Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 20

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 14 15 16 17 18 19 < 20 > 21 22 23 24 25 26 .. 125 >> Следующая

Смешение газовых потоков. Пусть п потоков с различными параметрами соединяются в один поток. При адиабатном течении газов без совершения внешней работы в соответствии с формулой (1.147) полная энергия потока газовой смеси равна сумме полных энергий по-
i = п i = и
токов, составляющих смесь, т. е. mCMhCM + mCMc2M/2 = ? mihi + X micf/2.
i= l i = i
Для большинства технических задач по причине малых скоростей течения можно пренебречь кинетическими энергиями по сравнению со значениями энтальпий соответствующих потоков. Тогда можно написать, что
t = n i=n
mCM/JcM= X mihh или hCM = X gih (1.176)
i = 1 i~l
Это уравнение справедливо для потоков идеальных и реальных газов, паров и жидкостей. Для идеального газа h = срТж поэтому для него
i = и
уравнение (1.176) запишется так: срсмТсм = X Qicpi% откуда
X QiCpiTi ? QiCpiTi TCM = -^i-=±^_-. (1.177)
X 9iCPt i = i
51
Объем смеси идеальных газов определится из уравнения состояния.
Смешение идеальных газов при наполнении резервуаров. В резервуаре объемом К находится тх кг газа при рх и Тх. В него поступает ш2 кг другого газа с параметрами р2 и Т2. После этого в резурвуаре будет тпш кг смеси объемом Усм = V. Так как смешение газов происходит без производства внешней работы, то тсмг/ш = тхих + 4- т2и2.
Так как для идеального газа и = сиТ, то
тСиСгсмТсм = пцс^Ту Л- т2с„2Т2,
или
{тх/тсм)сьЛТх + {т2/тсь)си2Т2 дхС^Тх + д2с„2Т2 1см —----= -;-• (.1.1 /о)
сгсм д&м + д2со2
По известным Тсм и Усм определяются остальные параметры смеси.
§ 1.5. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
При макрофизическом подходе к явлениям природы мы встречаемся со специфическими свойствами теплоты. Повседневный опыт дает основание утверждать, что невозможно возвращение какой-либо термодинамической системы (или рабочего тела) в первоначальное состояние без каких-либо изменений в окружающей ее среде. Первый закон термодинамики, утверждая взаимопревращаемость теплоты и работы, не ставит каких-либо ограничений в осуществлении этого процесса. Между тем повседневный опыт учит нас, что если превращение работы в теплоту не связано с какими-либо ограничениями, то обратный процесс — превращение теплоты в работу — требует для своего осуществления определенных условий. Первому закону термодинамики не противоречит существование вечного двигателя второго рода, т. е. такой машины, в которой внутренняя энергия, переданная рабочему телу в форме теплоты, полностью превращалась бы в работу. Такой двигатель позволил бы практически неограниченное количество внутренней энергии окружающей нас атмосферы, водных бассейнов и земной коры превратить в работу. Однако создание такого двигателя невозможно не только практически, но и теоретически. Эти особенности теплоты, не противоречащие первому закону термодинамики, должны быть постулированы отдельно. Широкое обобщение особенностей теплоты как формы передачи внутренней энергии от одного объекта к другому, обнаруживаемых при макрофизическом подходе к явлениям природы, и составляет содержание второго закона термодинамики.
Необратимость процессов является одним из вопросов, рассматриваемых при анализе второго закона термодинамики. Результаты термодинамических расчетов, без учета необратимости реально протекающих процессов, не согласуются с опытом, и поэтому, чтобы полнее вскрыть содержание второго закона термодинамики, необходимо обсудить вопрос о необратимости термодинамических процессов.
52
Необратимость термодинамических процессов. Рассмотрим термодинамическую систему, состоящую из рабочего тела и окружающей среды. Из определения обратимого процесса (см. с. 8) следует, что в обратимом процессе при возвращении рабочего тела в первоначальное состояние оно должно проходить через те же промежуточные термодинамические состояния, которые оно проходило в прямом процессе. Если, например, при расширении газа в цилиндре от состояния 1 до 2 (рис. 1.32) он проходил промежуточные термодинамические состояния е и /, то при сжатии от состояния 2 до 2 он должен проходить те же промежуточные состояния, но в обратной последовательности, т. е. / и <?. Это возможно только в том случае, если процессы 1-2 и 2-1 обратимые. Однако в природе обратимых процессов не существует и для того чтобы рабочее тело перешло из одного равновесного состояния в другое, необходимо нарушить это состояние; в этом случае в рабочем теле возникнут возмущения в виде градиентов Ар/р, Ар/р и А Г/Г, на компенсацию которых будет затрачена часть энергии. В результате осуществления такого реального процесса в прямом и обратном направлениях рабочее тело придет в первоначальное состояние, но в системе произойдут изменения: часть энергии будет безвозвратно потеряна на компенсацию,,указанных возмущений или, как говорят, на компенсацию потерь энергии на необратимость. В самом деле, в обратимом процессе расширения газа на участке 1-2 работа расширения /Сб равна работе сжатия на участке 2-1, т. е. Щв = пл. 1е/2341 = пл. 2/е1432 = 1со5 и, следовательно, в системе никаких изменений не произошло. В необратимом же процессе работа расширения газа на участке 1-2 /Ер = пл. Ыс2341 меньше /ёе на величину Д/р = /?б - /Бр = Ш1.1ерсс11, которая является потерей энергии на необратимость. В последующем процессе возвращения газа в первоначальное состояние затрачиваемая работа сжатия /?|р = = ш.2Ьа1432 больше 1соб на величину Д/с = /?,р - ?б = пл. 2Ьа1е/2. Таким образом, при возвращении рабочего тела в первоначальное состояние в системе произошло изменение: в ней обнаружились потери энергии на необратимость на величину {нр = АР + А/с = пл./аЪ2сс11. Другими
Предыдущая << 1 .. 14 15 16 17 18 19 < 20 > 21 22 23 24 25 26 .. 125 >> Следующая

Реклама

Деревянные панели на сетке

Деревянные панели на сетке

tarsi.store

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed