Процесс расширения газов адиабатный

Рис. 11.9. Сравнение изотермического и адиабатного процессов расширения — сжатия идеального газа

Рис. 10. Изображение адиабатного процесса расширения газа в 5/-диаграмме для одноступенчатого турбодетандера реактивного типа

Рассмотрим выражения для максимальной работы расширения идеального газа в пяти процессах изобарном, изотермном, адиабатном, изохорном и изобарно-изотерм-ном. [c.88]

Цикл Карно—это обратимый цикл, состоящий из четырех процессов изотермического расширения при температуре Т , изотермического сжатия при температуре Т , адиабатного расширения и адиабатного сжатия газа. Этот цикл схематически изображен на рис. I, 3, его проекция на координатную плоскость р—и представлена на рис. 1,4. [c.43]

Адиабатный процесс. При адиабатном процессе к газу не подводится и от него не отводится теплота, т. е. д = 0. Этот процесс является хорошим приближением к реальным процессам сжатия и расширения, если последние протекают столь быстро, что не успевает произойти заметный теплообмен с окружающей средой. Полагая адиабатный процесс сжатия (расширения) газа в компрессоре обратимым, из соотношения (1.11) будем иметь 5 = 0, так как бд = О, т. е. при адиабатном процессе энтропия газа остается неизменной. [c.18]

Когда расширение газа происходит при одновременном изменении температуры и давления, т. е. при адиабатном процессе, система не обменивается теплотой с окружающей средой. Работа расширения совершается газом за счет внутренней энергии. Газ при этом охлаждается. Внутренняя энергия идеального газа зави- [c.46]

Следовательно, при адиабатном процессе расширение газа происходит за счет уменьшения внутренней энергии. [c.56]

Адиабатный процесс. Согласно уравнению (57.3) при адиабатном (б = 0) расширении газа [c.193]

Когда расширение газа происходит при одновременном изменении температуры и давления, т. е. при адиабатическом процессе, система не обменивается теплотой с окружающей средой. Работа расширения газа совершается за счет внутренней энергии. Газ при этом охлаждается. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Следовательно, изменение внутренней энергии равно произведению теплоемкости газа Су на изменение температуры. Таким образом,работа, произведенная газом, связана с понижением температуры при адиабатном расширении газа соотношением [c.59]

Физическая картина процессов в турбулентном дросселе показана на рис. 1.13 и описана в параграфе 1.6. К изложенному следует добавить, что из-за малой протяженности турбулентного дросселя процесс расширения газов при переходе из входного канала через дросселирующее отверстие в выходной принимается адиабатным (без теплообмена с окружающими стенками). Уравнение такого процесса идеального газа применительно к начальному (индекс 0) и конечному (без индекса) сечениям потока в турбулентном дросселе имеет вид [40] [c.63]

Расчет более сложных рефрижераторных циклов также должен включать элементы анализа с тем, чтобы принятые значения параметров цикла соответствовали оптимальным характеристикам. Выше рассмотрены результаты такого анализа применительно к простейшему одноступенчатому циклу с адиабатным процессом расширения газа. [c.70]

Расширение газа при этом режиме проходит без присутствия жидкости и величина Р] для выражения (53) должна определяться, как для политропного или адиабатного процесса расширения газа, по формуле (18). [c.48]

Действительный процесс расширения газа в НА является необратимым адиабатным процессом, так как протекает с трением, но практически без теплообмена с окружающей средой. Для этого процесса можно получить уравнение, совпадающее с уравнением политропного процесса (ро" = [c.75]

Тепло, соответствующее потерям энергии от внутреннего перетекания газа и на трение дисков, сообщается газу, протекающему по рабочему колесу, и является по отношению к потоку газа в нем как бы внешним теплом. Поэтому процесс расширения газа в колесе и не является адиабатным. Таким образом, для потока газа в колесе и уравнение энергии для колеса (70) приобретает вид [c.262]

Соответственно общепринятой терминологии, процессы расширения газа 8 турбодетандере и его элементах, протекающие без теплообмена с окружающей средой, называются адиабатными. С учетом тождества Q p — L p уравнение энергии для любого неадиабатного процесса принимает вид [c.263]

Расширение газа с отдачей внешней работы осуществляется в расширительной машине, называемой детандером. В отличие от дросселирования, при котором отсутствует обмен энергией с окружающей средой и в виде тепла и в виде работы, расширение в детандере ведется с отдачей в окружающую среду некоторого количества работы. Обмен энергией с окружающей средой в виде тепла в идеальном случае отсутствует. Следовательно, процесс расширения газа в детандере является адиабатным и в идеальном случае должен характеризоваться равенством энтропии газа в начале и в конце процесса [c.43]

Процессы сжатия и расширения газа в аккумуляторе. В соответствии с приведенным выше характеристическое уравнение, выражающее соотношение между давлением и удельным объемом при адиабатном процессе сжатия газа, имеет вид [c.475]

Обратимое расширение газа. Мы уклонились от цели, поставленной несколькими страницами выше и состоящей в рассмотрении обратимого проведения самопроизвольных процессов, упомянутых на стр. 71—72. После детального рассмотрения первого процесса для других потребуется только краткий обзор. Обратимый процесс расширения газа входит в простой процесс тепловой машины и не нуадается в дальнейшем рассмотрении. Попутно можно указать, что адиабатное [c.79]

Не меньший интерес представляют газовые рефрижераторные циклы, в которых ожижения не происходит и, следовательно, можно весь поток расширять в детандере. Схема такого одноступенчатого цикла представлена на рнс. 26, г. Сжатый газ охлаждается в теплообменнике, расширяется в детандере и поступает в холодильную камеру, где, подогреваясь от Та до Тз-, снимает полезную тепловую нагрузку Qa. Пройдя обратным потоком теплообменник, газ возвращается в компрессор. Холодопроизводительность цикла обеспечивается процессом адиабатного расширения в детандере. В идеальном детандере процесс расширения изоэнтропный, в реальном (с учетом к. п. д. 1)0) — это процесс 3—4. [c.68]

Следовательно, адиабата расширения в системе координат Р — V лежит ниже изотермы расширения, наоборот, адиабата сжатия — выше изотермы. Другими словами, адиабаты расположены круче изотерм. [Это непосредственно следует и из сопоставления уравнений (VI, 5) (Г = onst) и PV = onst (6Q = = 0).] Поэтому, если требуется расширить или сжать газ от заданного начального до заданного конечного объема, процесс выгоднее вести изотермически, а не адиабатно, хотя при изотермическом процессе энергия газа не высвобождается для превращения ее в работу и газ является лишь посредником при превращении подводимой извне теплоты в работу расширения. [c.130]

В выражениях для работы, выполняемой при расширении рабочей среды, заменим объем V на элементарный выделенный объем и получим зависимость для внутренней потенциальной энергии этого объема. В результате суммирования внешней и внутренней потенциальных энергий по формулам (1.4) и (1.5) запишем общие выражения для потенциальной энергии элементарного объема применительно к жидкости и газам в условиях изотермического, адиабатного и политропического процессов расширения [c.23]

Адиабатное расширение сжатых газов осуществляется с использованием специальных машин, работающих в области низких температур. Достигаемый при этом эффект охлаждения значительно превышает эффект, свойственный процессу дросселирования. Однако необходимость применения машин для расширения газа усложняет реализацию этого способа. [c.281]

Расширение из постоянного объема. Процесс адиабатного расширения газа из постоянного объема, например из какой-либо емкости, также сопровождается понижением температуры. В этом случае выходящим из сосуда газом совершается работа выталкивания, направленная на преодоление сил внешнего давления. Совершаемая при этом газом работа полезно не используется, процессу присуща определенная необратимость (рис. 5). При [c.18]

Примеры равновесных процессов, допускающих обращение. Пусть прямой равновесный процесс заключается в бесконечно медленном адиабатном расширении газа постоянного состава, находящегося в цилиндре с поршнем, движущимся без трения. Очевидно, после того, как в прямом процессе НАК объем увеличится от Ун до У к, достаточно бесконечно малого увеличения внешнего давления р , чтобы началось сжатие [c.58]

Следовательно, выражение для работы расширения газа в адиабатном процессе будет иметь вид [c.107]

Уравнения Пуассона по смыслу их вывода приложимы только к равновесному адиабатному процессу. Для расчета быстрого (а значит, и неравновесного) адиабатного сжатия или расширения уравнениями Пуассона, по сути дела, пользоваться нельзя. Резко, ударом увеличивая нагрузку на поршень, удерживающий газ в цилиндре, мы затрачиваем на сжатие газа больше работы, чем потребовалось бы при осторожном, постепенном увеличении нагрузки в связи с этим температура газа будет возрастать быстрее, чем это следует по уравнению Пуассона. При неравновесном расширении газ производит меньщую работу, чем мог бы произвести (при равновесном расширении), и поэтому температура будет падать медленнее. [c.30]

Из зависимости dQ-r ,-Q следует, что в случае адиабатного расширения газ совершает внешнюю работу, т.е. процесс изоэнтропийный. [c.49]

Для охлаждения исходного газа до необходимой температуры наряду с процессом дросселирования может быть использован и процесс адиабатного расширения газа с отдачей внешней работы. При этом включение детандера в технологическую схему установки может быть осуществлено различно. Одним из возможных вариантов является установка детандера на потоке исходного газа. Недостатком такой системы является некоторая потеря давления на линии исходного газа в связи с расширением его в детандере. Однако, как отмечается в работе [112], этот перепад давления обычно невелик. Более существенным является другой недостаток такой схемы, который состоит в том, что для некоторых газовых смесей температура охлаждения, достигаемая при расширении исходной, смеси в детандере, ниже температуры начала конденсации расширяемого газа. В связи с этим в детандере неизбежно будет происходить сжижение или даже вымерзание некоторых компонентов исходной смеси. Технические трудности, связанные с разработкой и созданием таких детандеров, преодолимы, и в настоящее время на некоторых криогенных установках успешно эксплуатируются детандеры, Б которых процесс расширения заканчивается в области влажного пара [39]. Более существенным в этом случае является то, что если в детандере происходит сжижение отдельных компонентов смеси, то перепад температур при расширении смеси может существенно уменьшаться за счет теплоты фазового превращения при конденсации и теплоты растворения, так как значительное количество холода расходуется на конденсацию, а не на охлаждение газовой смеси. Осуществить в дальнейшем рекуперацию холода образовавшегося конденсата не всегда оказывается возможным, так как иногда не удается обеспечить необходимые условия теплообмена (наличие положительных разностей температур) между потоками по высоте теплообменника. [c.127]

Возьмем ту же систему газ, заключенный в цилиндр с подвижным поршнем. На поршне лежит несколько гирь, которые в совокупности уравновешивают своим весом давление газа. На некоторой высоте над поршнем на горизонтальной подставке покоится тяжелый груз. Поршень посредством особого механизма так связан с этим грузом, что, если газ начнет расширяться, механизм сдвинет груз, лежавший на горизонтальной подставке, и груз упадет всей своей тяжестью на поднимавшийся поршень. Такая система (включая механизм и груз) является изолированной. Если нарушить равновесие системы, сняв несколько небольших гирь с поршня, система испытает самопроизвольный процесс, в первой стадии котброго газ немного расширится, а в последующей стадии газ будет сильно сжат тяжестью груза. Однако по отношению к газу, который представляет собой адиабатно изолированную часть системы, только первая стадия этого процесса (расширение газа) будет самопроизвольным процессом. Что же касается последующего сжатия газа, то этот процесс, будучи самопроизвольным для изолированной системы в целом, для адиабатной ее части является вынужденным неравновесным процессом. В более общем случае какой угодно системы (термически не изолированной) под самопроизвольностью процесса подразумевается тенденция к производству системой работы или к отдаче системой -тепла. [c.212]

Адиабатный процесс. Озгласно уравнению (57.3) при адиабатном (fiQ = 0) расширении газа [c.193]

Для газов при условии быстропротекающего процесса расширения, когда т( Плообмен с окружающей средой не ощутим и им можно пренебречь, рекомендуется использовать уравнение адиабатного расширения идеальных газов при т onst [c.22]

Изоэнтропийиое (адиабатное) расширение газа является процессом с отводом работы на сторону при отсутствии теплообмена. Близкий к изоэнтропийиому процесс осуществляется в детандерах. Отклонение от изоэнтропийиого процесса характеризуется так называемым адиабатическим к.п.д. [c.160]

В полостях расшире ни я (сжатия) и 1/с происходят процессы заполнения рабочего объема и выталкивание газа эти процессы протекают при переменных Тир. При отсутствии теплообмена процесс заполнения объема можно рассматривать как процесс адиабатного расширения газа в цилиндре и его смешения с порциями газа, поступающими из теплообменника при температуре == onst [c.79]

В действительности чисто адиабатный процесс расширения в детандере не протекает, так как невозможно полностью исключить теплообмен между газом и стенками, трение и т. п. Поэтому расширение происходит фактически не по адиабате 3—4, а по политропе 3—4 , действительный перепад теплоты = з — и- меньше теоретического qs. Вследствие этого температура в конце расширения газа в детандере выше, чем при изэнтропном расшшрении. [c.10]

Поскольку в реальных условиях невозможно осуществить изотермическое сжатие, его обычно заменяют процессом, близким к адиабатному сжатию, и проводят в несколько ступеней с охлаждением после каждой ступени. Расширение 11—6 обычно заменяют дросселированием. Это приводит к 01КЛ0нению от идеального процесса и дополнительной затрате работы сверх /min, расходуемой на компенсацию потерь. Для осуществления холодильного процесса используют циркуляцию части са.мого ожижаемого газа (воздуха) иногда используют вспомогательные холодильные циклы (аммиачные или фреоновые). Эти циклы также не являются идеальными, и затрата работы Б них превышает /min [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология