжимаемого газа и средняя температура внутренних поверхностей камеры сгорания становятся равными, теплообмен прекращается, т. е. процесс сжатия в этот момент становится адиабатическим = к- , [c.127]

В распространяющейся звуковой волне процессы сжатия и расширения происходят настолько быстро, что теплообмен между той частью тела, через которую проходит звуковая волна, и другими его частями практически не успевает произойти, п поэтому изменение состояния тела при прохождении через него звуковой нолны осуществляется без подвода или отвода тепла, т. е. адиабатически. Так как вследствие малости изменений состояния действие внутреннего трения также оказывас. тся исчезающе малым, то звуковые колебания можно рассматривать как обратимый адиабатический или изоэнтропический процесс независимо от того, как меняется состояние всего тела в целом. [c.77]

Т ), которая отводится от горячего потока в теплообменн.ике (процесс 4—5), по.тностью подводится сжатому холодь ому воз-Духу (jp = j, (7 а — Т ) (процесс 2—6). Следовательно, для осу- [c.85]

Под скоростью звука понимают скорость распространения в теле малых возмущений, в частности упругих волн малой амплитуды. Слабые упругие волны называют звуковыми. В распространяющейся звуковой волне процессы сжатия и расширения происходят настолько быстро, что теплообмен между той частью тела, через которую проходит звуковая волна, и другими его чa т ми практически не успевает произойти. Поэтому изменение состояния тела при прохождении через него звуковой волны осуществляется без подвода или отвода теплоты, т. е. адиабатически. Так как вследствие малости изменений состояния действие внутреннего трения оказывается исчезающе малым, то звуковые колебания можно рассматривать как обратимый адиабатический или изоэнтропический процесс, независимо от того, как меняется состояние всего тела в целом. Скорость звука представляет собой характерную для данного вещества величину, изменяющуюся в зависимости от его состояния, и определяется по формуле [c.104]

В цикле Карно компрессор всасывает влажный пар хладагента (точка Г) и сжимает его до состояния сухого насыщенного пара (точка 2 ). Из-за неблагоприятных гидродинамических условий работы компрессора (попадание жидкости в цилиндр может вызвать гидравлический удар) и уменьшения тепловых потерь (теплообмен при влажном паре более интенсивный, чем при перегретом) перед подачей в компрессор влажный пар сепарируют до состояния сухого насыщенного пара (точка /), так что процесс сжатия происходит в области перегретого пара. При этом, несмотря на увеличение затраты работы на сжатие, хладопроизводительность установки также повышается на величину is.q 2 = пл. ГIbb Г. Таким образом, теоретический цикл реальной паровой компрессорной установки состоит из процессов адиабатного сжатия 1-2, изобарного охлаждения и конденсации 2-2 -3, дросселирования 3-4 и испарения 4-1 паров хладагента. [c.135]

Действительные процессы сжатия и расширения рабочего тела, характеризующиеся наличием потерь и теплообменом со стенками цилиндра, при построении теоретического цикла двигателя условно заменяются обратимь[ми адиабатами. Процесс сгорания, в результате которого рабочая смесь цревращается, вообще Рис. lil-l. говоря, в новое вещество — продукты сгорания, [c.378]

При адиабатном процессе сжатия 12" теплообмен с внешней средой отсутствует q = 0), а увеличение энтальпии в 5Т-диаграмме характеризуется площадью с2"2 а. При политропном сжатии 12 теплообмен определяется площадью с12Ь, а при изотермном — плогцадью с 12 а [c.53]

Процесс сжатия газа начинается в точке а и заканчивается в точке Ь, когда начинает открываться нагнетательный клапан (рис. 8.4,6). Давление газа в точке Ь больше, чем давление нагнетания р , так как необходим перепад давлений для открытия клапана. В начале сжатия средняя температура газа в рабочей полости меньше, чем средняя температура стенок, поскольку последние не успевают остыть от нагрева после сжатия в предыдущем цикле, и сжатие газа происходит с подводом теплоты, т. е. с показателем политропы и, большим показателя адиабаты к п>к). При дальнейшем сжатии температура газа повышается. Когда средняя температура сжимаемого газа сравняется со средне температурой стенок, теплообмен между газом и стенками рабочей полости прекращается. В этот момент п = к. При дальнейшем сжатии температура газа продолжает увеличиваться, и процесс сжатия происходит с отводом теплоть. (п < к). [c.296]

Условие р = о для адиабатного процесса является необходимым, по недостаточным. Действительно, в начале сжатия газа в цилиндре дизеля температура стенок цилиндра выше температуры рабочего тела, в связи с чем теплота передается от стенок цилиндра к рабочему телу. По мере сжатия газа температура его повышается настолько, что в конце сжатия стенки цилиндра оказываются холоднее газа, в связи с чем тепловой поток изменяет свое направление — рабочее тело отдает теплоту стенкам цилиндра дизеля. В частном случае количество теплоты, полученной газом от стенок цилиндра в начале сжатия, может оказаться равным количеству теплоты, отданной газом стенкам цилиндра в конце сжатия. Следовательно, суммарный теплообмен рабочего тела с внешней средой окажется равным нулю (р = 0), хотя процесс сжатия был явно не адиабатным. Таким образом, необходимым и достаточным д.1я адиабатного процесса является ус.зовне бр 0. [c.116]

Адиабатным называется процесс, при котором между газом и внешней средой отсутствует теплообмен dq = 0). Такой процесс можно представить себе, если газ заключен в адиабатную оболочку — абсолютный изолятор. В технике такой изоляции нет, поэтому на практике адиабатный процесс можно осуш,ествить приближенно. К адиабатным процессам относятся, например, процессы истечения газа из сопла, процессы сжатия и расширения в двигателе внутреннего сгорания и др. Скорости движения газа при этом настолько велики, что обмен тепловой энергией между газом и средой практически не успевает произойти. [c.38]

Цикл Карно, осуществляемый в газовой фазе, имеет два серьезных практических недостатка во-первых, величины работы отдельных процессов велики по сравнению с полезной работой цикла, так что даже малая необратимость ведет к значительному уменьшению полезной работы во-вторых, процессы изотермического сжатия и расширения при допустимых на практике скоростях работы могут быть осуществлены лишь приблизительно, так как скорость теплообмена мала. С другой стороны, в области двухфазных состояний цикл Карно не является полностью неосуществимым. Изотермический теплообмен здесь происходит в процессах три р = onst, что легко осуществляется в условиях установившегося потока. Кроме того, работа сжатия лишь нена- [c.129]

В фазе 1 процесса поршни 2 п 6 находятся в крайнем левом положении весь газ находится в свободном объеме Vr. При переходе в фазу II газ сжимается изотермически соответствующее количество теплоты Qo. отводится от него в окружающую среду при То.с- Переход в фазу III происходит при одновременном ходе вправо обоих поршней, и газ изохорно переталкивается через регенератор в объем Vo. Затем в процессе III—IV газ расширяется в объеме Vo, производит работу над поршнем 6 и охлаждается. В процессе IV-I газ изохорно перемещается из объема Vo в объем Vr через регенератЪр, охлаждая его насадку. После этого цикл повторяется, причем в процессе переталкивания II-III газ, проходя регенератор, охлаждается при теплообмене с насадкой, предварительно охлажденный в процессе IV-I. В результате многократного повторения цикла газ в полости Vo охлаждается все больше, пока не достигнет рабочей температуры То. Тогда включается нагрузка Qo (теплота, отводимая от охлаждаемого объекта), и в дальнейшем расширение в полости Vo протекает изотермически при То с подводом теплоты Qo. Таким образом, совершается обратный цикл Стирлинга, состоящий из двух изотерм (сжатие I-II и расширение III-1V) и двух изохор (переталкивание II-1II и IV-1). Полость Vt с поршнем 2 и теплообменником 4 играет роль СПТ, полость Vt с поршнем 6 и теплообменником 5 — роль одновременно СОО и СИО, а регенератор — СПО. [c.243]

Если же предположить что цилиндр компрессора помещен в термостат, в котором поддерживается температура (температура газа в начале процесса сжатия — точка 1) и обеспечен идеальный теплообмен между газом в цилиндре и термостатом, то тепло, выделяющееся при сжатии газа, будет отводиться в термостат и процесс сжатия будет идти по изотерме Tj= onst. [c.261]

В соответствии с изложенным ранее регенеративный теплообмен потоков воздуха высокого и низкого давления, повышаюший температуру перед компрессором и понижаюший ее перед турбиной, приводит к уменьшению отношения /т//к и вследствие этого — к ослаблению влияния необратимости процессов сжатия и расширения на энергетические показатели воздушной холодильной машины. [c.138]

Минимум на этих кривых обусловлен эксергетически-ми потерями, вызванными необратимым теплообменом потоков в регенеративном теплообменнике. При значениях т]к=т]т<0,9 минимум исчезает, так как п этом случае преобладающими становятся уже эксергетические потери, вызванные необратимостью процессов сжатия и расширения. [c.144]

Наибольший практический интерес представляет вычисление эластокалорического эффекта в процессе адиабатной деформации стержня (адиабатный эластокалорический эффект иногда называют эффектом Джоуля). Понятно, что деформация будет практически адиабатной, если растяжение (или сжатие) стержня осуш,ествляется достаточно быстро (т. е. за время, в течение которого не успевает произойти сколько-нибудь заметный теплообмен между стержнем и окружающей средой). [c.215]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...