Сеченова термодинамическая

В этом разделе обсуждается влияние теплопередачи и тепловыделений при ламинарном течении вязкой жидкости в прямой трубе круглого поперечного сечения. Термодинамический подход к этой проблеме рассмотрен в разделе 8-1, где для вы- [c.91]

П ри периодическом процессе изменение состава реагентов является функцией времени. Иными словами, периодическая система может быть или не быть неизменной в пространстве, но во времени она всегда переменна. Система претерпевает изменения до тех пор, пока не будет достигнуто термодинамическое равновесие (или процесс не будет доведен до завершения). Непрерывные процессы существенно отличаются от периодических тем, что изменение состава реагентов происходит в пространстве. Любая часть системы обычно постоянна во времени, но имеет место изменение состава от одной зоны к другой, т. е. между соседними ступенями реактора смешения или между соседними поперечными сечениями реактора вытеснения. [c.22]

Можно допустить, что термодинамическое совершенство процесса разделения в реакционно-диффузионных мембранах также окажется функцией величин Ф,, а,/, х и 1Х Аг. Если использовать значения ац и Л1 = Ф,Л,-, то потери эксергии в мембранах такого типа можно вычислить по уравнениям (7.47) и (7.52), эксергетический к. п. д. проницания по соотношениям (7.54) —(7.56), (7.64) и (7.66), приведенные плотности проникшего целевого и суммарного потоков — по уравнениям (7.58), (7.59) и (7.67), состав проникшего потока по выражениям (7.62) и (7.65). Применимость соотношений несопряженного массопереноса для расчета эффективности разделения в реак-ционно-диффузионных мембранах основано на общности подхода, трактующего мембрану в сечении как точечную систему с конечным значением движущей силы на границах, т. е. как черный ящик . При этом предполагается, что перенос компонентов смеси сопряжен только с химической реакцией, взаимно их потоки независимы. [c.249]

В процессе фильтрования на поверхности твердых частиц осадка, кроме ионов, могут адсорбироваться полярные молекулы и коллоидные частицы. Найдено, что скорость фильтрования полярных жидкостей через порошок чистого кварца значительно меньше, чем скорость фильтрования неполярных жидкостей [225]. В некоторых случаях при прочих равных условиях отношение обеих скоростей достигало 2. Это пытались объяснить адсорбцией слоя ориентированных молекул на поверхности частиц кварцевого порошка и образованием неподвижного слоя жидкости, который размещается между адсорбированным слоем и движущейся жидкостью. Толщина этого второго слоя составляет 0,1—0,2 мкм, причем он обладает аномальными механическими и термодинамическими свойствами, в частности характе ризуется способностью сопротивляться сдвигающим усилиям и имеет очень большую вязкость. Оба рассмотренных слоя уменьшают площадь поперечного сечения капиллярных каналов между частицами кварцевого порошка и тем самым [c.201]

Начинается вторая стадия окисления металла сопровождающаяся образованием микропустот между металлом и окалиной. При этом скорость процесса окисления металла снижается вследствие уменьшения эффективного поперечного сечения для диффузии катионов металла из металла в окалину. Однако существующий градиент химического потенциала окислителя в окалине и связанный с ним градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окисла обусловливают дальнейшую диффузию металла наружу. В результате процесса диффузии внутренняя поверхность окалины обогащается металлом и термодинамическое равновесие нарушается. Градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окалины начинает уменьшаться и система окалина—окислитель стремится к равновесию с окислителем. [c.74]

Турбулентный теплоперенос энергии в потоке вязкого сжимаемого газа будет иметь место всегда, пока сохраняется градиент статического давления и отличное от адиабатного закона распределение термодинамической температуры. Доказательством несомненности возникновения вихревого эффекта за счет взаимодействия двух противоположных движущихся осевых потоков считается образование нагретого и охлажденного потоков в вихревой трубе при раскручивании периферийным потоком дополнительно вводимого в центр трубы потока со стороны вывода нагретого потока [17, 18]. Однако данный эксперимент, являясь сам по себе доказательством возникновения энергообмена между самостоятельными потоками, еще не подтверждает возникающее температурное разделение при образовании вторичного потока из исходного внешнего. В данной теории явно не учитывается такой важный фактор, как формирование термодинамических параметров исходного потока в каналах сопловых вводов. Как отмечается в работе [10], величина термодинамической температуры поступающего из сопловых вводов в вихревую трубу газа является наиболее важной, так как при прочих равных условиях именно она определяет в конечном счете среднюю термодинамическую температуру в сечении С, а следовательно, и температурный эффект вихревой трубы А1х . Под сечением С имеется в виду сечение соплового ввода Д1х = 1] - 1, где 1 — температура торможения исходного газа, [c.28]

Механизм происходящих в вихревой трубе процессов помогает раскрыть данные изучения внутренней структуры потоков. Проанализируем распределение по радиусу (в десяти точках) параметров потока в калиброванной стеклянной вихревой трубе (рис. 1.3) (Д.т = 40 мм, Ь = 30,5Д) с ВЗУ /с = 0,092, двухканальное с размерами Ь х Ь = 4 х 15 мм, углом наклона винтовой линии Р = 78°, <1д = 20 мм), полученных нами методом зондирования в шести сечениях на расстояниях от сечения соплового ввода Ь 2,5Дт 7,5Дт 12,5Д, 22,5Дт 27,5Дт. Условия опыта на воздухе составляли р 0,2 МПа, Р = 35 нм с, ц = 0 0,5 1,0. Схема установки и методика исследования аэро- и термодинамических параметров приведены в работе [25]. [c.39]

Рис. 1.21. Распределение параметров потока по радиусу вихревой трубы динамической скорости — W (1) динамического давления — р (2) температуры торможения — to(3) гидростатического давления — Рс(4) термодинамической температуры — t (5) в различных ее сечениях (I-VI) ц = 0,5

Рис. 1.23. Зависимость температур термодинамической и торможения от радиуса для трех сечений вихревой трубы [13] От = 38,1 мм р, = 2,05 10 Па ц = 0,26 t, = 17,8°С tx = 6,ГС 1 — 2D, 2 — 3,60, 3 — 17D — сечения по длине трубы сплошная линия — 1т пунктирная линия — t

Если принять, что термодинамические температуры (Т ) обратного и периферийного потоков в сопловом сечении равны, тогда температуру торможения можно определить выражением [1, 14] [c.20]

Это говорит об изменении термодинамической температуры и температуры торможения по сечению основной струи [c.44]

В сечении, где М = 1/У/с, местное значение показателя политропы равно единице п = , т. е. элементарный термодинамический процесс в этом сечении — изотермический йТ = 0), и, следовательно, температура газа здесь проходит через максимум. [c.209]

Непрерывное проведение химического процесса осуществляется при прохождении потока вещества через реактор. При установившемся процессе количество прореагировавших веществ на участке между началом и концом реактора представляет собой величину постоянную. Количество грамм-молей вещества, проходящих в единицу времени через любое сечение реактора, не зависит от продолжительности работы установки. При кинетических исследованиях реакций в проточных системах нет необходимости в установлении зависимости выхода продуктов от продолжительности реакции. Кинетическому исследованию должен предшествовать термодинамический расчет константы равновесия реакции при данных условиях. Этот расчет необходим для правильного определения степеней превращения. Кинетическое исследование реакции в потоке должно установить связь между выходом продукта реакции, степенью превращения исходных веществ и объем- [c.399]

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода-12 Секунда равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Это наименование и его обозначение применяются также для выражения интервала и разности температур Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2-10 Н Ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с в направлении действия силы [c.477]

Решение. В соответствии с уравнениями (IV, 16) и (IV, 20) (3PU/dS )v = = T/ v > 0. Для устойчивых состояний величина d U/dV )s, равная по (IV, 16) — (i3P/i3F)s, очевидно, также положительна. Поэтому в устойчивой области термодинамическая поверхность в системе координат U—1/— S будет выпукло-выпуклая (книзу), а для неустойчивых — выпукло-вогнутая. (Речь идет о сечениях, параллельных соответственно координатным плоскостям SoV и VoU.) Поэтому точка А на рис, 25 отвечает устойчивому состоянию системы. [c.113]

Уровни прилипания. Выше мы уже видели, что в первый момент после нарушения термодинамического равновесия протекающий процесс не является стационарным и характеризуется двумя различными скоростями Ч ", и Рд [см. формулы (110) и (111) ]. Бремя, в течение которого процесс становится стационарным, т. е. выравниваются величины и Ч д, зависит от многих причин и в том числе от сечений захвата и энергетического расположения ловушек. В случае, когда это время весьма мало и им можно пренебречь, рассматриваемые ловушки называются центрами рекомбинации. Если же время установления стационарного процесса велико, то ловушки называются уровнями прилипания. Такое название указывает на то, что в данном случае ловушки взаимодействуют преимущественно с носителями заряда одного знака. [c.145]

Во всех этих случаях процессы протекают с конечной и иногда достаточно высокой скоростью. Это противоречит условию обратимости, согласно которому процессы должны протекать бесконечно медленно. Тем не менее при термодинамическом исследовании потока принято считать, что в каждом его сечении рабочее тело находится в равновесном и не изменяющемся во времени состоянии, следовательно, переход тела из одного состояния в другое одновременно является переходом его из одного равновесного состояния в другое, бесконечно близкое к нему равновесное состояние. При таком условии процессы, протекающие при бесконечно малой разности температур, без трения и тепловых потерь, можно считать обратимыми. [c.120]

Периферийный поток газа перемещается от соплового сечения С-С к горячему концу Г-Г, а центральный поток — в противоположном направлении, т. е, от горячего конца Г-Г к сопловому сечению С-С. Из-за торможения периферийного потока газа на пути от соплового сечения С-С до сечения Г-Г термодинамическая температура этого потока непрерывно растет, а его тангенциальная скорость снижается. [c.168]

Вопрос о необходимой полноте математического описания процессов решается дифференцированно в зависимости от целей и задач проектирования. Так, при выборе схемы разделения целесообразно использовать приближенное математическое описание процессов при определении технологического режима и параметров разделения по отдельным аппаратам в большинстве случаев бывает достаточно применения точных термодинамических расчетов, т. е. методов расчета, основанных.на решении системы уравнений материального и теплового балансов и фазового равновесия. Кинетический расчет аппаратов, учитывающий влияние реальной. гидродинамической обстановки и конечных скоростей тепло-массопередачи на эффективность процесса, целесообразно использовать при таких условиях разделения, когда применение других методов расчета приводит к незначительным расхождениям с фактическими данными о работе промышленных колонн, например, при разделении сильно неидеальных смесей, при необходимости точного определения содержания примесных компонентов в продуктах, при уточнении нагрузок по сечениям колонны и т. д. [c.26]

По данным [Л. 76], в выходном сечении топочной камеры, где температура газов достигает 950—i 150° С, должно устанавливаться термодинамическое равновесие и метан должен отсутствовать уже при коэффициенте избытка воздуха la = 0,20,4. [c.65]

Согласно термодинамическим расчетам, при температуре дымовых газов в выходном сечении топочной камеры, равной 950—1150° С, должно устанавливаться равновесное состояние, т. е. метан должен отсутствовать уже ири коэффициенте избытка воздуха а=0,2-0,4 4-39]. [c.205]

Законы механики могут быть использованы на двух уровнях для расчета свойств больших количеств вещества. На первом уровне (кинетическая теория, рассматриваемая в данной главе) применяется сравнительно простая процедура математического усреднения. На втором уровне (статистическая механика, гл. 17) используется более абстрактный статистический подход. Из кинетической теории можно вывести законы идеального газа и найти распределение молекул по скоростям на основе очень простой модели газа. Величины теплоемкостей газов могут быть рассчитаны вплоть до предела, где проявляются квантовые эффекты. Таким образом, кинетическая теория помогает нам понять термодинамические свойства с молекулярной точки зрения, а также скорости разнообразных процессов. С помощью понятия поперечного сечения столкновения можно для простой модели рассчитать частоту молекулярных столкновений и скорости переноса массы, энергии и количества движения в газе. [c.259]

Первое сечение термодинамической поверхности дает изохору (/) — (/), второе— адиабату (2) — (2). Плоскость АЬсс будет касательной к термодинамической поверхности в точке А. [c.112]

Все колонны, имеющиеся на установках, представляют собой цилиндрические сосуды вертикального типа. Они оборудуютс5] штуцерами, люками-лазами, патрубками и другими приспособлениями, необходимыми для эксплуатации колонны при заданное режиме и проведения ремонтно-монтажных работ. Основные раз меры колонны (высота и диаметр, число ректифицирующих таре лок, размеры щтуцеров, патрубков, число предохранительных кла панов и др.) определяются технологическими, термодинамическими гидравлическими и механическими расчетами. Размеры колонн за висят от фракционного состава нефти, давления, температуры, си стемы орошения и других факторов. Важным размером являетс5 поперечное сечение колонны, которое определяется по формул (в м ) [c.168]

Термогазодинамические расчеты центробежных компрессорных машин, заключающиеся в определении термических параметров по уравнению состояния, а калорических — по уравнениям, приведенным в гл. 1 и п. 3.2, требуют значительных затрат машинного времени. Расчеты вручную практически полностью исключаются, потому что использование даже крупномасштабных диаграмм состояния не может обеспечить требуемой точности, а интерполяция термодинамических таблиц в условиях итерационного процесса решения систем уравнений слишком трудоемка. На практике можно использовать диаграммы и таблицы при расчете параметров ступени, секции или компрессора в целом, однако провести поэлементный расчет с определением параметров потока в характерных сечениях ступени затруднительно. Несмотря на то что большинство изложенных в настоящей книге методов ориентированы на машинный счет, для предварительной оценки параметров в отдельных сечениях, в частности при проверке правильности работы моделей, уже реализованных на ЭВМ, всегда приходится прибегать к расчетам вручную. Для этого требуется возможно более простой приближенный метод, обеспечивающий достаточную для инженерных целей точность. [c.113]

Вихревой эффект в различных областях техники создают в аппаратах с единичной диафрагмированной вихревой трубой и неизменной по сущности конструкцией тангенциального закручивающего устройства. Анализ результатов исследований различных вариантов ТЗУ позволил выявить ряд наиболее совершенных в газо- и термодинамическом отношении конструкций [9, 10]. Закручивающее устройство (ЗУ) должно обеспечивать плавный спиральный ввод гаэа в вихревую трубу (ВТ) без образования зон завихрения тонкой ленточной струей из сужающегося соплового канала прямоугольного сечения. Лучшими термогазодинамическими характеристиками должна обладать ВТ с ЗУ, с помощью которого можно ввести газ под углом к оси ВТ при этом удается сократить перетекание некоторой доли газа сразу после истечения ее в диафрагму без участия в процессе температурного разделения. [c.24]

Рис. 1.20. Распределение параметров потока по радиусу вихревой трубы динамической скорости — (1) динамического давления — р (2) температуры торможения — (3) гидростатического давления — Рс(4) термодинамической температуры — I (5) в раз-личнЬ1х ее сечениях (I-V1) ц = 0

С увеличением радиуса наблюдается рост отклонения термодинамической температуры I и температуры торможения во всех слоях сечения трубы, что не согласуется с положением авторов А. В. Мартынова, Г. Шепера и др. [10, 13], по которому термодинамическая температура осевого обратного потока считается повышенной по сравнению с температурой периферийного потока. В периферийной зоне прослеживается обратная выпуклость кривой I, вершина которой от сечения к сечению при удалении от сечения соплового ввода смещается в сторону оси трубы. Этим подтверждается описанная выше картина течения в винтовом канале, поскольку струя и после истечения в трубу сохраняет пониженные термодинамические температуры в средних слоях струи по сравнению с температурами в соседних слоях. Интересно отметить, что описанная картина (наличие средних слоев струи у стенки трубы с пониженной температурой I) имеет место и в опытах Г. Шепера [13], результаты которых приведены на рис. 1.23. На кривых видно, что обратная вершина смещается в сторону оси трубы по мере удаления от соплового сечения. На наш взгляд, именно эти слои в основном формируют охлажденный поток, осуществляя реверс осевой скорости на малых радиусах и образуя зону, напоминающую по форме параболическое тело вращения. Эта зона охватит и нижние слои струй, которые создают циркуляционную зону вторичных течений за срезом ВЗУ. Верхние слои струй участвуют в создании [c.40]

Уравнения (12) — (25) универсальны. Они справедливы как для газов, так и для жидкостей, включая и неньютоновские. Эти уравнения не зависят от термодинамических и переносных свойств рассматриваемой среды. Течение может быть ламинар 1ым или турбуле 1тным. Этими же интегральными уравнениями баланса описываются и разрывы (скачки). Приведенные выше уравнения, записанные в интегральном виде, можно конкретизировать, ианример, для описания течения в канале (рис. 1). Предполагается, что течение стационарно, площади входного 5, и выходного сечений малы по сравнению с перепадом высот — 1. Ускорение силы тяжести постоянно и направлено в сторону уменьшения координаты г. Касательные напряжения во входном и выходном сечениях пренебрежимо малы. Статическое давление р считается в каждом поперечном сечении постоянным, в то время как т, р, Т, к, и могут изменяться в радиальном направлении. Используются следующие усредненные по сечению величины средняя скорость [c.100]

Уравиения (31) — (34), (37) и (39) пoJИIo тью универсальны. Они справедливы независимо от конкретных термодинамических свойств жидкости. И случае одномерного течения, когда все переменные постоянны в понеречи[11х сечениях (так называемое приближение трубки тока) ти уравнения можно упростить. В частности, корректирующие множители аир становятся равными единице. При описании течений сжимаемых жидкостей следует использовать уравнение энергии (34), тогда как для несжимаемых — уравнение (37). [c.101]

Абсолютное значение внутренней энергии и определить невозможно. Можно определить только ее изменение /г — термодинамическими методами (результаты должны быть представлены в дж1кг). Доля изменения внутренней энергии становится существенной в общем балансе, если изменяется температура жидкости пли если между рассматриваемыми сечениями потока происходит химическая реакция. [c.32]

Рассматривая процесс взаимодействия периферийного и центрального потока, Е.Н. Соколов указывает, что при этом происходит выравнивание термодинамических температур и угловых скоростей. Тепловая и кинетическая энергия передается от центрального потока периферийному. Большая угловая скорость потока объясняется формированием его из частиц газа, увлекаемых из периферийного потока. Не рассматривая природу процесса, он ведущим при взаимодействии считает приосевой поток. Расчет вихревой трубы основывается на распределении тангенциальных скоростей в сопловом сечении по закону квазитвердого вихря. Вьще-ляются два режима работы критический, когда давление охлаж- [c.20]

Большой вклад в изучение в СССР вихревого эффекта внес А.П. Меркулов. В предложенной им гипотезе процесса энергетического разделения большое внимание уделено турбулентному энер-гообмену. Энергия турбулентности используется для осуществления работы охлаждения вынужденного вихря, так как за счет радиальной составляющей турбулентной пульсационной скорости элементарные турбулентные моли перемещаются по радиусу в поле высокого радиального градиента статического давления . При адиабатном сжатии или расширении турбулентные моли изменяют свою температуру, соответственно вызывая нафев или охлаждение газа при смешении со своим слоем. Передавая тепло из зоны низкого в зону высокого статического давления, они осуществляют элементарные турбулентные циклы. Охлаждение имеет место только в приосевом потоке, так как в нем и статическая температура, и окружающая скорость падают, обеспечивая снижение полной температуры . Основная доля кинетической энергии исходного потока зафачивается на закрутку вынужденного вихря и дисси-пирует в турбулентность. Энергия на закрутку передается до тех пор, пока не наступит равновесие со свободным вихрем в сопловом сечении . Считается, что формирование центрального потока происходит по всей длине фубы и завершается в сопловом сечении. Учет поля центробежных сил проводится через радиальный фадиент статического давления. Передача кинетической энергии направлена от периферии к оси, и часть ее расходуется на турбулентность. Термодинамическая температура в приосевой области ниже, чем в периферийной области вихревой трубы. [c.23]

Оптимизация конструкций вихревых конденсаторов-сепараторов показала повышение степени разделения фаз в случае отвода формируемой жидкой фазы из области, расположенной в непосредственной близости к сопловому сечению трубы на расстоянии от 1 до 5 калибров. Это уже указывает на определяюшую роль в процессе конденсации снижения термодинамической температуры в сопловых каналах. [c.163]

Дадим Х.1 какое-либо постоянное значение и будем рассматривать >ь2 как переменную величину, а параметры Т , Ра, Р2 Р21 Ра как функции переменного %2- Выше было установлено на осно-вашш соотношения (6), что трение ускоряет дозвуковой п замедляет сверхзвуковой поток. Тогда нужно считать Хз возрастающим прп дозвуковом и убывающим при сверхзвуковом потоке. Поэтому согласно зависимостям (8), (9) и (10) термодинамическая температура, плотность и статическое давление вдоль изолированной трубы под влиянием трения падают в дозвуковом и растут в сверхзвуковом течении. Из равенства (11) следует, что в критическом сечении при Я2 = 1 полное давление Р2 имеет минимальное значение ), но тогда из выражения (102) гл. I вытекает, что в критическом сечении энтропия достигает максимального значения. Полное давление и плотность заторможенного газа в соответствии с равенством (11) как в дозвуковом, так и в сверхзвуковом потоке вдоль трубы убывают, и только один параметр — температура торможения — не меняется. [c.183]

Соотношение (IX. 138), известное под названием формулы Заксена, было установлено ранее на основе чисто кинетического рассмотрения задачи. Однако это было возможно только при упрощенной модели диафрагмы, разделяющей обе фазы, например, если диафрагма представляет собой капилляр постоянного сечения. Важность термодинамического подхода состоит в его независимости от модели диафрагмы — он имеет силу для любой диафрагмы или пористой перегородки. [c.333]

Свойства твердых веществ часто характеризуют термодинамическими величинами, например энергией адсорбционных процессов. Если твердое вещество считать однокомпонентной фазой, то исчерпывающей энергетической характеристикой адсорбционного процесса является его термодинамическая поверхность. Сечения такой поверхности плоскостями при постоянной температуре представляют собой потенциальные кривые — зависимости изобарно-изотермического потенциала от давления или концентрации адсорбтива. [c.204]

Особенно примечательна высокая энергия активации (около 10 кДж/моль) для разрыва двух первых связей С-С. Она означает, что нестабильный термодинамически 2 действительно помещается в глубокой потенциальной яме. Следует, однако, помнить, что подобные кривые представляют собой лишь одно сечение многомерной поверхности потенциальной энергии, описывающей все преврашения, возможные для данной молекулы. Фигурально выражаясь, для такого тигра в клетке , как большая избыточная энергия, запасенная в напряженной структуре 2, существует несколько выходов, и только один из них описывается кривой, представленной на рис. 4.1, тогда как альтернативные пути превращений этого соединения могут оказаться перекрытыми гораздо более низкими потенциальными барьерами. Действительно, известен целый ряд реакций кубана и его производных, про- [c.372]