Отдача - работа
Cтраница 4
Этот факт наблюдает любой велосипедист или автомобилист, накачивающий шины своей машины. Затрачиваемая работа переходит во внутреннюю энергию газа, и его температура повышается. Точно так же при расширении газа с отдачей работы ( как, например, в пневмоинструменте) сжатый воздух охлаждается. Отметим, что это охлаждение может быть довольно значительным. Если, например, давление воздуха 4ат ( 0 4 МПа) и температура 20 С ( 293 К), то при расширении до атмосферного давления он охладится примерно до - 75 С ( 198 К), т.е. на 95 С. В реальных условиях вследствие теплопритока охлаждение будет меньшим, но все же достаточно существенным. Все это происходит по науке, и никто существование такого процесса не отрицает. [46]
Наконец, как это видно из фиг. Это свойство получено двигателем также вместе со свойством непрерывной отдачи работы. [47]
Движение поршня машины будет непрерывным, но работа внешнему потребителю будет отдаваться прерывно, только за период подъема поршня. Часть работы, совершаемой рабочим телом в процессе расширения, в количестве, равном произведению веса груза Б на высоту подъема Я, заимствуется для так называемой работы сжатия, обеспечивающей возврат поршня в исходное положение. Описанный метод получения непрерывного циклического движения машины с прерывной отдачей работы внешнему потребителю был применен к двигателю Ньюкомена ( фиг. [48]
Основание к установлению второго закона дано было Карно, который обнаружил, что возможность получения работы из тепла при всяких обстоятельствах вообще обусловливается существованием разности температур. Падение температуры само по себе, как показывают простейшие наблюдения над теплопроводностью и теплоизлучением, не должно непременно сопровождаться производством работы. Клау-зиус ( 1850 г.) с учетом закона эквивалентности ( неизвестного еще Карно) показал, что если тепло в результате использования в машинах при падении температуры совершает работу, то эквивалентная этой работе часть тепла, превращаясь в работу, исчезает как тепло. При отдаче работы тепловым двигателем тепло переходит от тела с высокой температурой к телу с более низкой температурой. Отработавший пар паровой машины или паровой турбины имеет всегда температуру ниже температуры свежего пара. [49]
Папен просто повторял предложение Вустера ( см. фиг. Здесь Папен, следуя Вустеру, суммирует работу двух камер, и, таким образом, установка оказывается в состоянии отдавать работу непрерывно. Но несмотря на непрерывную отдачу работы, подобная установка не становится универсальным тепловым двигателем, так как она отдает работу в одной частной форме, в форме подъема воды. [50]
Рассмотрим индикаторную диаграмму компрессора, не имеющего депрессии при всасывании и нагнетании пара ( фиг. Такую индикаторную диаграмму можно представить как результат наложения друг на друга двух индикаторных диаграмм машин без мертвых объемов: компрессора с ходом поршня S SM и объемом цилиндра V VM и двигателя с ходом поршня SM и объемом цилиндра VM. В двигатель условно поступает GM кГ пара из нагнетательного трубопровода. Пар этот расширяется с отдачей работы и условно выталкивается во всасывающую линию. [51]
Если направить сжатый газ в турбину или цилиндр поршневой машины, то в процессе его расширения получим работу. При этом газ сильно охлаждается. Машины, предназначенные для расширения газов с отдачей работы, называются детандерами. [52]
 |
Принципиальная схема воздушной компрессорной холодильной установки и графическое изображение цикла ее в координатах р, v и Т, s. [53] |
Впервые промышленное получение холода было осуществлено с помощью воздушной компрессорной холодильной установки. Рассмотрим принцип работы установки. Здесь происходит его адиабатное расширение от рз ДО Р4 Pi с отдачей работы компрессору. На рис. 1.77, б пл.а. 2Ьа изображает работу компрессора /, пл. [54]
Процесс 2 - 1 обратный по отношению к сжатию 1 - 2: пар адиабатически расширяется, производя работу, и давление его падает от 10 до 4 - 10в Па. Такой процесс происходит, например, в турбо-детандере: пар раскручивает турбинку и выходит резко охлажденный. При дросселировании пара температура снижается примерно на 1 / 4 С при падении давления на 0 1 МПа. Снижение температуры при дросселировании значительно меньше, чем при адиабатическом расширении с отдачей работы. [55]
Процесс 2 - / обратный по отношению к сжатию I-2: пар адиабатически расширяется, производя работу, и давление его падает от 10 до 4 - Ю5 Па. Такой процесс происходит, например, в турбо-детандере: пар раскручивает турбинку и выходит резко охлажденный. При дросселировании пара температура снижается примерно на 1 / 4 С при падении давления на 0 1 МПа. Снижение температуры при дросселировании значительно меньше, чем при адиабатическом расширении с отдачей работы. [56]
В процессе 3 - 4 оба поршня движутся вниз. Объем А примерно постоянный ( минимальный), а объем Б увеличивается. Газ расширяется с отдачей работы и, стремясь охладиться, отводит тепло 7о от окружающей среды, которая соприкасается с верхней наружной сребренной поверхностью цилиндра. Температура газа в процессе расширения Т0 остается примерно постоянной, так как охлаждение за счет расширения с отдачей работы компенсируется теплом QQ, которое охлаждаемая среда отдает газу. [57]
Во многих машинах с нестационарными процессами понижение температуры происходит вследствие близкого к адиабатному расширения газа, остающегося в сосуде при истечении, подобно тому понижению температуры, которое наблюдается в физическом опыте Клемана - Дезорма. В этом опыте, который ставится для довольно точного определения показателя адиабаты k, происходит неравновесное истечение газа из одного сосуда в другой, в результате которого в первом сосуде, где давление более высокое, происходит процесс изменения состояния, довольно близкий к адиабатному процессу расширения. Степень совершенства этого процесса, происходящего с частью остающегося в сосуде газа и близкого к адиабатному, весьма высока. Можно считать, что остающийся в сосуде газ совершает работу проталкивания над вытекающей массой газа, и, следовательно, суммарный процесс расширения всей массы газа с отдачей работы эквивалентен рассматриваемому. Однако процесс расширения остающегося в сосуде газа с точки зрения получения наиболее низких температур оказывается более благоприятным, потому что потери, приводящие к отклонению от обратимой адиабаты всей массы газа, относятся главным образом к вытекающему газу. [58]
Вначале необходимо подтвердить тот несомненный, хорошо известный факт, что сжатый воздух, расширяясь в пневматических двигателях, охлаждается до температуры более низкой, чем температура окружающей среды. Удивительного в этом ничего нет, и странно, почему М.А. Мамонтов делает отсюда такие далеко идущие выводы. Действительно, хорошо известно, что воздух, как и любой другой газ, нагревается, если его сжимать в адиабатных1 условиях. Этот факт наблюдает любой велосипедист или автомобилист, накачивающий шины своей машины. Затрачиваемая работа переходит во внутреннюю энергию газа, и его температура повышается. Точно так же при расширении газа с отдачей работы ( как, например, в пневмоин-струменте) сжатый воздух охлаждается. Отметим, что это охлаждение может быть довольно значительным. [59]
Страницы: 1 2 3 4