Отчет по практике Профессиональный модуль
Термодинамический расчет режимов работы оборудования
жүктеу/скачать 1,48 Mb. Pdf көрінісі
|
PM-01
| Термодинамический расчет режимов работы оборудования
Первый основной принцип термодинамики гласит: энергия не может быть ни создана, ни разрушена, она может быть только изменена из одной формы в другую. Q h = W w · ∆E Уравнение энергии для фиксированной массы газа гласит, что увеличение энергии газа равняется работе, совершаемой по отношению к газу, минус тепло, отводимое от газа во внешнюю среду. В компрессоре можно не учитывать изменения в потенциальной и химической энергии. В тех областях применения, где используется уравнение энергии для фиксированной массы газа, можно не принимать в расчет кинетическую энергию. Тогда уравнение энергии будет выглядеть так: E 2 - E 1 = M · (e 1 - e 2 ) = W - Q Если мы рассматриваем контрольный объем, то должны учитывать работу совершаемую газом, который входит и выходит из контрольного объема. При этом в большинстве случаев там, где используется это уравнение, необходимо учитывать кинетическую энергию газа, который входит и покидает контрольный объем. Уравнение энергии тогда примет такой вид: E 2 - E 1 = M вх · h о вх - M вых · h о вых + W - Q где: h 0 = h + (1/2) · u² · (1/32,18) И h = e + P · v(144) Для стационарного процесса не будет изменений в условиях в контрольном объеме и E2 = E1. ОТЧЕТ-ПО-ПРАКТИКЕ.РФ Тогда: M вых · h о вых - M вх · h о вх = H 0 вых - H 0 вх = W - Q Уравнения изоэнтропического изменения указаны выше. Они применяются к любому изменению во время, которого нет потерь и нет отвода тепла к газу. Изменение свойств можно взять из диаграммы Молье для газа или если газ является идеальным газом, то по уравнениям приведенным выше: P · V n v = const P (n v -1)/n v ) / T = const Закон для потока несжимаемой среды через ограничение: m = F · √((2 · ρ · ∆P)) · √(32,18/144) F - площадь эффективного потока, то есть геометрическая площадь потока. Для идеального газа, если перепад давления низок настолько, что поток дозвуковой как это должно быть в поршневых компрессорах, перепад давления выражается: m = k · p 1 /a 1 · (p 2 /p 1 ) (k+1)/2k · F · √(2/(k-1) · ((p 1 /p 2 ) (k-1)/k - 1)) · 32,18 если p 2 /p 1 < [2/(k+1)] k/(k-1) Поток звуковой и m: m = k · p 1 /a 1 · (2/(k+1)) (k+1)/(2·(k-1)) · F · 32,18 В термодинамике, система может классифицироваться как изолированная, закрытая или открытая опираясь на передачу массы и энергии в рамках границ системы. Система, в которой нет ни передачи вещества, ни энергии по ее границам с внешней средой называется изолированной. Закрытая система не имеет передачи массы с внешней ОТЧЕТ-ПО-ПРАКТИКЕ.РФ средой, но может передавать энергию (либо тепло или работу) внешней среде. Открытая система - это система, в которой вещество и энергия могут передаваться вдоль ее границ. Когда переменные системы, такие как температура, давление, или объем меняются, говорят о том, что система находится в термодинамическом процессе. Существуют различные виды термодинамических процессов: 1. изобарический процесс (означает, что объем увеличивается, в то время как давление постоянное) 2. изохорический процесс (процесс с постоянным объемом, означает, что работа совершаемая системой равна 0. Все тепло остается в системе.) 3. изотермический процесс (предполагается, что сжимаемый газ остается при постоянной температуре во время сжатия или расширения. Внутреннее тепло удаляется из системы с такой же скоростью, что и добавляется от механической работы процесса сжатия.) 4. адиабатический процесс (предполагается, что во время сжатия газа энергия или тепло не передаются к газу или от газа) 5. изоэнтропический процесс (адиабатический процесс, который обратимый) 6. обратимый и необратимый процесс Тепловой поток можно ограничить при помощи термически изолирующего материала вокруг системы, либо если проводить процесс так быстро, что тепловой поток не успеет образоваться. Ниже представлена диаграмма различных типов термодинамических процессов описанных выше: ОТЧЕТ-ПО-ПРАКТИКЕ.РФ ОТЧЕТ-ПО-ПРАКТИКЕ.РФ |