Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая

Москва «Энергоатомиздат» 1983
Техническая термодинамика
Авторы: Кириллин В.А.,
Сычев В.В.,
Шейндлин А.Е.
ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ ИЗДАНИЮ..................................................................................5
1.1. ТЕРМОДИНАМИКА И ЕЕ МЕТОД...........................................................................................6
1.2. ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ......................................................................................................6
1.3. ПОНЯТИЕ О ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ..........................................................9
1.4. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ. ЗАКОНЫ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА ...........................................................12
1.5. ПОНЯТИЕ О СМЕСЯХ. СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ......................................................17
1.6, ПОНЯТИЕ О ТЕПЛОЕМКОСТИ..............................................................................................21
ГЛАВА 2
ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ......................................................................22
2.1. ТЕПЛОТА. ОПЫТ ДЖОУЛЯ. ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ ТЕПЛОТЫ И РАБОТЫ.................22
2.2. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ.......................................................25
2.3. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И ВНЕШНЯЯ РАБОТА ...............................................................25
2.4. УРАВНЕНИЕ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ ....................................................28
2.5. ЭНТАЛЬПИЯ..............................................................................................................................35
2.6. УРАВНЕНИЕ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ПОТОКА..........................38
ГЛАВА 3
ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ..........................................................................42
3.1. ЦИКЛЫ. ПОНЯТИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО КПД. ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОТЫ..........................42
3.2. ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ ...................................................................46
3.3. ФОРМУЛИРОВКИ ВТОРОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ...........................................51
3.4. ЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМА KAPHQ .........................................................................................53
3.5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ШКАЛА ТЕМПЕРАТУР............................................................61
3.6. ЭНТРОПИЯ.................................................................................................................................71
3.7. ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТРОПИИ В НЕОБРАТИМЫХ ПРОЦЕССАХ...........................................79
3.8. ОБЪЕДИНЕННОЕ УРАВНЕНИЕ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ЗАКОНОВ
ТЕРМОДИНАМИКИ ........................................................................................................................86
3.9. ЭНТРОПИЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ВЕРОЯТНОСТЬ........................................87
3.10. ОБРАТИМОСТЬ И ПРОИЗВОДСТВО РАБОТЫ .................................................................94
Г Л А В А 4 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ.......................................................................104
4.1. ОСНОВНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ...................................................................104
4.2. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА..................................................................................................106
4.3. ЧАСТНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ И ЭНТАЛЬПИИ '.................107
4.4 ТЕПЛОЕМКОСТИ ...................................................................................................................110
ГЛАВА 5
РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ и ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ..112
5.1. ГОМОГЕННЫЕ И ГЕТЕРОГЕННЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ................112
5.2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ..........................................................................113
5.3. УСЛОВИЯ УСТОЙЧИВОСТИ И РАВНОВЕСИЯ В ИЗОЛИРОВАННОЙ ОДНОРОДНОЙ
СИСТЕМЕ ........................................................................................................................................120
5.4. УСЛОВИЯ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ...............................................................................123
5.5. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ..........................................................................................................125
5.6. УРАВНЕНИЕ КЛАПЕЙРОНА — КЛАУЗНУСА..................................................................128
5.7. УСТОЙЧИВОСТЬ ФАЗ ...........................................................................................................133
5.8. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПРИ НЕОДИНАКОВЫХ ДАВЛЕНИЯХ ФАЗ ..............................135
5.9. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПРИ ИСКРИВЛЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ РАЗДЕЛА ...........138
ГЛАВА 6
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ ........................................................140
6.1. ТЕРМИЧЕСКИЕ И КАЛОРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ................................140
6.2. ТЕРМИЧЕСКИЕ И КАЛОРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ..................................148
6.3. ОПЫТ ЭНДРЮСА. КРИТИЧЕСКАЯ ТОЧКА. УРАВНЕНИЕ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА ......155
6.4. ТЕРМИЧЕСКИЕ И КАЛОРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ. УРАВНЕНИЕ
СОСТОЯНИЯ РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ ...............................................................................................162
6.5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ НА ЛИНИИ ФАЗОВЫХ
ПЕРЕХОДОВ. ДВУХФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ ................................................................................170
6.6. СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА В КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКЕ........................................................174
6.7. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭНТРОПИИ ВЕЩЕСТВА ..................................................................176
6.8. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА .........................181
6.9. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА В МЕТАСТАБИЛЬНОМ
СОСТОЯНИИ ..................................................................................................................................184
ГЛАВА 7
ОСНОВНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ......................................................187
7.1. ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС........................................................................................................187
7.2. ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС ........................................................................................................190
7.3. ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ...........................................................................................192
7.4. АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС ....................................................................................................194
7.5. ПОЛИТРОПНЫЕ ПРОЦЕССЫ...............................................................................................200
7.6. ДРОССЕЛИРОВАНИЕ. ЭФФЕКТ ДЖОУЛЯ — ТОМСОНА..............................................205
7.7. АДИАБАТНОЕ РАСШИРЕНИЕ РЕАЛЬНОГО ГАЗА В ВАКУУМЕ (ПРОЦЕСС
ДЖОУЛЯ) ........................................................................................................................................214
7.8. ПРОЦЕССЫ СМЕШЕНИЯ......................................................................................................217
7.9. ПРОЦЕССЫ СЖАТИЯ В КОМПРЕССОРЕ ..........................................................................222
ГЛАВА 8
ПРОЦЕССЫ ТЕЧЕНИЯ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ............................................................231
8.1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕЧЕНИЯ ........................................................231
8.2. СКОРОСТЬ ЗВУКА .................................................................................................................235
8.3. ИСТЕЧЕНИЕ ИЗ СУЖИВАЮЩИХСЯ СОПЛ .....................................................................238
8.4. ПЕРЕХОД ЧЕРЕЗ СКОРОСТЬ ЗВУКА. СОПЛО ЛАВАЛЯ ................................................244
8.5. АДИАБАТНОЕ ТЕЧЕНИЕ С ТРЕНИЕМ...............................................................................247
8.6. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕЧЕНИЯ. ЗАКОН ОБРАЩЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЙ ....249
8.7. ТЕМПЕРАТУРА АДИАБАТНОГО^ОРМОЖЕНИЯ.............................................................253
ГЛАВА 9 ОБЩИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦИКЛОВ ТЕПЛОВЫХ
УСТАНОВОК ......................................................................................................................................254
9.1. О МЕТОДАХ АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦИКЛОВ ..................................................254
9.2. МЕТОДЫ СРАВНЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ КПД ОБРАТИМЫХ ЦИКЛОВ ......................256
9.3. МЕТОД КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ В АНАЛИЗЕ НЕОБРАТИМЫХ
ЦИКЛОВ ..........................................................................................................................................257
9.4. ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВЫХ
УСТАНОВОК ..................................................................................................................................260
ГЛАВА 10 ТЕПЛОСИЛОВЫЕ ГАЗОВЫЕ ЦИКЛЫ............................................................................266
10.1. ЦИКЛЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ .........................266
10.2. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРВИННЫХ УСТАНОВОК......................................................................275
10.3. ЦИКЛЫ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ............................................................................287
ГЛАВА 11 ТЕПЛОСИЛОВЫЕ ПАРОВЫЕ ЦИКЛЫ......................................................................294
11.1. ЦИКЛ КАРНО.........................................................................................................................295
11.2. ЦИКЛ РЕНКИНА ...................................................................................................................297
11.3. АНАЛИЗ ЦИКЛА РЕНКИНА С УЧЕТОМ ПОТЕРЬ ОТ НЕОБРАТИМОСТИ................303
11.4. ЦИКЛ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ПЕРЕГРЕВОМ ПАРА......................................................316
11.5. РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ЦИКЛ .................................................................................................318
11.6. БИНАРНЫЕ ЦИКЛЫ.............................................................................................................322
11.7. ТЕПЛОФИКАЦИОННЫЕ ЦИКЛЫ......................................................................................325
ГЛАВА 12 ТЕПЛОСИЛОВЫЕ ЦИКЛЫ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ В
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ…………………………………………………………………..327
12.1. ЦИКЛ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ .............................................................328
12.2. ЦИКЛ ТЕРМОЭЛЕКТРОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ..................................................335
12.3. ЦИКЛ МГД-УСТАНОВКИ ...................................................................................................339
ГЛАВА 13 ХОЛОДИЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ............................................................................................346
13.1. ОБРАТНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ЦИКЛЫ И ПРОЦЕССЫ. ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ .346
13.2. ЦИКЛ ВОЗДУШНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ...................................................349
13.3. ЦИКЛ ПАРОКОМПРЕССИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ...........................353
13.4. ЦИКЛ ПАРОЭЖЕКТОРНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.......................................360
13.5. ПОНЯТИЕ О ЦИКЛЕ АБСОРБЦИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ................362
13.6. ЦИКЛ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ..............................364
13.7. ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО НАСОСА...................................................................367
13.8. МЕТОДЫ СЖИЖЕНИЯ ГАЗОВ...........................................................................................369
ГЛАВА 14 ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ.....................................................................................................373
14.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ .......................................................................................................373
14.2. ДИАГРАММА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА .............................................................................380
ГЛАВА 15 ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ.......................................................384
15.1. ТЕРМОХИМИЯ. ЗАКОН ГЕССА. УРАВНЕНИЕ КИРХГОФА ........................................385
15.2. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ И ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ..................390
15.3. КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ И СТЕПЕНЬ ДИССОЦИАЦИИ .......................................394
15.4. ТЕПЛОВОЙ ЗАКОН НЕРНСТА...........................................................................................405
ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ ИЗДАНИЮ
1.1. ТЕРМОДИНАМИКА И ЕЕ МЕТОД
1.2. ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ
1.3. ПОНЯТИЕ О ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
1.4. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ. ЗАКОНЫ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
1.5. ПОНЯТИЕ О СМЕСЯХ. СМЕСИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ
1.6, ПОНЯТИЕ О ТЕПЛОЕМКОСТИ
ГЛАВА
ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
ВТОРАЯ
2.1. ТЕПЛОТА. ОПЫТ ДЖОУЛЯ. ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ ТЕПЛОТЫ И РАБОТЫ
2.2. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ
2.3. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И ВНЕШНЯЯ РАБОТА
2.4. УРАВНЕНИЕ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ
2.5. ЭНТАЛЬПИЯ
2.6. УРАВНЕНИЕ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ПОТОКА
ГЛАВА
ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
ТРЕТЬЯ
3.1. ЦИКЛЫ. ПОНЯТИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО КПД. ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОТЫ
3.2. ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ
3.3. ФОРМУЛИРОВКИ ВТОРОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ
3.4. ЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМА KAPHQ
3.5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ШКАЛА ТЕМПЕРАТУР
3.6. ЭНТРОПИЯ
3.7. ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТРОПИИ В НЕОБРАТИМЫХ ПРОЦЕССАХ
3.8. ОБЪЕДИНЕННОЕ УРАВНЕНИЕ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ЗАКОНОВ ТЕРМОДИНАМИКИ
3.9. ЭНТРОПИЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ
ВЕРОЯТНОСТЬ
3.10. ОБРАТИМОСТЬ И ПРОИЗВОДСТВО РАБОТЫ
ГЛАВА
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ
ЧЕТВЕРТАЯ
ТЕРМОДИНАМИКИ
4.1. ОСНОВНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
4.2. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА
4.3. ЧАСТНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ И
ЭНТАЛЬПИИ
'
4.4 ТЕПЛОЕМКОСТИ
РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Пятая и ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ
ГЛАВА
5.1. ГОМОГЕННЫЕ И ГЕТЕРОГЕННЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
5.2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
5.3. УСЛОВИЯ УСТОЙЧИВОСТИ И РАВНОВЕСИЯ В ИЗОЛИРОВАННОЙ ОДНОРОДНОЙ
СИСТЕМЕ
5.4. УСЛОВИЯ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ
5.5. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ
5.6. УРАВНЕНИЕ КЛАПЕЙРОНА — КЛАУЗНУСА
5.7. УСТОЙЧИВОСТЬ ФАЗ
5.8. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПРИ НЕОДИНАКОВЫХ ДАВЛЕНИЯХ ФАЗ
5.9. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПРИ ИСКРИВЛЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ РАЗДЕЛА
ГЛАВА
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ
ШЕСТАЯ
6.1. ТЕРМИЧЕСКИЕ И КАЛОРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ
6.2. ТЕРМИЧЕСКИЕ И КАЛОРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
6.3. ОПЫТ ЭНДРЮСА. КРИТИЧЕСКАЯ ТОЧКА. УРАВНЕНИЕ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА
6.4. ТЕРМИЧЕСКИЕ И КАЛОРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ. УРАВНЕНИЕ
СОСТОЯНИЯ РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ
6.5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ НА ЛИНИИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ.
ДВУХФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ
6.6. СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА В КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКЕ
6.7. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭНТРОПИИ ВЕЩЕСТВА
6.8. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА
6.9. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА В МЕТАСТАБИЛЬНОМ СОСТОЯНИИ
ГЛАВА
ОСНОВНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
СЕДЬМАЯ
7.1. ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС
7.2. ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС
7.3. ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
7.4. АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС
7.5. ПОЛИТРОПНЫЕ ПРОЦЕССЫ
7.6. ДРОССЕЛИРОВАНИЕ. ЭФФЕКТ ДЖОУЛЯ — ТОМСОНА
7.7. АДИАБАТНОЕ РАСШИРЕНИЕ РЕАЛЬНОГО ГАЗА В ВАКУУМЕ (ПРОЦЕСС ДЖОУЛЯ)
7.8. ПРОЦЕССЫ СМЕШЕНИЯ
7.9. ПРОЦЕССЫ СЖАТИЯ В КОМПРЕССОРЕ
ГЛАВА
ПРОЦЕССЫ ТЕЧЕНИЯ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ
ВОСЬМАЯ
8.1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕЧЕНИЯ
8.2. СКОРОСТЬ ЗВУКА
8.3. ИСТЕЧЕНИЕ ИЗ СУЖИВАЮЩИХСЯ СОПЛ
Чл9
Щч
V0
а)
<7f
У/////А
о
Рис. 8.9
верстия или трубы по уравнению (8.33) ? Ведь, как мы уже отмечали, в термодинамических
соотношениях, описывающих процесс истечения, фигурирует только одна геометрическая
характеристика канала — площадь выходного сечения канала 2вых (для
Wx<Wt).
Конструкции реальных аппаратов, используемых для превращения энергии сжатого
газа в кинетическую энергию потока, стремятся выполнить таким образом, чтобы свести к
минимуму необратимые потери на трение. При истечении газа из отверстия за острыми
кромками этого отверстия и перед ними образуются многочисленные завихрения газового
потока, что вызывает значительную потерю энергии потока (рис. 8.9,а). Несколько
меньшие, но все же значительные потери энергии потока имеют место при истечении не
непосредственно из отверстия, а из трубы постоянного сечения, соединенной с этим
отверстием (рис. 8.9, б). Поэтому вместо истечения из отверстия применяют истечение из
сопла — канала, сечение которого плавно изменяется по длине (рис. 8.9, в). Для уменшения
гидравлического сопротивления внутреннюю поверхность сопла тщательно обрабатывают.
Суживающееся сопло можно рассматривать как трубу, входной участок которой
выполнен сглаженным, без острых кромок, а участок постоянного сечения сведен к минимуму (рис. 8.9, г), ведь, как видно из уравнения (8.30), при адиабатном течении газа без
трения и постоянном сечении трубы* скорость газа остается неизменной.
8.4. ПЕРЕХОД ЧЕРЕЗ СКОРОСТЬ ЗВУКА. СОПЛО ЛАВАЛЯ
^„ ^осмотрим теперь некоторые общие закономерности
течения в каналахГ ^~При течении газа (жидкости) в канале для любого его сечения справедливо уравнение
G - 2да/у,
(8.43)
где G—-постоянный массовый расход газа; 2 — площадь сечения канала;
w — скорость газа и v — удельный объем газа в данном сечении канала
[ранее это уравнение было применено к выходному сечению сопла, см.
(8.30)].
Из соображений неразрывности потока очевидно, что при стационарном режиме течения расход газа (жидкости) одинаков в любом сечении
потока, т. е.
2w/v — const.
(8.44)
Это уравнение называют в гидродинамике у р а в н е н и е м н е р а з р ы в н о с т и . Логарифмируя последнее уравнение, получаем:
In 2 + In w — In v — const;
(8.45)
дифференцируя соотношение (8.45), имеем:
GE/2 = dvlv — dwlw.
(8.46)
Это — уравнение неразрывности в дифференциальной форме. Уравнение
(2.86), справедливое для течения без трения при /тезш—0 и dz=0,
w dw =— v dp,
* Если трение отсутствует и /Техв=0, то при адиабатном течении в трубе постоянного
сечения давление газа и, следовательно, его удельный объем не изменяются вдоль трубы.
242
8.5. АДИАБАТНОЕ ТЕЧЕНИЕ С ТРЕНИЕМ
8.6. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕЧЕНИЯ. ЗАКОН ОБРАЩЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЙ
8.7. ТЕМПЕРАТУРА АДИАБАТНОГО^ОРМОЖЕНИЯ
ГЛАВА
ОБЩИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ДЕВЯТАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦИКЛОВ
ТЕПЛОВЫХ УСТАНОВОК
9.1. О МЕТОДАХ АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦИКЛОВ
9.2. МЕТОДЫ СРАВНЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ КПД ОБРАТИМЫХ ЦИКЛОВ
9.3. МЕТОД КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ В АНАЛИЗЕ НЕОБРАТИМЫХ
ЦИКЛОВ
9.4. ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВЫХ УСТАНОВОК
ГЛАВА
ТЕПЛОСИЛОВЫЕ ГАЗОВЫЕ ЦИКЛЫ
Д ЕСЯТАЯ
10.1. ЦИКЛЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
10.2. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРВИННЫХ УСТАНОВОК
10.3. ЦИКЛЫ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Глава
ОДИННАДЦАТАЯ
ТЕПЛОСИЛОВЫЕ ПАРОВЫЕ ЦИКЛЫ
11.1. ЦИКЛ КАРНО
ч
11.2. ЦИКЛ РЕНКИНА
11.3. АНАЛИЗ ЦИКЛА РЕНКИНА С УЧЕТОМ ПОТЕРЬ ОТ НЕОБРАТИМОСТИ
11.4. ЦИКЛ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ПЕРЕГРЕВОМ ПАРА
11.5. РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ЦИКЛ
11.6. БИНАРНЫЕ ЦИКЛЫ
11.7. ТЕПЛОФИКАЦИОННЫЕ ЦИКЛЫ
Глава
ТЕПЛОСИЛОВЫЕ ЦИКЛЫ ПРЯМОГО
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ В
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ
ДВЕНАДЦАТАЯ
12.1. ЦИКЛ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
12.2. ЦИКЛ ТЕРМОЭЛЕКТРОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
12.3. ЦИКЛ МГД-УСТАНОВКИ
Глава
ХОЛОДИЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ
ТРИНАДЦАТАЯ
13.1. ОБРАТНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ЦИКЛЫ И ПРОЦЕССЫ. ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
13.2. ЦИКЛ ВОЗДУШНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
13.3. ЦИКЛ ПАРОКОМПРЕССИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
13.4. ЦИКЛ ПАРОЭЖЕКТОРНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
13.5. ПОНЯТИЕ О ЦИКЛЕ АБСОРБЦИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
13.6. ЦИКЛ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
13.7. ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
13.8. МЕТОДЫ СЖИЖЕНИЯ ГАЗОВ
Глава
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ
14.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
14.2. ДИАГРАММА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Глава
ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
ПЯТНАДЦАТАЯ
15.1. ТЕРМОХИМИЯ. ЗАКОН ГЕССА. УРАВНЕНИЕ КИРХГОФА
15.2. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ И ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
15.3. КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ И СТЕПЕНЬ ДИССОЦИАЦИИ
15.4. ТЕПЛОВОЙ ЗАКОН НЕРНСТА