ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Работа адиабатического и подтропического процессов из "Техно-химические расчёты Издание 2" М—молекулярный вес газа. [c.96] В практике технических расчетов уравнения работы изотермического сжатия или расширения (38) и (38а) занимают очень незначительное место, так как все процессы сжатия фактически протекают настолько быстро, что температура при этом не остается постоянной, а сильно изменяется. В практике расчетов уравнение изотермы широко применяют только в форме уравнения Бойля, на котором мы подробно останавливались выше (стр. 67). [c.97] Пример 1. Требуется повысить давление 2 л кислорода с 340 мн рт. ст. (Р= 0,447 ата) до 1 ата при постоянной температуре 100 С. Подсчитать работу сжатия и количество выделившегося при этом тепла. [c.97] Подобные процессы являются идеальными, так как в действительности абсолютно изолировать систему от окружающей среды, а следовательно, и предотврагить теплообмен между ними, невозможно. [c.98] Однако при работе компрессоров, где сжатие газов идет настолько быстро, что выделяющееся при этом тепло не успевает передаваться окружающей среде, в технике холодильного дела, где аппаратура, в которой совершается процесс, изолирована от окружающей среды и т. п.,—все расчеты без особо большой ошибки можно вести, пользуясь приведенными ниже уравнениями адиабатического процесса . [c.99] —конечное состояние его. [c.99] Если расширение газа протекает по законам адиабаты или политропы, то необходимо иметь в виду, что здесь могут иметь место два случая 1) когда расширение идет с совершением внешней работы, т. е. когда сжатый газ действует на поршень в цилиндре расширительной машины, приводя его в движение 2) когда расширение протекает без совершения внешней работы, т. е. когда газу при его расширении не противостоит никакое препятствие (подобно поршню). Второй случай имеет место, например, при переходе газа через вентиль (или дроссельный клапан) из сосуда высокого давления в сосуд низкого давления. Отсюда ясно, что так как во втором случае, газ никакой внешней работы не совершает, то для него неприменимы уравнения (39)—(42г). Неприменимость указанных уравнений следует также из того, что вывод этих уравнений состояния основан на принципе сжатия газа за счет внешних усилий, т. е, такого сжатия, когда на этот процесс затрачивается определенная механическая работа. [c.101] Таким образом, если адиабатическое сжатие или расширение газа идет с затратой или, соответственно, с получением определенной механической работы, то подсчет любого параметра его состояния (Р, V, Г, А) производят по уравнениям адиабатического процесса (39)—(42 г). Если же расширение газа протекает без совершения внешней работы (в, пустоту ), то здесь указанные выше уравнения неприемлемы в этом случае подсчет производится по эмпирическим формулам или по тепловым диаграммам (см. ниже). [c.101] Однако уравнеция (44) — (446) дают точные результаты только для сравнительно высоких температур и низких давлений, так как а и другие коэффициенты, входящие в эти уравнения, в свою очередь также зависят от температуры и от давления. Поэтому подсчет конечных температур при адиабатических процессах без отдачи внешней работы в расчетной практике обычно производят при помощи тепловых (Г — 5 или/—Г) диаграмм (стр. 137). [c.102] В связи с тем, что вычисление величины физических параметров (Р, V и Г) и работы адиабатических и политропических процессов в практике технологических расчетов имеет довольно широкое распространение, мы приводим номограммы 7 — 11 (см. приложение II), значительно облегчающие подобные подсчеты. [c.103] Пример 2. Компрессор засасывает 100 м водорода в 1 мин. и сжимает его с 1 до 8 ата. Определить потребную мощность мотора для компрессора, если сжатие водорода идет адиабатически /. для водорода 1,41 и коэффициент полезного действия (к. п. д.) передачи от мотора к компрессору 0,8. [c.103] Пример 4. Воздух, имеющий давление 0,9 ата и температуру 27° С, сжимают адиабатически так, что объем его после сжатия уменьшается в 12 раз. Определить а) давление и температуру Tg воздуха в конце сжатия б) давление Р после того, как сжатый воздух примет снова температуру 27° С. [c.104] Решение. По условию задачи отношение объемов до и после адиабатического сжатия равно 12, т. е. [c.104] Для определения температуры воздуха воспользуемся номограммой 8 или 9. На номограмме 9 соединяем прямой линией точку 0,9 шкалы Р (Pj = 0,9 ama) и точку 27 шкалы t (/ = 27 С). Затем через точку пересечения этой линии с линией 1,4 значений т и через точку 29,2 шкалы Р проводим новую линию до пересечения ее со шкалой t. При этом на последней отложится деление 538. Таким образом, температура воздуха после сжатия 538° С. [c.105] То же значение ii = 538 получаем и по номограмме 8. [c.105] Приведенный молекулярный вес воздуха равен 28,96 (см. выше закон Дальтона, пример 2, стр. 78). [c.105] Пример 6. В баллоне находится углекислый газ под манометрическим давлением 45 кг, см температура его 27 С. Кран баллона быстро открывают и углекислый газ выпускают в окружающую среду, т. е. производят адиабатическое расширение. Определить температуру газа в момент его выпуска. [c.106] Решение. Так как по условию задачи адиабатическое расширение СОз протекает без совершения внешней работы, то здесь по одному из уравнений (44)—(446) следует подсчитать холодильный эффект. [c.106] Произведем этот же подсчет по уравнениям (44) и (44а), подставляя в них Г, =300° К, ДР=46 —1 =45 атм, а = 0,35, я = 0,313,, ==0,00085. [c.106] Вернуться к основной статье