Равновесное расширение

При адиабатном равновесном расширении идеальных газов связь между давлением и объемом описывается уравнением (4.16) [c.52]

Ао — располагаемый перепад энтальпий в ступени при равновесном расширении пара [c.5]

На ро-диаграмме линии СВ и СВ изображают соответственно процессы равновесный и с полным переохлаждением за линией насыщения (от точки С). В последнем случае не выделяется скрытая теплота испарения. Вследствие этого температура пара при равновесном расширении оказывается выше, чем в процессе с переохлаждением (рис. 4, в). Разность температур столь велика, что удельный объем влажного пара при равновесном расширении существенно больше, чем переохлажденного. Из-за меньших удельных объемов переохлажденного пара кривая СВ расположена [c.26]

Изоэнтропийная работа, совершаемая переохлажденным паром, уменьшается по сравнению с работой при равновесном расширении на величину, соответствуюш,ую плош,ади ВСВ (рис. 4, б). [c.27]

Из сказанного следует, что влага, поступаюш ая в сопло, за счет изменения собственной энтальпии приобретает в нем лишь небольшую скорость по сравнению со скоростью пара. За счет энергии пара эта влага дополнительно разгоняется, но не достигает его скорости. В расчетах по таблицам и термодинамическим диаграммам, составленным для равновесных состояний двухфазной среды, скорости воды и пара предполагаются одинаковыми. Так как в действительности разность между этими скоростями может быть значительной, то при отклонениях от равновесного расширения следует вводить поправку на изменение энергии, затрачиваемой на разгон капель. [c.28]

Суммарное снижение эффективности ступени под влиянием содержащейся в паре влаги можно оценить, сравнив мощности турбинных ступеней, получаемые в условиях неоднородного двухфазного потока и при его равновесном расширении. [c.172]

Условимся в качестве теоретической принимать работу идеальной ступени, в которой происходит равновесное расширение влажного пара как однородного по скоростям потока. Для него перепад энтальпий измеряется от полных начальных параметров, вычисленных в предположении одинаковых скоростей обеих фаз, равных средней скорости однородной части реального потока. Температура и степень влажности принимаются равновесными для действительного давления пара перед ступенью. Расширение предполагается до действительного статического давления за ступенью. Изоэнтропийный перепад энтальпий, соответствующий теоретической работе, обозначим (рис. 60). Тот же перепад до полного давления за идеализированной ступенью будем отмечать звездочкой (/lo). [c.173]

Перепад энтальпий при расширении переохлажденного пара получается меньше, чем в условиях равновесного расширения до того же давления (см. гл. I). Энтальпия переохлажденного пара в конце процесса расширения выше, чем в конечной точке равновесного процесса на величину At = — /j . [c.174]

Степень влажности, вообще говоря, величина переменная. Вновь образующиеся капельки в процессе конденсации движутся со скоростью пара, и на их разгон затрачивается такая же энергия, как при равновесном расширении. В изучаемом вопросе играет роль только рост крупных капель. Но увеличение их массы в пределах свободного движения (до соприкосновения со стенками), как правило, невелико. По этим причинам обычно невелико и то изменение степени влажности, которое необходимо учитывать при определении специальных потерь энергии от разгона капель. Если эта интерпретация допустима по условиям задачи, то в простейшей модели движения влажного пара можно не считаться с изменением степени влажности на отдельных участках проточной части ступени. [c.177]

Чтобы выяснить снижение к. п. д. А под влиянием влажности, сравним к. п. д. 1] ,, с к. п. д. эталонной ступени, работающей на сухом паре. В последней изоэнтропийный перепад энтальпий he примем таким же, как при равновесном расширении во влажнопаровой ступени (h = h . Расходы пара в сравниваемых ступенях предполагаются одинаковыми. При этих условиях имеем [c.204]

Если известны показатели изоэнтроп для пара k , жидкости кв и двухфазной среды при равновесном расширении йр, то коэффициент снижения (недоиспользования) располагаемого перепада энтальпий можно определить по формуле (3-135). Эта формула (см. 3-7) определяет снижение располагаемого перепада энтальпий из-за неравновесности процесса расширения переохлажденного пара. Коэффициент зависит, в основном, от степени расширения е, начальной степени влажности уо и свойств рабочей среды. В процессе расширения до скачка конденсации этот коэффициент не учитывает необратимых потерь. [c.125]

Температура при равновесном расширении будет уменьшаться медленнее, чем при расширении переохлажденного пара. Это объясняется подводом теплоты при конденсации. Коэффициент пропорциональности в формуле (8.53) меньше, чем соответствующий коэффициент в табл. 3.1. [c.212]

Для оценки численных результатов произведем расчет потока водяного пара для двух рассматриваемых предельных случаев. Расширение начинается от пограничной кривой при давлении = 1- 0 Па. Давление за соплом = = 0,6-10 Па. Степень сухости в конце изоэнтропийного равновесного расширения X = 0,974 находится по формуле (энтропия, энтальпия, и удельный объем, берутся по таблицам) [c.213]

Если в продуктах сгорания присутствуют конденсированные вещества и температура Т а выше или равна температуре плавления конденсата, то кроме таблиц расчета для случая равновесного расширения приводятся также таблицы расчета расширения без учета отвердевания (кристаллизации) частиц. Каждая такая таблица отмечена дополнительной подписью внизу таблицы и расположена сразу за таблицей для варианта расчета равновесного расширения. В дополнительных таблицах конденсированные вещества, находящиеся в твердом состоянии, отмечены знаком т. [c.29]

На рис. 1.6 представлена р—Т диаграмма для паров воды. Если после достижения точки насыщения А (точки росы) дальнейшее расширение происходит термодинамически равновесно, то давление и температура пара связаны между собой уравнением Клапейрона — Клаузиуса и процесс расширения соответствующей компоненты смеси будет уже происходить не по адиабате Пуассона ЛС,, а по кривой АВ (см. рис. 1.6), при этом газовая фаза этой компоненты будет конденсироваться. Однако, как показывают многочисленные экспериментальные данные, в действительности конденсация в сечении, соответствующем точке Л, и на некотором участке ниже по потоку от него не имеет места, а весь процесс следует вдоль некоторой кривой A D, на которой конденсация происходит неравновесно. Неравновесные параметры течения, как обычно, являются промежуточными между параметрами равновесного расширения, соответствующего первоначально расширению по адиабате Пуассона, а затем по кривой насыщения, и параметрами замороженного расширения, когда фазовые превращения не успевают произойти и расширение происхо- [c.49]

При расширении пара от перегретого состояния вблизи линии насыщения (х = 1,0) возможно явление его переохлаждения. Расширение пара с переохлаждением характеризуется тем, что в нем не возникают капли влаги, нет конденсации, которая должна бы возникнуть, если рассматривать этот процесс расширения в равновесной А, 5-диаграмме. Переохлажденный пар находится в неустойчивом, так называемом метастабильном состоянии, когда температура пара ниже температуры насыщения для давления, при котором находится пар. При расширении пара с переохлаждением располагаемый теплоперепад для потока в решетке ниже, чем при равновесном расширении пара с образованием влаги. Это сравнение проводится для одинаковых давлений перед и за решеткой. Относительная разность теплоперепадов при равновесном расширении и при расширении с переохлаждением Н - Н ) / называется коэффициентом потерь от переохлаждения 100 [c.100]

Показатель изоэнтропического процесса всегда меньше показа теля адиабаты продуктов сгорания при неизменном их составе. Это естественно, так как процесс равновесного расширения реагирующих продуктов сгорания сопровождается превращением химической энергии в тепловую, что эквивалентно подводу тепла к газу постоянного состава. [c.72]

Равновесное расширение химически активной смеси продуктов сгорания является наиболее выгодным процессом, сопровождающимся максимальным выделением полезной работы расширения, так как в эту работу переходит часть химической энергии, превращающейся в тепловую вследствие рекомбинации продуктов сгорания. [c.73]

Как протекает процесс равновесного расширения химически активной газовой смеси [c.74]

Процесс расширения в действительном двигателе происходит не по адиабате расширения газа неизменного состава, а по изоэнтропе равновесного расширения реагирующих продуктов сгорания. Это приводит к частичному возвращению химической энергии, затраченной на диссоциацию, вследствие чего и работа расширения увеличивается по сравнению с адиабатической работой расширения от температуры Т . Кроме того, в процессе расширения происходят попутные явления отвод тепла к охлаждаемым стенкам двигателя и трение газа прн движении его по соплу. Эти процессы снижают работу цикла, так как приводят к потере продуктами сгорания кинетической энергии. [c.104]

После передачи рукописи в издательство стали известны результаты опытов Г. А. Салтанова, проведенных в Московском эпер-гетическо м институте [Л. 41 ]. При изучении движения водяного пара в соплах с расчетным значением числа М и 2 на выходе, в некоторых режимах течения наблюдался повторный скачок конденсации, заметно более слабый нежели первый. Эти наблюдения показывают, что при интенсивном разгоне потока термодинамически равновесное расширение, отмечающееся за фронтом первого скачка конденсации, может на некотором расстоянии от него вновь нарушиться. Вопрос об условиях и степени повторного нарушения термодинамического равновесия фаз нуждается в дополнительном изучении. [c.94]

Сказанное относилось к влаге, поступаюш ей в сопло в виде капель. Процесс расширения пара по линии D рассматривался как равновесный. Если же пар расширяется с переохлаждением, то в отличие от равновесного расширения нет затрат энергии на разгон вновь образуюш ихся капелек, что повышает скорость пара. В то же время переохлаждение пара вызывает снижение его скорости. Последний фактор — более сильный. В результате скорость переохлажденного пара при его расширении от линии насьщения оказывается ниже, чем при равновесном расширении. Это же явление было разъяснено при рассмотрении работы на уои-диа-грамме в условиях равновесного расширения и с переохлаждением (рис. 4). [c.28]

Процесс с полным переохлаждением. При расширении пара с переохлаждением до линии Вильсона снижается его работоспособность по сравнению с равновесным расширением. Идеализированный процесс расширения будем предполагать без аэродинамических потерь. Такой процесс до выпадения влаги остается изоэнтропийным. Соответствующую этому идеализированному процессу располагаемую удельную работу будем обозначать h . Она вычисляется при постоянном показателе изоэнтр опы k [c.174]

Для сравнения удельных объемов вычислено соотношение ViJxqVi- Величина определяется в предположении расширения от линии насыщения, т. е. без учета начальной сухости пара х -Произведение XqV- с большой точностью представляет собой объем, отнесенный к 1 кг пароводяной смеси. В табл. 2 показано, насколько изменяется удельный объем пароводяной смеси при расширении с переохлаждением по сравнению с равновесным расширением. В последней строке таблицы дано отношение площадей, вычисленных с учетом переохлаждения и без него. Здесь [c.186]

Кривые коэффициента истечения при различных степенях начальной влажности показаны на рис. 8-3. Для сравнения здесь нанесена теоретическая кривая (пунктир), построенная по формуле равновесного расширения сухого насыщенного пара, и нанесены опытные точки Бендемана, полученные для сухого насыщенного пара. [c.212]

Из приближенных расчетов следует, что при переохлаждении потока в рабочей решетке на 10—20° С относительная величина выпадающей влаги составляет г=а (0,25-ь0,50) 10 , а отношение количества выпадающей влаги к количеству влаги, которое должно было бы выделяться при равновесном процессе, — лишь несколько процентов (т/Ах==2% где Дл — прирост содержания влаги при равновесном расширении). Траупель оценивает в этом случае толщину образующейся на лопатках пленки порядка 1 мк (10- мм). Диаметр срывающихся с выходной кромки капель имеет такой же порядок. При наличии переохлаждения основного потока на каплях такого малого диаметра происходит интенсивная конденсация [c.322]

Существенныл является то обстоятельство, что при достижении термодинамического равновесия параметры пара оказываются отличными от тех, которые достигаются при равновесном расширении в тех же условиях. Наиболее важной причиной этого является различие в удельных объемах переохлажденного и термодинамически равновесного пара, благодаря чему при неравновесном расширенпи пропускная способность ступеней увеличивается. При одинаковых начальных условиях перед турбиной и расходе пара давление за венцами при неравновесном [c.114]

Плотность пара при равновесном расширении будет уменьшаться существеннее, че.м при расширении с переохлаждением. Это следует из коэффициентов соответствующих формул п объяс- [c.212]

Коэффициенты расхода решеток, как и коэффициенты потерь зависят от геометрических характеристик решеток и режимных параметров течения (рис. 3.4). Для влажного пара коэффициенты расхода выше, чем для перегретого пара (рис. 3.5), что связано с неравновесным расшрфе-нием пара в турбинной решетке, в результате которого его удельный объем в выходном сечении решетки уменьшается по сравнению с удельным объемом, рассчитанным из условия термодинамически равновесного расширения. Приведенные значения коэффициентов расхода для перегретого и влажного пара являются усредненными. Для решеток профилей, применяемых на заводах, обычно известны экспериментальные характеристики и, в частности, коэффициенты расхода, поэтому в этих случаях в расчетах принимают более точные экспериментальные значения. [c.82]

Реальный процесс истечения высокотемпературного газа из реактивного сопла, сопровождаемый неравновесным протеканием химических реакций, располагается между рассмотренными двумя предельными случаями течения, а газодинамические характеристики реального сопла — между величинами, соответствуюгцими двум этим предельным случаям, т. е. потери импульса и тяги в химически неравновесном течении будут больше, чем для равновесного расширения, но меньше, чем для полностью замороженного течения. Приведенные ниже результаты дают некоторое представление об уровне потерь тяги или импульса сопел, связанных с химической неравновесностью течения, находягцегося между равновесным и замороженным, и о влиянии параметров торможения потока на входе в сопло, геометрии сопла, состава продуктов сгорания и т. д. на величину этих потерь [13]-[15], [19], [64], [65], [71]. [c.348]

Результаты расчетов величин АЦз и А/3 по соотношениям (8.1) и (8.2) приведены на рис. 8.11-8.15 и показывают влияние отмеченных выше параметров реактивного сопла [13]. Расчеты показали, что скорость звука в критическом сечении сопла при замороженном процессе расширения продуктов сгорания превышает скорость звука при равновесном расширении. Это приводит при фиксированной плогцади критического сечения к увеличению секундного расхода газа через сопло при замороженном течении, и это увеличение начинает становиться значимым при температуре торможения на входе в критическое сечение сопла 7"ос > 1500 К (величина АЦз становится больше 0,001, рис. 8.11а, б). [c.357]

При определеиии /1 з для расчета процесса равновесного расширения иеобходимо знать изменение состава продуктов сгорания в соответствующих условиях, т. е. расчет изоэнтропического истечения должен вестись с учетом изменения состава газа при процессе расширения. Конкретные способы расчета показателя изо-эитропы расширения будут указаны в гл. VI, посвященной тепловому расчету жидкостного ракетного двигателя. [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...