Дәрістер Дәріс 1. Техникалық жылу динамикасы

Дәрістер

Дәріс 1. Техникалық жылу динамикасы

2 Жылу динамикалық процестер, жүйе

3 Жылутехникалық әдістер

4 Жылу динамикалық тепе-теңдік

Жылу құбылысы табиғат әлемінде және техниканың әртүрлі саласында ең көп таралған жердегі ең басты энергия көзі күн болып саналады. Күн мен жер арасындағы жылу алмасу арқасында біздің планетамызда өмір сүруге ең қолайлы жағдай жасалған. Күн сәулесі мен жылуы әсерінен өсімдік әлемі өсіп және дамиды. Ал өсімдік адам мен жан-жануар үшін тамақ,бұл әрі киім, отын және құрылыс материалы.

Күн мен жер арасындағы жылу алмасу процесі жел мен бұлттың,жауын мен туманның пайда болуын туғызады, тәулік және жыл бойындағы атмосфера температурасы жер шарының әр жеріндегі ауа-райын, климатын анықтайды.

Техникада жылу құбылысы құрылысы күрделі жылу системасында (қазандық қондырғысы, сораптары бар көп километрге созылған бу-су құбырларымен) елеулі роль атқарады.

Қазіргі кездегі өндіріс орнын және транспортты жылу машиналарсыз елестетуге де болмайды. Мысалы, автомобильдегі трактордегі, тепловоздағы, теплоходтағы, танктегі, экскаватордағы поршенді іштен жану қозғалтқышы олардың энергетикалық «жүрегі» болып саналады. Реактивті қозғалтқыштар көмегімен самолеттер мен ракеталар ұшады. Ал электрстанцияларда үлкен бу машиналары (турбиналары) генератор роторларын қозғалысқа келтіреді.

Металлургия және металл өңдеу өнеркәсіптерінде жылу процесі қара және түсті металл алуда,машина бөлшектерін құюда, оларды өңдеуде аса зор роль атқарады.

Жылу процесі ағаш, тамақ өнімдерін шығаруда,денекерлеу, кесу, металды шынықтыруда оның негізі болып саналады.

Табиғатта жәңе техникада қолданылатын көптеген және әртүрлі жылу процестері жалпы заңдарға бағынады. Бұл заңдарды білу инженерлер мен ғалымдарға әртүрлі маңызы зор мәселелерді шешуде, практикалық есептерді шешуде көмегін тигізеді. Мысалы, бу қондырғыларын жылу электроцтанцияларда есептеу, жылу беру жүйелерін жобалау т.б.

Жылу теориясын білмей құрылыс материалдарын, пластмассаны шығару, көп жылу беретін ядролық реактордың жұмысын басқару, ракеталарды оларға қойылатын приборлар мен күрделі аппараттарды есептеу мүмкін емес.

Адамның әр қадамы жылу процессімен байланысты, сондықтан жылу заңдылықтарын, жылу қондырғылары мен машиналар құрылысымен жұмыс істеу тәртібімен таныс болуы қажет.

Табиғаттың көптеген құбылыстарында бір-бірімен әртүрлі байланыста болатын көптеген денелер қатысады. Жылу және жұмыс түрінде өзді-өзді және айнала ортамен энергия алмасатын материалдық денелердің жиынтығы термодинамикалық жүйе дер аталады. Осы термодинамикалық жүйені таңдау өз пайымдауымызға берілген.

Жылу динамикасы жүйенің қарапайым мысалы ретінде поршень мен цилиндрдің астындағы газды алуға болады. Егер жылу динамикалық жүйе сыртқы ортамен ешқандай байланысы болмаса ондай жүйені тұйықталған немесе тұйық жүйе деп атайды. өзінің көптеген бөліктерінде құрамы және физикалық қасиеті бірдей жүйені физикалық біртекті немесе біркелкі жүйе деп атайды. біртекті жылудинамикалық жүйе, егер олардың ішінде оны бөліп тұратын, бөлу беттері болмаса, онда ондай жүйе галогендік жүйе деп аталады (мысалы, мұз, су, газ). Олардың арасында бөлу беттері болса гетерогенді жүйе деп аталады. Гетерогенді жүйе бөлу беттері бір-бірімен араласпайтын, әрқайсысының физикалық қасиеті бір макроскопиялық заттардан тұратын жылудинамикалық жүйені айтады (мұз+су, су+су буы).

Жылудинамикалық тепе-теңдік

Жылудинамикалық жүйеге кіретін барлық заттардың күйі ұзақ уақыт өзгермесе онда жүйенің мұндай күйін жылудинамикалық тепе-теңдік деп атайды. жылудинамикалық тепе-теңдік жүйенің заттарының температуралары айналадағы ортаның айналадағы ортаның температуралары

1. 
   Жылу техникасы нені оқытады?
   
2. 
   Жылу техникасының теориялық бөлімдерін атаныс.
   
3. 
   Жылу динамикалық жүйе дегеніміз не?
   
4. 
   Жылу динамикалық процес дегеніміз не?
   
5. 
   Жылу дегеніміз не?
   
6. 
   Жұмыс пен жылу арасындағы баламалы принцип туралы не білсіз
   

Идеал газдар

1. 
   Идеал газ және оның заңдары
   
2. 
   Идеал газ қоспасы
   
3. 
   Дальтон заңы
   
4. 
   Идеал газ параметрлері және оларды анықтау
   

Газ (франц. gaz, грек chaos ) деген сөз молекулалары арасында өзара әсер (әрекеттестік) әрекет ету күш жоқ, ал молекулалардың өзі көлемсіз және олар өздерін материалдық нүкьелер ретінде көрсететін газдарды идеал газдар деп атайды.

Жоғарыдағы анықтамалардан, идеал газ бұл модель екенін көреміз және ол жуықтап және оңайлатып (жеңілдетіліп) алынған түрі.

Нақты газдарда молекулалар арасында ілініс күші бар және оның шамасы молекулалар арасы бір-бірінен қашықтаған сайын азая береді, онда заттардың молекулалары бірімен-бірі берік ұстаспайды, мүмкін болған көлемді толтыра бет-бетімен қозғала береді. Кәдімгі қысым мен температурада газ молекулаларының арасындағы орташа қашықтық, сұйықтар және қатты заттардағымен салыстырғанда шамамен 10 есе артық болады, сондықтан газдың тығыздығы әлде қайда кем.

Идеал газдың тығыздығы аз болған сайын, оның дәлдігі соғұрлым жоғары.

Табиғатта идеал газдың жоқтығына қарамай көптеген газдар (ауа, азот, оттегі, көміртегі тотығы, отынның жану продуктері және т.б.) бөлмелік температурада және бірнеше бар болатын қысымда идеал газ заңына бағынады. Тығыздалған (қоюланған) будың (сұйыққа немесе кристалға айналуын) жағдайындағы газдар мен сұйықтар. Мысалы, кәдімгі температурадағы және қысымдағы суды және су буын идеалдыгазға жатқызуға болмайды.

Идеал газдардың заңдары тәжірибе жүзінде алынған: Бойль-Мариотт 1662 жылы, тұрақты температурада өтетін изотермалын, жылудинамикалық процесте газдың қысымының оның көлеміне көбейтіндісі тұрақты шама PV=const. Еркін жылдамдығы екі идеал газдың тұрақты температурадағы өтетін жылудинамикалық процесіндегі параметрлердің қатынасын мына кескінмен көрсетеді:

немесе Бойль-Мариотт. (1)

Идеал газдың қоспасы

Техникада өздері жеке газдардың қоспасы болып келетін газ тәрізді заттар қолданылады. Жердегі ең кең таралған газ ауа (бұл негізінен азот пен оттегінің қоспасы). Отынның жануы кезінде жүретін химиялық реакция ауадағы оттегімен тотығады да, пайда болған түтін газдары да қоспа түрінде болады. Бұндай мысалдарды көптеп келтіруге болады.

Домнадағы газ, қазандықтан іштен жану двигателінен, реактивті двигателінен және басқа жылу қондырғыларынан шығар газдар да жоғарыда айтылған мысалға жатады.

Газ қоспасы деп бір-бірімен химиялық реакцияға кірмейтін жеке газдар қоспасын айтады. Қоспадағы әр газ басқа газдардан тәуелсіз өзінің бар қасиеттерін сақтайды және ол өзі ғана толтырылған көлемдегі сияқты әсер етеді.

Ыдыстың қабырғасына газдың молекулалары парциалды (құрамдас бөліктері) деп аталатын қысым туғызады. Қоспаға кіретін әр жеке газ, Клапейронның теңдеуіне бағынады, сонымен ол идеал газға жатады. Идеал газдар қоспасы Дальтон заңына бағынады, ол былай дейді:

Газдар қоспасының жалпы қысымы, жеке газдардың құрамдас бөліктерінің қысымдарының қосындысына тең:

мұндағы P₁, P₂, P₃…P_n-құрамдас бөліктердің қысымы.

1. 
   Идеал газдар дегеніміз не?
   
2. 
   Гей-Люссак және Боиль-Мариотта заңдарын жазының.
   
3. 
   Газдар қоспасы.
   
4. 
   Клапейрон теңдеуі қалай газ қоспасында қолданылады.
   
5. 
   Дальтон заңының формуласын жазып түсіндірініз
   
6. 
   Нақты газдар дегеніміз не?