Бу -кштілі ондырыны Ренкин циклы. 4 страница

40. КОНВЕКТИВТІ ЖЫЛУ АЛМАСУДЫ НЕГІЗГІ ТСІНІКТЕМЕЛЕРІ МЕН АНЫТАМАЛАРЫ.КОНВЕКЦИЯНЫ ТРЛЕРІ.НЬЮТОН-РИХМАН ТЕДЕУІ.Конвективті жылу алмасу деп – сйытар мен атты денелерді бетіеі арасындаы жылу тасымалдауды айтады. Бл кезде конвекция жне жылу ткізгіштік жылу алмасу бір мезгілде тедіЖылу беру процессі табии (еркін) жне мжбрлік (еріксіз) конвективтік тасымалдау болуы ммкін. Табии (еркін) конвекция – біріай емес рісте, сырты массалы кш серінен (магниттік, инерциялы, гравитациялы кштер) сйыа жйе ішінен жылу беру арылы пайда болады. Мжбрлік конвекция – сырты бет абат немесе біріай ріс кштеріні серінен жйе ішіндегі сйыа жылу беру арылы пайда болады. Сондай-а мжбрлік конвекция кинетикалы энергия арылы пайда болады. Конвективті жылу алмасуды арындылыы жылу беру коэфициенті б арылы да сипатталады жне ол Ньютон-Рихман формуласымен аныталады. f = б*F(T_с – Т) немесе q=б(T_с – Т), (2.2.1)мндаы б – жылу беру коэфициенті, ВТ/ (м²*К); F- жылу алмастырушы бетті ауданы, м²; Т_с- газды немесе сйыты температурасы, К; Ф –жылу аыны, Вт; Т-абыра бетіні температурасы,К; q – жылу аыныны тыыздыы, Вт/ м².

42. ЖЫЛУ АЛМАСТЫРУШЫ АППАРАТТАРДАЫ ЖЫЛУ ТАСЫЫШТАРДЫ АЫНДАРЫНЫ ОЗАЛЫСТАРЫНЫ НЕГІЗГІ СХЕМАЛАРЫ. Жаа жылу аппараттарын жобалауда, жылуалмастырыш аппараттарына жылулы есептеулер жргізу рылымдаушылы болуы ммкін, оны есептеу кезінде жылуалмастыру аппаратарыны ыздырылатын бетіні ауданын F(м²), (табу) сонын сенімділік есептеу болады, бл кезде жылу тасымалдаышты соы температураларын Т₂^ы, Т₂^сжне берілетін жылуды шамасын Ф анытайды. Екі жадайда-да, траты режімде жылу алмасуды негізгі есептік тедеуі болып жылу беріліс жне жылу боланыс тедеулері олданылады: Жылу беріліс тедеуі = К F (T ^ы-T ^с) = К F T(ариф. логар.),(2.6.1),Жылу баланс тедеуі, _с= _ы+ ; 2.6.2), -ны шылушыынын ескермесек, (2.4.2) тедеуін тменгіше жазамыз. = _с= _ы= m _с h_с= m _ы h_ы= V_с _с C_{p с}(T₂ ^с–T₁ ^с) = V_ы _ы C_{p ы}(T₂ ^ы–T₁ ^ы), (2.6.3), мндаы -жылу аыны, Вт; К-орта жылу беріліс коэффициенті, Вт / (м² К); F-аппарат- таы жылу алмасу бетіні ауданы, м^2;; T ^ыжне T ^с– ысты жне салын жылу тасымалдаыштарды жылу алмасу бетіндегі температуралары; T₁ ^сжне T₂ ^с – аппартаа кіретін жне шыатын жердегі салын тасымалдаышты орта температуралары; T₁ ^ы жне T ₂^ы – аппарата кірердегі жне шыардаы ысты жылу тасымалдаыштарды орта температыралары. C_{p с} жне C_{p ы}– T₁ ^ы,-T ₁^с дан T₂ ^ы,T ₂^с аралыындаы, жылутасымалдаыштарды орта меншікті массалы жылусыйымдылытары, Дж/ (кг К);. h_ыжне h_с- аппараттаы ысты жне суы жылу кздеріні меншікті энтальпиясыны згеруі, Дж/кг; V_с _сжне V_ы _ы – жылутасымалдыыштарды массалы шыыны, кг/с. Тменгі кбейтінді шамасын былай жазуа болады V = m = W, Вт/К (2.6.4). Оны W сулы (немесе шартты) эквивалент деп атайды. (2.6.4) тедеуін ескерсек, жылу баланыс тедеуі (2.6.3) тмендегі трде болады. ,(2.6.5) мндаы W ^ы , W ^с– ысты жне суы сйытарды шартты эквиваленттері. Ысты жне суы жылу тасымалдаыштардаы шартты эквивалентеріні (2.6.5) шамалары арасындаы атнас, графикте температураларды згеруін анытайды. (2.8 а, б – сурет). Жылутасымалдаышты клдене бетіндегі ыздыру температурасыны згеру сипаттамасы, оларды озалыс схемасына (тура аындылы немесе кері аындылы) жне W ^ы мен W ^с шамаларыны атнасына байланысты. Егер абсцисса осі бойынша аппарат бетіні ауданын F(м²), ал ордината осі бойынша ртрлі нктедегі жылу тасымалдаыштарды температура мндерін салса, онда тура аынды (2.8, а-сурет) жне кері аынды (2,8 б-сурет) аппараттарындаы жылу тасыаштарды сипаттамаларын аламыз, олар W ^ы жне W ^с шама атнасына жне оларды озалыс схемаларына байланысты болады. 2.8 – сурет. Тура аындылыта салын тасымалдаышты соы температурасы барлы уаытта, ыстты жылу тасымалдаышты соы температурасынан кем, Т₂^с<Т₂^ы . Сонымен атар сйытыты бастапы температурасын тура аынды жылу алмастырыштара араанда, кері аынды жылу алмастырыштарда те жоары температураа дейін ысытуа болады.Мысалы, клденен беттегі темпратура арыны ДТ кері аындылыа араанда, тура аындылыта те кшті згереді. Сонымен бірге орта температуралы арын шамасы, тура аындылыа араанда кері аындылыта кп, демек ДT_кер >ДФ_тура

43. ПОЛИТРОПТЫ ПРОЦЕСТЕР. ПОЛИТРОПТЫ ПРОЦЕСТІ НЕГІЗГІ СИПАТТАЛАРЫ.Политропты процесс деп – жйені физикалы кйіні згеруінде газды жылу- сыйымдылыы траты саталатын термодинамикалы процесті айтады. Егер барлы термодинамикалы процестер тураты жылусыйымдылыта тетін болса, онда олар жеке кездейсо политропты процесс болады.Политропты прцесс тсініктемелері, кбінесе жылу жне газды двигательдерді, компрессоларды сыылу жне улаю жмысты процестерін оып йренуде олданылады.Кезкелген еркін процесті Р, V координатында (кіші учаскелі) тмендегі тедікпен анытайды.Р Vⁿ=idem, (1.4.19)n – политроп крсеткіші. Оны санды мні - пен + аралыында болуы ммкін, біра крсетілген процесс шін ол траты шама болады.Политроп тедеуі 1.4.19 адиабатты тедеуден айырмашылыы n-крсеткіші, сондытан барлы атыныстаы негізгі параметрлерін адиабатты процесіндегі формулаларымен анытауа болады (1.4.14)-(1.4.18), біра адиабат крсеткіштеріні К орнына политроп крсеткіштерін n-ді абылдау керек.Политроп крсеткіші n жне полтироп процесіні жылусыйымдылыы С_n тмендегіше аныталады;n= ,(1.4.20)осыдан С_n=C_v* (1.4.21).Политроп процесіні жылусыйымдылыы жне оны полтропты крсеткішке n туелділігі.Процесс тіп жатан кезде алып келінген (немесе алып кетілген) жылуды млшерін термодинамиканы бірінші заыны тедеуін олданып анытауа болады.q=C_n(Т₂-Т₁)=С_v,(1.4.22)мндаы С_n – политроп процесіндегі идеал газды жылусыйымдылыын крсетеді.(1.4.2.1) тедеуі политроп процесіндегі жылусыйымдылыыны млшерін анытайды.Егер (1.4.21) жне (1.4.19) тедеулеріне n-ні мнін ойса онда жылусыйымдылы млшерін анытауа болады (изохоралы, изобарлы, изотермалы, адиабатты процестер шін).Политропты процесс барлы негізгі термодинамикалы процестерді бірлігін анытайды:Изохоралы процесс шін n= , C_n= C_p, V=idem . Изобарлы процесс шін n=0, C_n= KC_v= C_p, P=idem.Изотермалы процесс шін n=1, C_n= , VP=idem.Адиабатты процесс шін n=k, C_n= 0= C_q PV^k=idem.1.13 – суретте PV – диаграммасында n- крсеткішіне байланысты политропты процестерді орналысуы жне оларды бір нктеден шыатыны (тараланы) крсетілген

44. Политропты процестерді P,U ; T,S диаграммаларында бейнелеу

Политропты процесс деп – жйені физикалы кйіні згеруінде газды жылу- сыйымдылыы траты саталатын термодинамикалы процесті айтады. Егер барлы термодинамикалы процестер тураты жылусыйымдылыта тетін болса, онда олар жеке кездейсо политропты процесс болады. Кезкелген еркін процесті Р, V координатында (кіші учаскелі) тмендегі тедікпен анытайды. Р Vn=idem, n – политроп крсеткіші. Оны санды мні - пен + аралыында болуы ммкін, біра крсетілген процесс шін ол траты шама болады. 1 – суретте PV – диаграммасында n- крсеткішіне байланысты политропты процестерді орналысуы жне оларды бір нктеден шыатыны (тараланы) крсетілген

45. ЖЫЛУ АЛМАСТЫРУШЫ АППАРАТТАРДЫ ТРЛЕРІ ЖАНЕ СХЕМАЛАРЫ.Жылу алмасу аппараттары – бір ортадан екінші ортаа (сйы жне газ) жылуды тасымалдау шін олданылатын рылы.Жылу тасымалдау шін, олданылатын жылу аппараттарына, ртрлі азандарда олданылатын серпімділік сйытар ртрлі аралы ысымда жне температурада олданылады; су буы, ысты су, жанан отын німі, май, ртрлі тзды ертінділер мен сйы оспалар т.б.Жылу алмасу аппараттарына бу азандары, су жне ауа ыздыратын пештер, конденсаторлар, радиаторлар т.б. жатады. Жылу алмасу аппараттары жмыс істеу принциптеріне арай рекуперативті, регенеративті жне араластырыш болып блінеді. Атаратын ызметіне арай жылу алмасу аппараттары ыздырыш жне салындатыш ретінде пайдаланады. Жылу алмастырыштар ртрлі ндірістік технологиялы процесстерде, жылыту жйелерінде, іштен жану озалтыштарында, ртрлі рмелі поршенді озалтыштарды рмелі ауаларын салындату шін, газтурбиналы озалтыштарды ыздыру жне салындату жйелерінде, майлау жне салындату жйелеріндегі радиаторларда, экономайзерде, бу ыздырыштарда, конденсаторда, бу кшті ондырыларыны ыздырыштарында те кеінен олданылады.Рекуперативті аппараттар деп – жылуды бір жылу тасымалдаыштан (ысты) баса салын жылу тасымалдыыша зара блгіш атты абыра арылы іске асатынын айтады.Регенераторлы аппараттар деп – жылу тасымалдыыштар арылы атты денені беті не жылынатынды немесе салындатылатынды айтады. Ысты жылуды тасымалдаыш, зіні жылуын атты денеге береді (жинатаушы рылы), содан кейін атты денені алан жылуы екінші салын жылутасымалдаыша беріліп салындатылады. Мысал ретінде, мндай регенеративті аппараттарда металлургия жне шыны нерксібтерінде олданылатын пештерде жне газ турбиналы ондырыларда ауаны жылытушы жатады.Аралыстырыш жылу алмастырыштарда жылу, ысты тасымалдаыштардан салын тасымалдаыштара беріледі, соны нтижесінде бір-бірімен жанасады жне араласады. Мысал ретінде, блара жататындар аралыстырыш конденсаторлар, градирлі жне скрубберлі жылу алмастырыштар.Техникада кбінесе рекуперативті жылу алмастырыштар олданылады.Жылу алмастырыштарды андайда, трі болмасын, олар шін олданылатын жылулы есептеулер бірдей тсілмен жргізіледі.Жылу алмастырыш аппараттарда сйытыты озалысы негізінен мына ш схема трінде іске асады, (2.6 – сурет а,б,в) тура аындылы, кері аындылы жне иылысты аындылы. Тура аындылы (2.6, а-сурет) – жылу алмастырыштаы екі жылу тасымалдаышты (ысты жне салын) озалысы бір-бірімен параллель баытта болады.Кері аындылы (2.6, б-сурет) – жылуалмастырыштаы екі жылу тасымалдаышты озалысы бір-бірімен арама арсы баытта болады.иылысты аындылы (2.6, в-сурет) – жылу алмастырыштаы екі жылу тасымалдаышты озалысы бір-біріне перпендикуляр баытта болады.Іс-жзінде жылу тасымалдаыштарды озалыстарыны арапайым схемаларынан баса, крделі озалыс схемалары да олданылады: бір уаытта тура аынды жне кері аынды озалыстар (2.7, а-сурет); кп атарлыиылысты аындылы (2.7, б-сурет).

46. Денені кйіні термиялы (температуралы) жне калориялы (жылулы) тедеулері Айналымды процестердістерін олдана отырып, термодинамиканы екінші заынан екі фазалы жйе шін Клапейрон-Клаузиус тедеуін табуа болады. мндаы r -фазалы тудегі жылу (бу тзу жылулыы). (1.5.4) тедеуі затты фазалы згеруіндегі термиялы жне калориялы шамаларды арасындаы байланысты крсетеді. dT dP/ шамасы фазалы ауысудаы ысымны температура бойынша згеруі. Меншікті клемдерді айырмашылыы о немесе теріс мндер болуы ммкін.

47. Отындарды жіктелуі, элементарлы рамдары жне оларды сипаттамалары.

Отындары жіктелуі жне оларды негізгі сипаттамалары. Отынны элементарлы рамы. Отын деп – жанатын затты жне одан блінетін жылуды тиімді масатта пайдалануды айтады. Отынны жалпы сипаттамасына, отыны шыу тегі, агрегатты кйі, химиялы рамы жне отын жанан кезде блінетін жылу млшері жатады. Отынды негізінен жоарыда айтыландай шыу тегімен агрегет кйіне байланысты жіктейді. Осыан байланысты отынны барлы трлерін табии жне жасынды деп бледі. Табии атты отына (ааш, торф, оыр жне таскмір, антрациттер, жаныш сланецтер), сйы отына (мнай) жне газ тріздес отына (табии газдар) жатады. Жасанды атты отына (ааш, кмір, орытылан алдытар, кокс, кмір шаы), сйы отына мнай німдері (бензин, керосин, мазут, спирт жне т.б.) жне газ тріздес жасанды отына (коксты, доменды, жаныш генраторлы, ура айдалан газдар, осымша газдар жне т.б.) Ядролы отындар реакция кезінде атомды ядерлер блініп изотопты ауыр элементтерін райды (табии уран U235, жасанды U233 жне плутоний Рu239) осыан байланысты олар табии отындара араанда миллион есе арты жылу бліп шыарады. атты жне суйы отындарды рамында кміртегі С, сутегі Н, шатын ккірт S жне жанбайтын заттар-оттегі, ауа, азот N, кл А, ылал W. Меншіктк жану жылу (Дж/кг) – белгілі млшердегі отынны толы жанан кездегі жылу блінуіні шамасы. Отынны жану жылулыын, отынны элементарлы рамын аналитикалы жолмен немесе тжірибелік жодармен анытауа болады. Отынны жану жылуылыы жоары жне тменгі жану жылылу деп бледі.

48.ЭНТРОПИЯ ЖНІНДЕ ТСІНІКТЕМЕ. ЭНТРОПИЯНЫ АЙТЫМДЫ ЖНЕ АЙТЫМСЫЗ ПРОЦЕСТЕРДЕГІ ЗГЕРУІ. Энтропия – термодинамикалы жйені кйіні функциясы жне денені термиялы (жылулы) энергиясыны згеруі трінде жылу мен абсолюттік температура арасындаы з-ара байланысты бейнелейді. Энтропия – кейбір кй функция мнін крсетеді жне денені кйіне байланысты оны бастапы жне соы кйінін згеруіне туелді екенін анытау шін олданылады. Ол денені абсолюттік температурасы Т-мен термиялы (жылу) энергиясы dq арасындаы жылулы байланысты крсетеді. dq/T мні газды тепе-те згеруінде, бл кейбір функция кйіні толы дифференциалы, себебі сол денені кйіне туелді болады.Бл функция 1 кг газ шін, S арылы белгіленіп, Дж/(кг*К) мен лшенеді жне оны энтропия деп атайды.(Энтропия терминін Р. Клаузиус 1865 ж. енгізген ) Онда, осы 1.3.3 тедеуінен мынаны аламыз dS ,(1.3.4) мндаы ”=” белгісі айтымды процесті ал, “>” – белгісі айтымсыз процесті , S-энтропияны крсетеді. Сонымен атар (1.3.4) тедеуі, энтропия арылы жазылан термодинамиканы екінші заыны аналитикалы трі. Энтропияны болу жне су принципі – бл термодинамиканы екінші заыны физикалы маынасын береді. Энтропияы айтымды жне айтымсыз процестердегі згеруін арастырамыз:а ) Энтропияны айтымды процестегі згеруін ошауланан (адиабатты) жйеде (dq=0) арастырайы. Онда (1.3.4) тедеуі адиабатты жйеде айтымды процестер шін мына трде абылданады. dq=Т.dS=0, (1.3.5)немесе dS=0; S=const Сонымен ошауланан адиабатты айтымды процестерде энтропия згермейді. б) Энтропияны айтымсыз процестегі згерін арастырамыз.Бл жадайда (1.3.4.) тедеу айтымсыз процестері шін мына трде абылданады dS>0 немесе S₂-S₁>0, (1.3.6)демек энтропия седі. Сонымен энтропия айтымды процестерде ошауланан жйеде тураты болып алады да, ал айтымсыз процестерге седі. Шыныда барлы наты процестер айтымсыз, сондытан ошауланан жйелерде энтропия барлы уаытта кбейеді, олай болса айтымсыз (наты) процестер барлы уаытта энтропияны суіне байланысты теді. Сонымен ошауланан жйеде (dq=0) болуы, энтропияны су принципін немесе термодинамиканы екінші заыны жалпы трін крсетеді. Термодинамиканы екінші заыны физикалы мніде, осы энтропияны ошауланан жйеде су принципін белгілеу (анытау). Сонымен энтропияны згеруіне арай наты процесті андай баытта тетінін айтуа болады. Термодинамиканы екінші заыны маынасы бойынша барлы наты процестерде энтропия суі сзсіз.

49. Энтропияны су принципімен термодинамиканы 2-ші заыны физикалы маызы Энтропия – кейбір кй функция мнін крсетеді жне денені кйіне байланысты оны бастапы жне соы кйінін згеруіне туелді екенін анытау шін олданылады. Ол денені абсолюттік температурасы Т-мен термиялы (жылу) энергиясы dq арасындаы жылулы байланысты крсетеді. Энтропияны болу жне су принципі – бл термодинамиканы екінші заыны физикалы маынасын береді. Энтропияы айтымды жне айтымсыз процестердегі згеруін арастырамыз: а ) Энтропияны айтымды процестегі згеруін ошауланан (адиабатты) жйеде (dq=0) арастырайы. Онда (1.3.4) тедеуі адиабатты жйеде айтымды процестер шін мына трде абылданады. dq=Т.dS=0, (1.3.5) немесе dS=0; S=const Сонымен ошауланан адиабатты айтымды процестерде энтропия згермейді. б) Энтропияны айтымсыз процестегі згерін арастырамыз.Бл жадайда (1.3.4.) тедеу айтымсыз процестері шін мына трде абылданады dS>0 немесе S2-S1>0, (1.3.6) демек энтропия седі. Сонымен энтропия айтымды процестерде ошауланан жйеде тураты болып алады да, ал айтымсыз процестерге седі. Шыныда барлы наты процестер айтымсыз, сондытан ошауланан жйелерде энтропия барлы уаытта кбейеді, олай болса айтымсыз (наты) процестер барлы уаытта энтропияны суіне байланысты теді. Сонымен ошауланан жйеде (dq=0) болуы, энтропияны су принципін немесе термодинамиканы екінші заыны жалпы трін крсетеді. Термодинамиканы екінші заыны физикалы мніде, осы энтропияны ошауланан жйеде су принципін белгілеу (анытау).

Сонымен энтропияны згеруіне арай наты процесті андай баытта тетінін айтуа болады.Термодинамиканы екінші заыны маынасы бойынша барлы наты процестерде энтропия суі сзсіз.

50. азіргі замандаы барабанды (атанаты) жне тура аынды азанды ондырыларды схемаларымен жмыс істеу принциптері Кмірмен жанатын атанаты трлі табии айналыммен жмыс жасайтын азан схемасы 3.1-суретте келтірілген