Методические указания

Общий метод исследования термодинамических процессов является универсальным и базируется на применении уравнения первого закона термодинамики, записанного в двух равнозначных формах:

— которое справедливо для любых тел.

Различие в применении общего метода исследования к идеальным газам и водяному пару обусловлено отсутствием для пара такого простого уравнения состояния, как уравнение Клапейрона для идеального газа, и сложной зависимостью теплоемкости пара от температуры и давления. Поэтому решение основной задачи для идеального газа опирается на конечные аналитические зависимости, в то время как для пара применение общего метода требует использования таблиц или is — диаграммы водяного пара.

Водяной пар является рабочим телом в современных теплосиловых установках, а также находит широкое применение в различных технологических процессах.

Любая точка на is- диаграмме в области перегретого пара определяет шесть параметров (Р, V, Т. s, i, u = i — рv), а любая точка в области влажного пара определяет семь параметров, так как, к названным выше параметрам добавляется еще степень сухости х< 1. Студент должен уметь определить все параметры любой точки на is-диаграмме, а также научиться изображать основные процессы изобарный, изохорный, изотермический, адиабатный или изоэнтропный как на is — диаграмме, так и на рv и Тs — диаграммах.

В современной технике очень широко используется истечение газов и паров. Работа паровых и газовых турбин, реактивных двигателей и многих других машин основана на использовании кинетической энергии движущегося газа иди пара.

При изучении процесса истечения необходимо тщательно проанализировать уравнения, определяющие скорость истечения, секундный расход и площадь сечения сопла.

Следует обратить внимание на особенности истечения газов и паров из суживающихся сопел. Скорость истечения газов или паров повышается только до определенного предела. Этот предел скорости называется критическим. Необходимо разобраться в понятии «критическая скорость» и ясно представлять, почему в суживающихся каналах — соплах скорость истечения не может превзойти критическую.

Необходимо представлять, что такое диффузор и как происходит истечение в сопле Лаваля. Надо уметь графически строить все эти процессы истечения в is- диаграмме.

Дросселированнисм (или мятием) называют необратимый процесс, в котором давление при прохождении газа или пара через суживающееся отверстие уменьшается без совершения внешней работы.

Смесь сухого воздуха и водяного пара называют влажным воздухом. Влажный воздух широко используют в технике, поэтому знать его свойства очень важно. При изучении свойств влажного воздуха необходимо, прежде всего усвоить такие основные понятия, как абсолютная и относительная влажность, влагосодержание, энтальпия. Необходимо научиться определять удельные расходы тепла.

Необходимо приобрести навыки в пользовании id — диаграммой, предложенной в 1918 г. профессором Л.К. Рамзиным.

Тема 7. Компрессор. Двигатель внутреннего сгорания. Турбина

Поршневой компрессор. Принцип действия. Работа, затрачиваемая на привод одноступенчатого компрессора. Индикаторная диаграмма. Изотермическое, адиабатное и политропное сжатие. Многоступенчатый компрессор. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Изображение циклов ДВС в рv и Тs — диаграммах. Анализ и сравнение циклов поршневых ДВС. Определение термодинамического КПД и влияние параметров цикла ДВС на увеличение КПД.

Понятие о турбине. Работа турбины.