|
Рассмотрим процесс истечения. Процессы, которые мы рассматривали ранее относятся к процессам в результате которых сообщенное рабочему телу тепло расходовалось только на изменение внутренней энергии и на совершение работы, процесс истечения связан с изменением скорости движения рабочего тела, а следовательно с изменением его внешней кинетической энергии (процессы в паровых и газовых турбинах, реактивных двигателях).
Истечением называется движение газа с ускорением через относительно короткие каналы особой формы, в которых происходит изменение давления.
В таких процессах сообщенное рабочему телу тепло расходуется уже не только на изменение его внутренней энергии и на совершение внешней работы, но и на изменение кинетической энергии тела.
Уравнение первого закона термодинамики:
q = ∆и + l´ +c2/2, Дж/кг
где q - теплота, подводимая к потоку газа на рассматриваемом участке;
∆и - изменение внутренней энергии газа;
l´ - работа против внешних сил при истечении или работа проталкивания;
c2/2 - изменение внешней кинетической энергии газа при его движении по каналу.
Процессами, связанными с изменением скорости движения рабочего тела в тепловых двигателях ротационного типа, прежде всего являются процессы истечения сжатых газов и паров во внешнюю среду с меньшим давлением.
В технической термодинамике процессы истечения газов изучаются при следующих условиях:
· поток газа движется непрерывно и заполняет весь объем канала;
· скорость движения газа и его параметры изменяются в направлении движения, данном сечении они одинаковы по всему сечению и не меняются в течение рассматриваемого времени;
· черезлюбое сечение канала в единицу времени протекает одна и та же масса газа или пара;
Таким образом, в технической термодинамике изучается стационарное установившееся течение газа (пара).
Для получения направленной струи газа или пара при истечении применяются насадки переменного сечения.
При движении газа или пара по каналу насадки под действием разности давлений происходит постепенное понижение давления и увеличение скорости, т. е. совершается преобразование потенциальной энергии рабочего тела в кинетическую.
Если газовый поток замедляется (отрицательное ускорение), то давление его увеличивается, и наоборот, если газовый поток ускоряется (ускорение положительное), то его давление уменьшается.
Если при движении газа или пара в канале давление уменьшается, а скорость истечения возрастает, то такой канал называется соплом или конфузором.
Если при движении газа или пара в канале давление увеличивается, а скорость истечения уменьшается, то такой канал называется диффузором.
|
.png)