Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Рабочие диаграммы криогенных систем




Рабочими диаграммами являются Т− s и h − s диаграммы.

Диаграмма T−s. Общий вид диаграммы Т−s для чистого вещества представлен на рис. 4. Основное преимущество диаграммы Т−s заключается в наглядности и простоте изображения важнейших рабочих процессов (изоэнтропы − вертикальные линии; изотермы − горизонтальные линии; количества теплоты − площади под линиями процессов; изобары в первом приближении отражают процессы в теплообменниках).

Угловые коэффициенты изобар и изохор определяются следующим образом:

                 (11)

Производная  всегда положительная, поэтому изобары для однофазных состояний − всегда восходящие кривые. Для двухфазных состояний ср не имеет смысла. В области насыщения для чистого вещества изобары совпадают с изотермами.

Изохора, исходящая из одной точки с изобарой в области перегретого пара, располагается круче, поскольку ср всегда больше cv и

.                                 (12)

Рис. 4. Общий вид диаграммы Тs

для чистого вещества (АЕ − области):

А − газообразных состояний; Б − жидких состояний;

В − твердых состояний; Г – кипения − конденсации;

Д – плавления − затвердевания; Е − сублимации

В области насыщения с v не теряет своего физического смысла, но численно изменяется, поэтому изохоры при вхождении в область насыщения обычно имеют точку перелома на линии насыщения; в этой точке изменяется угловой коэффициент. При пересечении с изотермой тройной точки (Та)изохора имеет разрыв.

Угловой коэффициент изоэнтальпы в координатах Т− s определим из следующего выражения:

(13)

где b − температурный коэффициент объемного расширения.

Знаменатель этого выражения () положительный, и характер изоэнтальп определяется соотношением T и 1/ b. В той части области газообразных состояний и области насыщения, где , изоэнтальпы представляют собой падающие кривые. При больших плотностях, наоборот, , и в этой области состояний изоэнтальпы − восходящие линии. В точках экстремума (максимума) угловой коэффициент , и уравнение кривой, являющейся геометрическим местом точек экстремумов, в соответствии с выражением (13) примет вид:

                                (14)

и представляет собой уравнение линии инверсии. В этих точках частная производная   также обращается в нуль. При построении диаграмм Тs существенно определение абсолютных значений s или выбор начала отсчета. Для ряда диаграмм принято s →0 при Т = 0. Основанием для этого служила формулировка третьего начала термодинамики, данная М. Планком. Однако принципиально возможно принять за начало отсчета (т.е. s = 0) любое состояние. Такой прием равноценен условному выбору точки начала координат. Например, часто за начало отсчета принимают точку пересечения двух пограничных кривых (точка а на рис. 4).

Иногда при построении диаграмм принимают и другие условия, поэтому практическое использование различных диаграмм требует внимательного отношения к выбору начала отсчета. Если при расчете криогенной системы приходится использовать разные диаграммы для одного и того же вещества, то для исключения ошибок необходимо проверить совпадение точек начала отсчета для энтропии и энтальпии и, если необходимо, привести их значения к общему началу отсчета. Это в равной степени справедливо для всех термодинамических диаграмм.

Диаграмма h − s. Угловой коэффициент изотермы в координатах h − s составляет:

.            (15)

В области  изотермы являются восходящими кривыми, а в области  − падающими. Таким образом, по характеру прохождения изотермы в диаграмме hs обратные изоэнтальпам в координатах T − s. В точках инверсии производная  обращается в нуль. Изохоры в координатах hs проходят круче изобар (рис. 5).

Рис. 5. Общий вид диаграммы h− s

В области двухфазных состояний , поэтому
. Изотермы совпадают с изобарами и являются прямыми линиями. С повышением температуры угол наклона прямых увеличивается.

Диаграмму hs используют при расчетах и исследовании детандерных машин.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 411 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лучшая месть – огромный успех. © Фрэнк Синатра
==> читать все изречения...

2249 - | 2138 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.