Процесс - адиабатное расширение
Cтраница 3
 |
Кривая инверсии в приведенных координатах.| Схема процесса выхлопа из постоянного объема. [31] |
Процесс адиабатного расширения газа из постоянного объема, например из какой-либо емкости, также сопровождается понижением температуры. В этом случае выходящим из сосуда газом совершается работа выталкивания, направленная на преодоление сил внешнего давления. [32]
Теоретически процесс расширения пара в двигателе будет происходить по адиабате. Он совершенно подобен процессу адиабатного расширения в цикле Карно. Этот процесс аналогичен изотермическому процессу с отводом тепла в цикле Карно ( линия 3 - 4 на рис. 45 и линия 3 - 4 на рис. 47); различие между ними состоит лишь в том, что в цикле Карно конденсируется не весь пар, а в рассматриваемом цикле - весь. [33]
Так как в процессе адиабатного расширения 1-а давление источника работы все время меньше давления среды р0, то совершаемая в этом процессе работа газа, эквивалентная площади 1-а-с - е - 1, меньше работы, эквивалентной площади 1 - d - c - e - l, которую нужно затратить на сжатие среды. Можно представить себе, что необходимая для проведения этого процесса работа временно берется из какого-либо внешнего в отношении рассматриваемой системы источника. [34]
Из уравнения (5.24) следует, что уменьшение давления на адиабате приводит к понижению температуры газа. В связи с этим процесс адиабатного расширения часто используется как эффективный способ охлаждения газа. [35]
Совершаемая при этом работа расширения отдается внешнему потребителю - электрогенератору. Воздух, охлажденный в процессе адиабатного расширения в детандере от температуры 7 до температуры Т, поступает в охлаждаемую емкость 2, из которой необходимо отвести теплоту. [36]
Ранее, в § 2 - 4, мы рассмотрели этот процесс применительно к идеальному газу. Напомним, что экспериментальное изучение процесса адиабатного расширения без отдачи внешней работы газа, близкого к идеальному, позволило Гей-Люссаку, а затем Джоулю установить, что температура идеального газа в результате этого процесса не изменяется; это в свою очередь позволило установить важное свойство идеального газа - независимость внутренней энергии от объема. [37]
Переход be совершается без теплообмена по двум причинам: во-первых, имеется только два температурных уровня ( источника), на которых по условию должен осуществляться обратимый теплообмен; и, во-вторых, для предотвращения отвода теплоты и получения большего количества работы за счет уменьшения внутренней энергии. Таким образом, процесс be есть процесс обратимого адиабатного расширения ( без трения), сопровождающийся охлаждением рабочего тела. Охлаждение означает, что линия процесса be идет круче линии ab и направлена в область более низких температур. [38]
Особо важную роль играет в термодинамике процесс равновесного адиабатного расширения или сжатия тела. [39]
Реальный цикл, осуществляемый во влажном паре и составленный из двух изобар-изотерм и двух адиабат, условно изображен в Г, - диаграмме на рис. 11 - 3 с учетом необратимых потерь на трение при расширении пара в турбине и при его сжатии в компрессоре. Здесь s2 - sx - увеличение энтропии пара в процессе адиабатного расширения, обусловленное трением, a s4 - s3 - увеличение энтропии пара при его сжатии в компрессоре. [40]
Обратный цикл Карно изображается в s - Г - диаграмме также прямоугольником / - 2 - 3 - 4 ( рис. 7.6, б), но все процессы в нем направлены против часовой стрелки. Цикл также состоит из двух изотерм и двух адиабат: / - 2 - процесс адиабатного расширения, 2 - 3 - процесс изотермического расширения, 3 - 4 - процесс адиабатного сжатия, 4 - / - процесс изотермического сжатия. [41]
Эта разность ранее была нами названа располагаемым теплопадением. Следовательно, полезная работа 1 кг пара в основном цикле паросиловой установки равна располагаемому теплопадению в процессе адиабатного расширения. [42]
Современные газотурбинные установки в основном работают с изобарным подводом теплоты. Теоретически цикл с изобарным подводом теплоты ( рис. 7.3, б, в) состоит из процесса адиабатного сжатия воздуха 1 - 2 в компрессоре 1 ( см. рис. 7.3, с), изобарного подвода теплоты 2 - 3 в камере сгорания 2, процесса адиабатного расширения 3 - 4 продуктов сгорания в соплах 3, преобразования кинетической энергии струи газа на рабочих лопатках 4 и процесса отвода теплоты 4 - 1 от газа в окружающую среду при постоянном давлении рг. [43]
В этой же главе, как уже отмечалось, рассматривается ряд других вопросов. Очень подробно в ней говорится об изменении энтропии при необратимых процессах. Здесь рассматриваются процесс адиабатного расширения тела в пустоту, теплообмен при конечной разности температур, процессы с трением и адиабатное смешение газов. Там же рассматриваются термодинамические потенциалы, характеристические функции и их свойства, а также дифференциальные уравнения термодинамики. Две последние темы имеют настолько большое значение в построении теории термодинамики, что их можно было бы выделить в отдельные главы. [44]
Все же стремление улучшить экономические показатели реального цикла энергетических установок не позволяет безоговорочно согласиться с непрерывными адиабатными процессами расширения и сжатия в цикле. При некотором промежуточном давлении такие процессы можно прервать и при постоянном давлении сообщить рабочий агент с горячим ( в процессе расширения) источником тепла, повысив изобарически его температуру до температуры источника. Затем можно продолжить процесс адиабатного расширения до некоторого другого, более низкого давления, снова прервать процесс, снова сообщить рабочий агент с горячим источником и опять нагреть его изобарически до температуры последнего, повторив подобного рода операции несколько раз. [45]
Страницы: 1 2 3 4