Газдар мен булардың нақты процестері

Нақты жағдайларда ағын мен арна қабырғасының арасындағы үйкелесісті ескеру керек. Сондықтан газдың нақты жылдамдығы барлық уақытта теориялық жылдамдықтан аз болады, бұл азаюды ескеру үшін жылдамдық коэффициенті қолданылады .

Жылдамдық коэффициенті цжыл деп – газдың нақты жылдамдығының Wн теориялық жылдамдыққа Wт қатнасын айтады.

цжыл= немесе wн= цжылwт

Қазіргі заманда соплолардын жылдамдық коэффициенті мынадай шектерде жыл =0,95…0,98

1.20-суретте будың турақты нақты адиабатты ұлғаю процесі h-S диаграммада көлденең сызықша сызықпен 1-2’, ал теориялық ұлғаю процесі тік сызықпен 1-2 бейнеленген.

 

 

1.24-сурет

Егер ағын жылдамдығы сынақты жылдамдықтан төмен болса, онда мына формуламен есептейді.

ω 2=44,72 , (1.6.18)

мұндағы h1 және h/2-дің мәнін су буының кестесінен немесе h, S – диаграммасынан анықтаймыз. Р1 мен t1 сызықтарының қиылысу нүктесі h1-ді анықтайды, ал нүкте 1 арқылы өтетін тік сызықтың изобармен Р2 қиылысу нуктесі 2 h2-ні анықтайды.

1.6.6Газдар мен буларды дроссельдеу (кедергілеу)

Нақты газдар немесе булар ағындарының қимасын кенет кішірейткенде қысымы төмендейтетін құбылысы – дроссельдеу деп атайды.Газ және бу өтетін жердің қималарын кішірейтетін кез келген шүмек, вентиль, тағырық, клапан т.б. дроссельдеу арқылы қысымды азайтады. Мысалы, бу турбинасында турбинаға жететін жерде буды дроссельдеу арқылы оның қуатын реттейді. Осы сияқты процесс іштен жану қозғалтқыштарында, карбюратордағы дроссель (кедергіш) жапқышы арқылы оның қуаттылығы реттеліп отырады.

Дроссельдеу құбылысының іс жүзіндегі қажеттілігі, ол ағынның температурасын өзгертеді, бұндай процесс көптеген тоңазатқыш қондырғыларда, жылумен және бу газбен қамтамасыз ету жүйелерде бәсеңдеткіш клапандарында қолданылады.

Нақты газдарды дроссельдеуде мына шарт орындалуы тиіс h2-h1=Cр(T2-T1), бұның өзі жұмыстық дене температурасының диаграммаға дейін және одан кейінде тұрақтылған көрсетеді, демек температура өзгермейді, сол себептен U1=U2 және h1V1=h2V2.

1852 ж. нақты газдарды дроссельдеуде, температура тұрақты қалмайтынын, бірде көбейіп немесе бірде азайатынын Т1><Т2, Джоуль–Томсон тәжірибесі көрсетті.

Дроссельдеу процестендегі нақты газ температурасының қысымның өзгеруіне қатнасын Джоуль-Томсон әсері деп атайды.

h>0

Дроссель процесінің ең маңызды туынды сипаттамасы h=ah дифференциалды дроссель, – мұндағы h=idem немесе dh=0. αh- дроссельдеуде қысым және газ температурасының жылдам өзгеруін көрсетеді.

Кез келген заттың αh –мәнін термодинамиканың бірінші және екінші заңының тендеумен анықтауға болады.

( )αh= (1.6.19)

Егер Т ( )р - V>0 болса, онда жұмыстық дененің температурасы дроссельдеу кезінде азаяды (dT<0), соның есебінен газ салқындатылады және Джоуль-Томсон әсері оң болады. Бұл кезде Т1<Тинв. Егер Т( )р- V <0 болса, онда жұмыстық дененің температурасы көбейеді (dT>0) және Джоуль-Томсон теріс болады соның нәтижесінде газ қыздырылады. Бұл кезде Т1>Тинв.

Егер ( )р- V =0 ,болса температура өзгермейді (dT=0).

Джоуль-Томсон әсерінің белгісі алмасатын температура инверсия температурасы деп аталады Тинв.

(1.6.19) теңдеуден dT=0 болғанда, кез келген заттың инверсия температурасы мынаған тең

Тинв=V (1.6.20)

Әдебиеттер:

2 [69-84]; 4 [63-74]; 5 [88-106];

Бақылау сұрақтары:

2 Ағын үшін термодинамиканың бірінші заңының теңдеуін жазыңыз және оған кіретін әртүрлі параметрлерге түсініктеме беріңіз.

3 Сопло және диффузор дегеніміз не?

4 Техникалық жұмыс дегеніміз не?

5 Қай кезде ағу процесін адиабаттық деп есептеуге болады?

6 Біріккен Лавал соплосына суреттеме бер?

7 Дроссельдеу (кедіргілеу) процесі дегеніміз не және ол қайда кездеседі?

8 Дроссельдеу кезінде идеал және нақты газдардың температуралары қалай өзгереді?

9 Жылдамдық және Мах саны өзгеріне байланысты арнаның ауданының көлденең қимасы қалай өзгереді?

10 Қандай шарттарда және қай кезде дроссельдену кезінде нақты газдың температурасы көбейеді, азаяды немесе тұрақты болады?

11 Джоуль-Томсон дроссельдеу әсері дегеніміз не?

Дәріс тақырыбы 7