 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Перший закон термодинаміки для потоку (відкрита система)
Термодинамічна система, що обмінюється з навколишнім середовищем речовиною, називається відкритою. Такі системи широко використовуються в технічних пристроях. Прикладом може служити рух газів і пари в елементах парових та газових турбін, магістральних газопроводах, повітропроводах, нагрівачах, струминних апаратах тощо. При аналізі термодинаміки потоку приймають наступні припущення: потік одномірний; термодинамічні параметри і швидкість постійні по всьому перерізу потоку (тобто розглядаються їхні усереднені значення по перерізу); потік стаціонарний, тобто у будь-якому перетині всі величини, що характеризують течію, залишаються постійними в часі; потік є суцільним. Останнє припущення означає, що через будь-який перетин каналу F за одиницю часу проходить та сама масова кількість речовини:
|
де F — поперечний переріз каналу, по якому рухається потік, м2;
w — швидкість потоку, м/с;
р — густина речовини, кг/м3;
v — питомий об'єм речовини, м3/кг.
Рівняння називається рівнянням суцільності або рівнянням нерозривності. На практиці іноді частина стінок каналів рухома. Наприклад, робочі лопатки в турбіні і компресорі. Оскільки корпус машини недеформований, то потік може виконувати роботу лише в зв'язку з дією крутного моменту. У роторному двигуні енергія потоку, що рухається, перетворюється в механічну енергію обертання вала турбіни. Робота потоку проти зовнішнього об'єкта називається технічною роботою.
Перший закон термодинаміки для потоку:
(6.14)
|
Теплота, підведена до потоку робочого тіла від зовнішнього джерела, витрачається на зміну ентальпії робочого тіла, збільшення кінетичної енергії потоку і виконання технічної роботи.
Та частина роботи розширення, що перетворюється в кінетичну енергію і може бути використана в машинах, називається наявною роботою 10:
|
|
Для політропного процесу ідеальних газів
Для адіабатного процесу
|
|
Загальні висновки:
1. Процес розширення та стиснення газу в циліндрі описується pv-діаграмою (робочою діаграмою), за допомогою якої можна визначити роботу процесу. 1-й закон термодинаміки для закритих систем говорить, що тепло і механічна енергія можуть перетворюватись одне в одного, а вся прикладена енергія іде частково на виконання роботи, а частково перетворюється у внутрішню енергію системи.
2. Термодинамічна система, що обмінюється з навколишнім середовищем речовиною, називається відкритою.Теплота, підведена до потоку робочого тіла від зовнішнього джерела, витрачається на зміну ентальпії робочого тіла, збільшення кінетичної енергії потоку і виконання технічної роботи.
Контрольні питання:
1. Суть першого закону термодинаміки. Основне рівняння першого закону термодинаміки.
2. Пояснити поняття: «внутрішня енергія», «ентальпія», «ентропія».
3. Суть першого закону термодинаміки для потоку (відкрита система). Основне рівняння.
Домашнє завдання:
1. Повторення матеріалу теми за конспектом.
Прочитати:
[1] c. 131-144; [2] c. 98-108; [4] 27-34.
Тема №7
Поиск по сайту: