ЗАВДАННЯ ДЛЯ ПІДСУМКОВОГО КОНТРОЛЮ № 22

1) Енергія елементарної струминки. Рівняння Бернуллі

Рівня́ння Берну́ллі (рос. уравнение Бернулли; англ. Bernoulli's theorem; нім. Bernulligleichung) — рівняння гідроаеромеханіки, яке визначає зв'язок між швидкістю рідини, тиском в ній та висотою частинок над площиною відліку. Рівняння Бернуллі виражає закон збереження енергії рухомої рідини. Застосовується в гідравліці і гідродинаміці. Виведене Данилом Бернуллі в 1738 р.

На відміну від ідеальної рідини при русі в’язкої(реальної) рідини частина енергії, яку вона має, витрачається на подолання сил опору (внутр. тертя, вихроутвор. та ін.). Отже питома енергія в будь-якому наступному в напрямі течії поперечному перерізі буде меншою порівняно з питомою енергією в попередньому перерізі. Тому рівняння Бернуллі для елементарної струминки реальної рідини буде мати вигляд

де – втрати енергії (напору) струминки між обраними перерізами.

Рівняння Бернуллі для потоку реальної рідини отримують інтегруванням рівняння (3.13) з заміною дійсних швидкостей окремих струминок, що утворюють потік, на середню швидкість υ рідини в даному перерізі Коефіцієнт α, що входить до рівняння Бернуллі, називають коефіцієнтом кінематичної енергії або коефіцієнтом Коріоліса. Він враховує нерівномірність розподілу швидкостей в перерізі потоку і фактично є відношенням дійсної кінетичної енергії потоку в даному живому перерізі до кінетичної енергії, обчисленої за середньою швидкістю потоку. Величина коефіцієнта α в залежності від характеру течії рідини змінюється в межах від 1,04…1,12 до 2. Складова рівняння – це сумарні втрати питомої енергії (напору) потоку між обраними перерізами.

2) Види і призначення палива

Всі існуючі види палива поділяються на тверді, рідкі та газоподібні. Для нагрівання використовується також теплова дія електричного струму і пиловидне паливо. Деякі групи палива, в свою чергу, діляться на дві підгрупи, з яких одна є паливо в тому вигляді, в якому воно здобувається, і це паливо називається природним, інша підгрупа – паливо, яке виходить шляхом переробки природного палива; це паливо називається штучним.

Тверде паливо:

а) природне – дрова, кам’яне вугілля, антрацит, торф,

б) штучне – деревне вугілля, кокс і пилоподібна, яке виходить з подрібнених вугілля, паливні брикети.

Рідке паливо:

а) природне – нафта,

б) штучне – бензин, гас, мазут, смола.

Газоподібне паливо:

а) природне – природний газ,

б) штучне – генераторний газ, одержуваний при газифікації різних видів твердого палива (торфу, дров, кам’яного вугілля та ін), коксувальні, доменний, світильний та інші гази.

Всі види палива складаються з одних і тих же елементів. Різниця між видами палива полягає в тому, що ці елементи містяться в паливі в різних кількостях. Елементи, з яких складається паливо, діляться на дві групи. До першої групи належать ті елементи, які горять самі або підтримують горіння. До таких елементів відносяться вуглець, водень і кисень. До другої групи елементів належать ті, які самі не горять і не сприяють горінню; до них відносяться азот і вода. Особливо від названих елементів, знаходиться сірка. Вона є горючою речовиною і при горінні виділяє тепло, але її присутність у паливі небажана, оскільки при горінні сірки виділяється сірчистий газ, який переходить при нагріванні у метал і погіршує його механічні властивості.

Вище було сказано, що кількість тепла, що виділяється паливом при згорянні, вимірюється калоріями. Кожне паливо при горінні виділяє неоднакова кількість тепла. Кількість тепла (калорій), яке виділяється при повному згорянні 1 кг твердого або рідкого палива або при згоранні 1 м куб. газоподібного, називається теплотворною здатністю.

Теплотворна здатність різних видів палива має широкі межі. Наприклад, для мазуту теплотворна здатність становить близько 10000 ккал/кг, для якісного кам’яного вугілля – 7000 ккал/кг і т. д. Чим вище теплотворна здатність палива, тим воно цінніше, тому що для отримання одного і того ж кількості тепла його потрібно менше. Для порівняння теплової цінності палива застосовується загальна одиниця виміру. В якості такої одиниці прийнято паливо, що має теплотворну здатність 7000 ккал/кг. Ця одиниця називається умовним паливом.

Кам’яне вугілля. Кам’яне вугілля-один з основних видів палива для ковальських печей. Утворюється кам’яне вугілля відкладенням рослин протягом тривалого часу. Утворені відкладення згодом покриваються товстим шаром землі. Під великим тиском, при повній відсутності повітря, відбувається розкладання деревини та поява кам’яного вугілля.

Процес утворення вугілля йде дуже повільний і триває тисячоліття. У залежності від тривалості процесу виходять різні сорти кам’яного вугілля з різною теплотворною здатністю.

Газоподібне паливо. Єдиним природним (природним) газом є «горючий газ», який виділяється з землі через природні виходи або бурові свердловини. Теплотворна здатність нафтового (природного) газу близько 8000 – 8500 ккал/м куб. і може доходити до 15000 ккал/м куб.

В даний час природний газ знаходить широке застосування в промисловості і в побуті, особливо в районах його добування.

Серед штучних видів палива особливе значення має рідке газоподібне паливо. Штучне газоподібне паливо виходить шляхом газифікації палива в газогенераторах або як побічний продукт при інших процесах, наприклад, при коксуванні – коксувальні газ, в доменному процесі-доменний газ. На металургійних заводах у спеціальних коксувальних печах виробляється кокс, який служить паливом для доменних печей. При цьому як побічний продукт виходить газ, який називається коксувальним. Теплотворна здатність цього газу змінюється в межах від 4000 до 5000 ккал/м куб.

Для кращого та більш зручного використання твердого палива його перетворюють на газ у спеціальних пристроях, які називаються газогенераторами. Наприклад, з торфу отримують торф’яної генераторний газ, з кам’яного вугілля – кам’яновугільний генераторний газ і т. д.

Теплотворна здатність генераторного газу залежить від виду палива, з якого отримано газ, і від способу газифікації. Наприклад, торф’яної генераторний газ має теплотворну здатність від 1500 до 1600 ккал/м куб, кам’яновугільний генераторний газ – від 1200 до 1400 ккал/м куб.

Останнім часом набуває поширення вид твердого штучного палива – паливні брикети.

Паливні брикети можуть виготовлятися з відходів деревообробних цехів, пилорам та лісового господарства, шляхом пресування відходів. Паливні брикети володіють такими основними перевагами перед іншими видами твердого палива, як:

- Більш висока тепловіддача і коефіцієнт корисної дії. Теплотворна здатність 2500- 4400 ккал/

Поиск по сайту: