Расширение газов адиабатическое тепловое

Цикл Карно описывает изменение состояния определенной массы газа, заключенного в цилиндре с поршнем. Цилиндр окружен тепловой изоляцией и может приводиться в тепловой контакт с нагревателем с температурой Tj и холодильником с температурой Т . Изменение состояния газа в процессе цикла схематично представлено на диаграмме PV (рис. 2.1). Начальное состояние газа, например в точке А, характеризуется значениями Pj, Kj и Pj его параметров. С помощью поршня создается адиабатическое (без теплообмена с внешней средой) расширение газа, за счет чего его температура снижается до значения Т. . Объем газа принимает значение (точка В диаграммы). Газ приводится в контакт с холодильником, температура которого Рз, медленно сжимается поршнем, причем выделяющееся при сжатии тепло передается [c.16]

Для сварки серого чугуна горелку следует выбирать большей мощности, чем для сварки стали такой же толщины, так как теплота плавления чугуна выше, чем стали. Пламя горелки должно быть широким и охватывать большую поверхность изделий. При выходе горящей смеси газов из сопла мундштука в результате падения давления происходит расширение газов по адиабатическому процессу без теплообмена с окружающей средой при установившемся тепловом режиме сварочного фокуса. [c.137]

Для быстрого охлаждения удобнее всего использовать процесс адиабатического расширения газа при выходе его из узкой щели или сопла. Именно этот вариант тепловой накачки и лежит в основе действия газодинамических лазе- [c.63]

Следовательно, для увеличения г),, нужно все процессы цикла, в результате которых производится полезная работа, осуществлять с минимальной степенью необратимости. Рассмотрим с этой точки зрения каждый из процессов цикла. Полезная работа цикла во всех без исключения тепловых двигателях производится в результате адиабатического расширения рабочего тела от наивысшего до наинизшего давления в цикле часть этой работы идет затем на сжатие рабочего тела для перевода последнего в начальное или исходное состояние цикла. Из этого следует, что для того, чтобы полезная работа была по возможности больше, необратимость процесса расширения, обусловленная главным образом потерями на трение, должна быть минимальной, а рабочее тело должно сжиматься так, чтобы затраты работы на сжатие были наименьшими. Малая потеря работы при расширении обеспечивается рациональной организацией процесса расширения и в частности хорошими профилями сопел, в которых расширяется пар или газ. [c.526]

В области ламинарного течения процесс расширения в следе нагретого в скачке газа является почти адиабатическим, поскольку потери тепловой энергии от потока к твердому телу через область отрывного течения, как правило, не превышают потери энергии путем теплопроводности через пограничный слой в безотрывной области течения около такого же тела. Потери тепла на излучение обычно меньше соответствующих аэродинамических потерь тепла. Таким образом, до тех пор, пока толщина пограничного слоя на поверхности сферы мала по сравнению с радиусом сферы, рас- [c.134]

Идеальный газ совершает квазистатический циклический процесс (цикл Карно), изображенный на фиг. 11. Переход из 1 в 2 представляет собой изотермическое расширение, при котором газ находится в контакте с тепловым резервуаром с температурой Т, переход из 2 в 3 — адиабатическое расширение, переход из 3 в 4 — изотермическое сжатие, при котором имеет место контакт с тепловым резервуаром с температурой Т2, и, наконец, переход из 4 в 1 является адиабатическим сжатием. Доказать соотношение [c.44]

Работу адиабатического расширения можно приравнять соответствующему тепловому перепаду, равному разности энтальпий начального и конечного состояний газа или пара [c.101]

Допустим, что имеется два термостата при разных температурах Т и Тг, причем Т > Ti. Первый термостат можно назвать нагревателем, а второй — холодильником. Согласно Карно, идеальный газ может быть использован как рабочее тело для производства работы за счет тепловой энергии. Допустим, что при температуре Т объем газа равен V, а давление р — р = N/V )T. Здесь N — полное число частиц. С помощью адиабатического обратимого процесса рабочий газ можно охладить до температуры Тг, поскольку согласно (14) температура газа понижается при его расширении как Т [c.23]

Однако сжатия и расширения в звуковой волне происходят слишком быстро, чтобы температура газа могла оставаться постоянной. Изменения давления и плотности настолько быстры, что будет гораздо правильнее сказать, что тепловая энергия не успевает уйти из сжатого элемента газа пока этот элемент перестает быть сжатым. В том случае, когда температура газа меняется, но тепловая энергия остаётся неизменной, сжатие называется адиабатическим. Чтобы найти соотношение между изменением давления и изменением объёма, мы должны воспользоваться уравнением для dQ, положив dQ равным нулю [c.245]

Если гаэ, получивший в результате адиабатического процесса расширения некоторую скорость, вновь адиабатически затормозить, то соответствующая часть полной энергии газа, составившая кинетическую энергию его, снова превратится во внутреннюю тепловую и химическую энергию газа, а также в энергию давления. Полное теплосодержание и температура адиабатически заторможенного потока газа, которая называется температурой торможения, будут равны начальному полному теплосодержанию газа и начальной температуре его. Таким образом, в любом сечении адиабатического потока температура торможения будет одной и той же. Например, при адиабатическом расширении продуктов сгорания в сопле ЖРД температура торможения будет равна температуре газов в камере сгорания и состав продуктов сгорания заторможенного газа будет одинаков с составом продуктов сгорания в камере. [c.90]

На протяжении второго такта газ находится в тепловой изоляции от горячего резервуара и окружающей среды и совершает адиабатическое расширение из состояния В в состояние С, что приводит к уменьшению температуры от [c.84]

На рис. 2 адиабата А В отвечает ударной волне, бегущей в газе р — давление, V — объём) и не вызывающей хим. реакции СО — адиабата, построенная в предположении, что хим. реакция завершилась. При Д. сначала происходит ударный переход 1—2 (адиабатический процесс), затем хим. реакция переводит в-во из состояния 2 в состояние 3 по прямой, касающейся адиабаты СП. Дальнейшее расширение в-ва идёт по адиабате СВ. Скорость V газовой Д. выражается через тепловой эффект д реакции (на 1 г в-ва) и показатель адиабаты у [c.152]

Кинетическая теория газов утверждает, что внутренняя энергия молекулы по истечении достаточно большого времени равномерно распределяется по степеням свободы молекулы во вращательном, колебательном и поступательном движении ее. В условиях равновесия каждая степень свободы может обладать энергией 2кТ, где к — постоянная Больцмана. Таким образом, простая молекула не обладает резервом энергии и быстро тратит тепловую энергию (температуру) па работу над окружающей средой в процессе расширения. С другой стороны, сложная молекула со многими степенями свободы обладает большей возможностью запасать энергию за счет непоступательных степеней свободы при данной температуре (у близко к единице), так что такая молекула медленно теряет температуру (кинетическую энергию поступательного движения) в процессе расширения. Это отмечено в уравнении адиабатического расширения 2.16). Например, если у = 1,25, то из (12.16) следует [c.406]

При уменьшении внешнего давления происходит квазистатическое адиабатическое расширение газа. Так как давление газа равно внешнему давлению, изменение температуры можно определить, вычисляя дТ1др)з, где Т — абсолютная температура и 5 — энтропия газа. Эту величину мы назвали адиабатическим температурным коэффициентом. В задаче 3 было получено ее выражение через коэффициент теплового расширения а и теплоемкость при постоянном давлении Ср. Оно имеет вид (дТ1др)з = = ТУа1Ср. Так как величины Т, V ж Ср положительны, то при а>0 имеем и дТ/др)з > О, т. е. температура понижается при уменьшении давления. [c.180]

Основная допускаемая при этом погрешность заключается не в том, что течение принято внешне адиабатическим. Количество отводимого через стенку тепла действительно ничтожно мало по сравнению с общим запасом энергии потока. Дело совсем в другом. Процесс горения в камере при высоких температурах сопровождается диссоциацией, т, е. распадом продуктов сгорания на атомы, молекулы и радикалы, на что затрачивается часть тепловой энергии газа. В сопловой части камеры, по мере расширения газов, температура падает и происходят обратные реакции— реакции рекомбинации, а тепловая энергия частично восстанавливается. Значит, в отличие от адиабатического, мы имеем течение с подводом тепла изнутри самого потока. Поток неадиабатичен внутренним образом. Эта внутренняя неадиаба-тичносгь может быть в принципе учтена, если мы будем рассматривать поток с учетом изменения химического состава, по-прежнему считая его внешне адиабатическим. О том, как это делается, мы поговорим в следующей главе. Сейчас же заметим, что упрощающее предположение о постоянном химическом составе газовой смеси приводит к довольно ощутимым числовым погрешностям, но качественная картина остается правильной. А это пока для нас главное. [c.159]

Изменение состояния рабочего тела в турбйне соответствует процессу 3—4. В турбине рабочее тело расширяется до давления, которое Несколько превышает наружное давление ро вследствие гидравлических сопротивлений на выпуске. Действительный процесс расширения газов в турбине отличаетря от адиабатического процесса 3—4а вследствие штерь в турбине. В результате расш1ирейия в тур бине часть тепловой энергии рабочего тела преобразуется в механическую. [c.24]

Если процесс сгорания топлива в камере сгорания двигателя не соответствует адиабатическому (т. е. из-за тепловых потерь и неполноты сгорания топлива температура газа в конце камеры сгорания ниже адиабатической), но процесс расширения газа в реактивном сопле происходит изэнтропически и течение равновесное, то скорость газа на выходе сопла иногда носит название теоретической (ьи ) [52]. Эта скорость меньше идеальной скорости истечения на некоторый коэффициент ф , учитывающий потери в реальном цикле в камере сгорания по сравнению с идеальным [c.24]

Для однофазных рабочих тел, т. е. газов (напомним, что жидкости вследствие малого коэффициента теплового расширения нецелесообразно применять в качестве рабочих тел тепловых двигателей), процесс подвода теплоты может быть приближен к изотермическому, если он будет состоять из чередующихся процессов изобарического подвода небольшого количества теплоты с последующим адиабатическим расширением в небольшом интервале давлений (рис. 8.4). Такой процесс может быть осуществлен, например, в газовой турбине при ступенчатом сжигании топлива с последующим расширением продуктов сгорания в отдельных ступенях турбины. После расширения в одной из ступеней турбины рабочее тело подается в промежуточную камеру сгорания, где его температура посредством дополнительного сжигания топлива доводится до первоначальной. Чем больше таких ступеней и чем меньше расширение в каждой из ступеней, тем ближе кривая процесса, представляющая собой пилообразную линию, к изотерл е. Аналогично процесс отвода теплоты путем многоступенчатого сжатия с промежуточным [c.512]

Адиабатические процессы. Процесс, в котором не участвует тепловой поток, называется адиабатическим процессом. Процесс при = onst с извлечением перегородки является адиабатическим процессом. С доугой стороны, расширение при = onst, сопровождающееся передачей работы от газа на поршень и потоком тепла к газу, не является адиабатическим процессом. Один и тот же путь изменения состояния в одних условиях может соответствовать адиабатическому процессу, а в других условиях он соответствует неадиабатическому процессу. [c.21]

На протяжении практически всей эволюции звезда устойчива относительно разл. типов возмущений. Накб, важны два типа возмутцений гидродинамические и тепловые. Гидродинамич. возмущения связаны со случайными возмущениями плотности и размера звезды. Устойчивость относительно таких возмущений обеспечивается тем, что при сжатии (расширении) силы давления Р растут (падают) быстрее сил тяготения. Это приводит к тому, что при случайном сжатии или расширении возникает сила, возвращающая звезду к её равновесному состоянию. Изменение давления при быстрых процессах происходит почти адиабатически, поэтому устойчивость определяется показателем адиабаты у = ((11п/ /( 1п p)s, к-рый должен быть больше 4/3 (5—уд. энтропия см. в ст. Травитационный коллапс). Т. к, давление вещества в звезде определяется смесью идеального газа с излучением, у >4/3 и, как правило, звёзды гидродинамически устойчивы. Примером неустойчивой звезды может служить предсверхновая с железным ядром, в к-ром рост давления при сжатии недостаточен. Значит, часть энергии тратится на фоторасщепление железа с образованием нейтронов, протонов и альфа-час-ТИЦ, а Y существенно уменьшается и может приближаться к единице. [c.488]

В экспериментах измеряется удельная теплоемкость при постоянном давлении (ср), а мы вычислили удельную теплоемкость при постоянном объеме (с ). В газе их значения существенно отличны, но в твердых телах они могут быть близки друг другу. Это видно из термодинамического тождества Ср/с = (дР/дУ)з1 дР/д У)т- Две удельные теплоемкости различаются в той степени, в какой различны между собой адиабатическая и изотермическая сжимаемости. Поскольку основной вклад во внутреннюю энергию твердого тела дает и Ч, здесь тепловые эффекты оказывают меньшее влияние на сжимаемость, чем в газах. Если, тем не менее, различие между Ср и с оказывается существенным, необходимо комбинировать измерения теплового расширения и сжимаемости с измерением удельной теплоемкости при постоянном объеме тогда удельную теплоемкость при постоянном объеме можно определить из термодинамического тождества Ср — с = —Т дУ1дТ) р дР/дУ)т/У. [c.56]

Для однофазных рабочих тел, т. е. газов (напомним, что жидкости вследствие малого коэффициента теплового расширения не могут применяться в качестве рабочих тел тепловых двигателей), процесс подвода теплоты может быть приближен к изотермическому, если он будет состоять из чередуюш ихся процессов изобарического подвода небольшого количества тепла с последуюш им адиабатическим расширением в небольшом интервале давлений (рис. 5.4). Такой процесс может быть осупцествлен, например, в газовой турбине при ступенчатом сжигании топлива с последуюш.им расширением продуктов сгорания в отдельных ступенях турбины. После расширения в одной из ступеней турбины рабочее тело подается в промежуточную камеру сгора- [c.145]

Механизм термического затухания при колебаниях пузырька с малыми амплитудами исследовался рядом авторов [1, 7, 8]. Тепловой поток в жидкость, окружающую пузырек, возникает потому, что работа давления при сжатии пузырька превышает работу газа по смещению жидкости при его расширении. В соответствии с представлениями о термодинамическом поведении пузырька, различают постоянную затухания изотермическую (2Ф1Й 2) и адиабатическую (2Ф / 5). Пфрим [7], используя в а только член, линейный относительно 3(х—1)2Ф] Д, получил приближенное значение на резонансе. Девин [1] учел эту ошибку [c.258]

Свойства среды в окрестности термодинамической критической точки существенно отличаются от свойств совершенного газа и характеризуются резким увеличением сжимаемости и теплоемкости, замедлением распространения тепла теплопроводностью [1, 2]. Поэтому существенную роль приобретают нестационарные эффекты, в том числе (на начальной стадии) перенос тепла с помощью так называемого "поршневого эффекта", который связан с аномально большим коэффициентом теплового расширения и заключается в быстром (по сравнению с тепловой диффузией) увеличении температуры в объеме жидкости в результате ее адиабатического сжатия [3-4]. Асимптотический анализ и численное моделирование этого эффекта в одномерном приближении на основе уравнений Навье - Стокса вьшолнены в [5-7], влияние на него силы тяжести исследовано в [8,.9]. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...