Смесите от газове и специфичната топлина
В инженерната практика често трябва да се справят с газообразни материали в близост до идеални свойства за газове и представляващи отделни компоненти на механична смес от различни газове, химично взаимодействие с друг. Този така наречен газова смес.
Основният закон, уреждащ поведението на газовата смес има право на Далтон. общо налягане идеално газова смес, е равна на сумата от парциалните налягания на всички компоненти, включени в него
Съставът на газовата смес определя от количеството на всеки от газовете в сместа, и могат да бъдат определени тегловни или обемни фракции. Мас фракция се определя от съотношението на масата на индивидуалния газ въвеждане на смес от теглото на общата смес
където GI - масова част на компонента на смес;
ми - маса на отделните газове, кг;
m - маса от общата смес, кг.
Обемно газ фракция е съотношението на обема на всеки компонент включен в смес на обема на целия газовата смес, при условие, че количеството на всеки компонент е посочен на налягането и температурата на сместа
където ри - обемната фракция на компонента на смес на;
Vi - Посочените количества от газови компоненти на сместа, м 3;
V - общ обем на газова смес 3 м.
Основната формула за изчисляване на газови смеси са показани в Таблица 1.1.1.
Таблица 1.1.1 - Формули за изчисляване на газовата смес
Загрява капацитет по-нататък количеството топлина, което трябва да се обърне внимание на тялото (газ) за увеличаване на темпа-тури количествено единица 1 0 ° С в зависимост от количествените единици на материята се отличават специфичен мол кДж / (Kmol · К), маса кДж / ( кг · К) и насипна кДж / (m 3 · К) специфична топлина.
1 m 3 на газ в зависимост от своите държавни параметри имат различно тегло. В това отношение на обемния специфичната топлина е винаги по тялото на газ, съдържащ се в 1 m 3 при нормални условия, Fh = 101325 Ра (760 мм живачен стълб) и Т = 273 К (т = 0 0 ° С). За да се определи стойността на специфичните топлини на горното е достатъчно да се знае стойността на всеки един от тях. Най-добре е да има стойност на моларна специфична топлина-кост. След масовото топлинна мощност. и обемен топлинен капацитет. обемния капацитет на топлина и маса са свързани зависимост, където - плътността на газ при нормални условия.
Капацитетът на топлина на газа зависи от температурата. На тази основа се прави разлика високо и истинската топлина капацитет. Ако р - количество топлина за единица предава размера на газ (или изважда от) газ при промяна на температурата от t1 до t2 след средните температури vpredelah топлинен капацитет. Границата на това съотношение, когато разликата в темпера-турне отива към нула, наречен истински специфична топлина-kostyu.Analiticheski последният се определя като. Капацитетът на топлина от идеалните газове зависи не само от температурата, но също и от природата на процеса и валентност. топлинен капацитет на реални газове зависи от техните физически свойства, естеството на процес, температурата и налягането. За газове значение са следните два случая нагряване (охлаждане): 1), промяната на състоянието при постоянен обем; 2) промяната на състоянието при постоянно налягане. И двете от тези случаи са свързани с различен капацитет znĂ-cheniya топлина. По този начин, се прави разлика вярно и средния топлинен капацитет: а) мол при постоянен обем. и постоянен натиск. ; б) масата при постоянен обем. и постоянен натиск. ; в) обемът на постоянен обем. и постоянен натиск. ,
Между моларен специфичната топлина при р = конст и V = конст следната връзка съществува: кДж / (Kmol · К).
За да се сближи изчисления при ниски температури може да приеме капацитет топлина стойност моларни изброени в таблица 1.1.2.
Съотношението на специфични топлини за р = конст и V = конст означен
Таблица 1.1.2 - Стойностите моларни капацитет загрява при р = конст и V = конст
Количеството топлина, който участва в процеса на нагряване (охлаждане) М, или V. кг м3 газ
топлинен капацитет на промени газ с температура, с връзката е криволинейна. Нелинейна зависимост на истинската топлина капацитета на температурата е представена като
където А, В, D - постоянна стойност за даден газ.
Изчисленията на нелинейна зависимост се заменя със тясно свързани линейна зависимост. и средната топлина капацитета на промяната на температурата от t1 до t2
За средна специфична топлина в интервала от 0 -t 0, тази формула става
Капацитетът на топлина от сместа от идеалните газове
Ако газовата смес е посочено масови съотношения, неговата маса топлинен капацитет се определя като сума от масовите части на маса топлина капацитета на всеки компонент. ,
Когато се посочва смеси обемни пропорции обемен топлинен капацитет на сместа. ,
По същия начин, моларното топлинния капацитет на сместа е равна на сумата на продукти от фракциите на обема на компонентите моларни топлинен капацитет на газовата смес. ,
Приложения 2-9 показва топлинен капацитет от най-честите газове в изчисленията.
Газовата смес, е разположен в маса или обем ри GI фракции процентно съдържание на компонентите на сместа; натиск RSM смес. МРа. обем смес Vb. m3 температура TSM от сместа, 0 ° С (Таблица 1.2.1).
1. Състав на смес (Ако състоянието на сместа е посочено в обемни пропорции ри след това трябва да се определи по-нататък сместа в съотношение от теглото на GI и обратно.);
2. Газова постоянни компоненти Ri смес. килоджаул / (кг · К);
3. газовата смес постоянно Rsm. килоджаул / (кг · К) чрез фракции обемни и маса;
4. Средната моларна маса на сместа # 956; вж. Kmol / кг и обемен ри GI маса фракция;
5. частични налягания Pi компоненти МРА в мерителна и маса ри GI фракция;
7. частични обеми. Частичните специфични обемите на VI. m3 / кг и плътност # 961; т. кг / м3 смес компоненти;
9. Плътностите Компонент # 961; т. кг / м 3 при нормални физически условия;
10. Плътността на сместа # 961; вж. кг / м 3 при нормални условия на физически насипно състояние чрез ри GI и масова част;
11. Вярно моларен # 956 С. кДж / (Kmol · K). насипно състояние, кДж / (m 3 · К). и С маса килоджаул / (кг · К), загрява при р = конст и V = конст температура TSM смес. 0 ° С;
12. Средната кътник # 956 С. кДж / (Kmol · K). насипни, кДж / (m 3 · К) и маса С килоджаул / (кг · К), загрява при р = конст и V = конст за температура интервал # 916; TSM ,. 0 ° С;
13. Количеството топлина, необходима за отопление (охлаждане) при температура в границите # 916; TSM ,. 0 ° С за р = конст и V = конст число от 2 Kmol. 5 м 3 и 7 кг смес.
Параметри Таблица 1.2.1- газова смес
1. Определяне на състава на сместа в съотношение от теглото на
където # 956; и - моларната маса на компонентите на сместа, кг / Kmol (Приложение 1).
По същия начин, за други компоненти на сместа
12. Определяне на средния топлинен капацитет на сместа при температура в границите
а) средна моларна топлинен капацитет на сместа при р = конст
където - средната моларна топлина капацитет на сместа при р = конст в температурния диапазон;
Средната компонент моларен топлинен капацитет на сместа с р = конст в температурен обхват в съответствие с инструкциите на приложения 2-9.
По същия начин, ние откриваме, средно молекулно топлинен капацитет на сместа при р = конст в температурен интервал
Средното моларно топлина капацитет на сместа при V = конст на
б) средната обемна специфичната топлина при р = конст среден обемен топлинен капацитет, когато V = конст в) маса средната специфична топлина при р = конст капацитет маса се загрява при V = конст 11. Определяне на количеството топлина, необходима за отопление (охлаждане) на сместа при р = конст: и ) 2 Kmol смес от б) 5 m 3 в смес) 7 кг от смес на топлина количество, необходимо за нагряване на сместа при V = конст: а) смес от 2 Kmol б) 5 m 3 в смес) 7 кг смес
Circular процес или цикъл е набор от термодинамични процеси, в резултат на което работният флуид се връща в първоначалното състояние. Работа цикличен процес е показано на Фигура площ Pv, затворен в затворен контур верига, с работа положителен, ако цикъл е по часовниковата стрелка (напред цикъл) и отрицателен, ако тя се извършва обратна на часовниковата стрелка (обръщане на цикъл) .Видът постижения в процес топлина трансформация работа в цикличен процес се характеризира с топлинна ефективност
Цикъл идеален топлинен двигател е цикълът на Карно. Когато се приема ispol'uet-mations горещ източник при постоянна температура, т. Е. практика безкраен-ограничен топлинен капацитет. Цикълът се състои от две адиабатно и две изотерми. Номер обобщи топлина
Номер определеното топлина
Топлинната ефективност на цикъла
където Т1 и Т2, - горната и долната температура източници на топлина.
Цикълът с доставката на топлина при постоянен обем се състои от две адиабатно и две isochore.
характеристики на циклите са
- степен на налягане.
Обобщавайки броя на топлина
Номер определеното топлина
Количеството топлина на цикъл
Промяната на вътрешния енергиен, енталпията и ентропията на цикъл
Топлинната ефективност на цикъла
Цикъл с топлоснабдяването при постоянно налягане, се състои от две адиабатно един изобар и аудио isochore.
характеристики на циклите са
- степента на предварителното експандиране.
Обобщавайки броя на топлина
Номер определеното топлина
Количеството топлина на цикъл
Промяната на вътрешния енергиен, енталпията и ентропията на цикъл
Топлинната ефективност на цикъла
Комбиниран цикъл с топлоснабдяването се състои от два адиабатни две isochors и един изобар.
характеристики на циклите са
- съотношение налягане;
- степента на предварителното експандиране.
Обобщавайки броя на топлина
Номер определеното топлина
Количеството топлина на цикъл
Промяната на вътрешния енергиен, енталпията и ентропията на цикъл
Топлинната ефективност на цикъла
Във всички случаи, а = конст.
газ турбина цикъл с доставка на топлинна енергия при постоянно налягане, се състои от две адиабатно и две isobars.
характеристики на циклите са
- съотношение на налягането в компресора;
Топлинната ефективност на цикъла
газова турбина цикъл с топлоснабдяване при постоянен обем се състои от две адиабатно един isochore и един Isobar
характеристики на циклите са
- степен на частичното повишаване на налягането;
Топлинната ефективност на цикъла
Тъй като продуктите от горенето от оставяйки турбина газ има достатъчно висока температура, за да се подобри ефективността на устройството на газовата турбина се прилага регенериране, т.е. предварително нагряване на сгъстения въздух в компресора поради топлината на димните газове. Топлинната ефективност на цикъла турбина с топлоснабдяване при р = consts пълна граница регенерация и адиабатно компресия
Топлинната ефективност на цикъла турбина с топлоснабдяването в V = constc граница регенерация и адиабатно компресия
Ефективност деи Следствие идеален цикъл газова турбина
В този случай, специфичната топлина цп се приема за простота постоянна. Една от основните характеристики на цикъла е в размер на увеличение на натиск му в компресора. Тогава ефективността деи Следствие газова турбина идеален цикъл
За дадена изпълнение на цикъла на двигателя топлина (2.2.1 - 2.2.5), следното теоретични изчисления и чертежи:
1. Представете кратко описание на цикъла като цяло, и неговото описание на всеки процес;
2. Определяне на параметри стр. с. T във всички характерни точки на цикъла;
3. извършване на пълно топлинни изчисления на всеки процес;
4. Изчислява термодинамичните характеристики цикъл;
5. Изчислете топлинната ефективност идеализирана цикъл, в който са пренебрегнати обмена на топлина в процеса на сгъстяване и разширение;
6. Изчислете топлинната ефективност на цикъл на Карно извършва в същия температурен интервал и ентропията;
7. Покажи цикъл р и Т -v -S координати;
8. Определяне на съотношението мито на цикъла;
9. Определяне на процеса на отделяне на топлина средната температура;
10. Въз основа на изчисленията до заключението и таблични резултати.
Във всички случаи, да вземе въздуха и на работния флуид. Изчисляване производството на 1 кг работен флуид. Имайте предвид зависимостта на топлинен капацитет.