ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ ВОЗДУХА В ПОТОКЕ
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
Кафедра теоретических основ теплотехники
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ ВОЗДУХА В ПОТОКЕ
Методические указания к лабораторной работе на ЭВМ
по курсу "Техническая термодинамика"
Иваново 2012
.
Составил И.М. ЧУХИН
Редактор И.А. КОЗЛОВА
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлениям: 140100, 141100,141403.65, 140400, 220400, 280700 теплоэнергетического, инженерно-физического и других факультетов, на которых изучают теплотехнические дисциплины.
В методических указаниях дано описание лабораторной установки на ЭВМ, моделирующей процесс изобарного смешения двух потоков воздуха, имеющих различную температуру. В работе выполняется термодинамическое исследование процесса смешения. Приведена методика проведения эксперимента и обработки его результатов с учетом необратимостей этого процесса.
Методические указания утверждены цикловой методической комиссией ТЭФ
Рецензент
кафедра теоретических основ теплотехники ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
.
ВВЕДЕНИЕ
Процессы смешения различных потоков газов (жидкостей) широко распространены в практике как бытовой – водопроводный смеситель умывальника, так и в промышленной – объединение (разъединение) трубопроводов (газоходов) и т.п..
Расчет процесса смешения потоков газов сводится к определению его параметров до и после смешения в зависимости от массовых расходов отдельных потоков. Кроме этого, процесс смешения потоков с различными параметрами, является типичным необратимым процессом, приводящим к снижению работоспособности (эксергии) рабочего тела [1, 2].
Оценка необратимости обычно ведется по увеличению энтропии системы в результате осуществления этого процесса.
Целью данной лабораторной работы является термодинамическое исследование изобарного процесса смешения горячего и холодного потоков воздуха на ЭВМ с помощью математического моделирования данного процесса. В работе определяются параметры смеси газов, эти параметры сравниваются с расчетными, анализируются и выполняется расчет по оценке необратимости данного процесса на основании расчета увеличения энтропии системы в этом процессе.
.
1. ЗАДАНИЕ
1. Из опыта на ЭВМ, моделирующего процесс смешения, определить температуру смеси двух изобарных потоков горячего и холодного воздуха, сравнить ее с температурой смеси, полученной расчетом процесса смешения без потерь теплоты в окружающую среду.
2. Определить потери теплоты воздуха в камере смешения в окружающую среду в расчете на 1 кг смеси.
3. Определить возрастание энтропии системы на 1 кг смеси за счет необратимости процесса смешения при отсутствии потерь теплоты в камере смешения в окружающую среду.
4. Определить возрастание энтропии системы на 1 кг смеси за счет необратимости теплообмена воздуха в камере смешения с внешней средой.
5. Определить полное увеличение энтропии системы на 1 кг смеси в процессе смешения двух изобарных потоков воздуха с учетом теплообмена воздуха в камере смешения с окружающей средой.
6. Изобразить процесс изобарного смешения двух потоков воздуха в Т,s- диаграмме, провести анализ изменения параметров воздуха и увеличения энтропии системы за счет необратимостей данного процесса.