Адиабатические процессы расширения и сжатия газо

Принципиальная схема детандерного расширения представлена на рис. 41. Детандерное расширение характеризуется постоянством энтропии процесса. Газ засасывается компрессором К при давлении pi и температуре Ti и изотермически сжимается до давления р2 (линия 1—2). Сжатый газ расширяется в детандере Д-Р до первоначального давления рь Теоретически расширение в детандере происходит при постоянной энтропии (линия 2—3) и газ должен охладиться при этом до температуры Тг. При этом работа, совершаемая 1 кг газа в детандере, равна /i2—h-л. В действительности процесс в детандере отклоняется от адиабатического и расширение происходит по политропе (линия 2—< ). Энтальпия газа после расширения будет при этом h i, и работа, затрачиваемая в детандере, составит /дет = /1г— з-Отношение действительной работы к теоретической называется коэффициентом полезного действия детандера [c.124]

Охлаждение путем расширения газов. В процессе адиабатического расширения сжатого газа температура понижается, так как внешняя работа в этом случае совершается за счет внутренней энергии газа. Связь между / и р в адиабатическом процессе для идеального газа [c.12]

Охлаждение газов при их расширении в детандере. В данном случае расширение предварительно сжатого газа происходит в газовом двигателе, который одновременно совершает внешнюю работу последняя может быть использована для любых целей, например для перекачки жидкостей или нагнетания газов. Расширение сжатого газа в детандере происходит без обмена теплом с окружающей средой, и совершаемая при этом газом работа производится за счет его внутренней энергии, в результате чего газ охлаждается. Предельная температура охлаждения определяется по общему уравнению (IV, 11) для адиабатического расширения идеального газа. В действительности достигаемое снижение температуры меньше и соответствует реальному политропическому процессу расширения. [c.692]

Воздушная холодильная машина. В воздушной холодильной машине в качестве охладителя или холодильного агента используют атмосферный воздух. Принцип действия ее осно ван на том явлении, что при расширении сжатых газов одновре менно с падением давления наблюдается и значительное пони жение температуры газа, а круговой процесс ее состоит в том что воздух адиабатически сжимается в компрессоре до 4—5 а,т затем охлаждается до возможно низкой температуры водой после чего направляется в особую камеру, где быстро расши ряется, и вследствие этого его температура понижается. Полу ченный таким образо.м воздух с низкой темтературой может [c.268]

Газ засасывается компрессором К при давлении р, и температуре Г, и изотермически сжимается до давления р2- Сжатый газ расширяется в детандере до первоначального давления р,. Теоретически расширение в детандере происходит при постоянной энтропии, и газ должен охладиться при этом до температуры Гз- В действительности процесс в детандере несколько отклоняется от адиабатического. [c.128]

Обратимся теперь к адиабатному (или адиабатическому) процессу расширения — сжатия газа. Так называют процессы, протекающие в условиях полной тепловой изоляции, т. е. Q = =0 или [c.43]

Как уже отмечалось выше, в действительности сжатие и расширение газов протекает не адиабатически и не изотермически, а в каждом отдельном случае, в зависимости от конкретных условий ( скорости процесса, степени сжатия и изолированности системы и т. д.), лишь приближается к одному т этих процессов. Такие реальные процессы, при которых имеет место отвод тепла наружу или поступление его в систему из окружающей среды, называются политропическими процессами. Подсчет физических параметров системы (Р, V и Г), а также ее работы при подобного рода процессах производится по уравне- [c.72]

В химии и химической технологии, как правило, используют низкие температуры в диапазоне от 270 до 120 К (умеренный холод) и сравнительно редко температуры ниже 120 К (глубокий холод). В лабораторных условиях для получения умеренного холода используют смеси льда с солями, кислотами или щелочами, в которых охлаждение достигается за счет плавления льда. Более низкие температуры порядка 200 К получают, применяя охлаждающие смеси твердой углекислоты (сухой лед) со спиртом или эфирами. Наконец, для получения низких и сверхнизких температур в технических масштабах используют процессы расширения сжатых газов, термоэлектрические явления или адиабатическое размагничивание, реализуемые в специальных холодильных ма- [c.115]

Холодильные машины представляют собой замкнутую систему, заполненную рабочим телом. Рабочее тело, циркулирующее в холодильной машине, отнимает тепло от охлаждаемой среды и, совершив круговой процесс, возвращается в первоначальное состояние. Это позволяет осуществлять непрерывное охлаждение с помощью одного и того же количества рабочего тела. Для возвращения рабочего тела в первоначальное состояние необходимо, чтобы тепло, воспринятое им от охлаждаемой среды, было отдано другому телу. Такими телами являются окружающий воздух и вода. Температура воды и воздуха, как правило, выше температуры охлаждаемой среды, поэтому естественный процесс передачи тепла невозможен. Для переноса тепла от охлаждаемой среды к более теплой окружающей среде необходимо повысить температуру рабочего тела настолько, чтобы она практически стала выше температуры окружающей среды (воды, воздуха). Для этого необходимо затратить энергию. Последующего понижения температуры рабочих тел можно достигнуть адиабатическим расширением сжатых газов или жидкостей (например, в расширительных цилиндрах или детандерах) или дросселированием (в вентилях, кранах). [c.7]

Следует подчеркнуть, что при адиабатическом процессе работа расширения совершается только за счет убыли внутренней энергии газа, а работа сжатия целиком идет на ее увеличение, поскольку теплообмен с внешней средой отсутствует. Из рис. 4 видно, что при изменении объема от V до Уг при изобарическом процессе совершается наибольшая работа, меньшая при изотермическом, и, наконец, еще меньшая при адиабатическом. [c.44]

Практически такое расширение сжатого газа осуществляется в поршневых или турборасширителях (детандерах), В адиабатическом процессе 1—2 расширения отсутствует теплообмен с внешней средой и показатель [c.10]

Работа, затраченная на повышение температуры газа от температуры до Т т, может быть вновь возвращена с помощью адиабатического процесса расширения 2т—2. Работа обратимого процесса расширения 2 —Г равна работе адиабатического сжатия по линии 1—2а в обоих случаях эта величина выражается произведением Ср Т, — Т ) — 4а — 4 = Однако [c.32]

Уравнение (41) дает выражение работы так называемого а б с о л ю т н о г о адиабатического процесса, т. е. такого процесса, при котором рабочее тело (газ) при своем адиабатическом расширении или сжатии не совершает замкнутого [c.71]

Допустим, что состоя51ие сжатого газа перед детандером характеризуется температурой Т, = 205 К и давлением = 100 ат — точка 1. Процесс адиабатического расширения газа с отдачей пненшей работы осушествляется при S = onst. Поэтому опустив из точки 1 вертикаль вниз до пересечения с изобарой, отвечающей заданному конечному давлению Рз = сип, найдем точку 4, характеризующую состояние газа в конце детандирования. Этой точке соответствует температура Т4 = 82 К и, следовательно, понижение температуры газа ЛГ [c.653]

Один пример уже был приведен в 8. В данном параграфе ограничимся рассмотрением квазистатических процессов. Очевидно, вышеупомянутый закон должен быть справедлив для этого специального класса изменений состояний. Примером может служить адиабатическое сжатие или расширение идеального газа, которое осуществляется изменением величин Р я V, связанных уравнением (7.2). [c.46]

Для вывода зависимости, определяющей плотность газа в процессе расширения, проведем на индикаторной диаграмме вертикаль, соответствующую произвольному положению поршня, и найдем точки ее пересечения с кривыми сжатия и расширения (или с продолжением этих кривых). Поскольку объем цилиндра одинаков, плотности газа в этих точках относятся друг к другу как массы газа, заключенного в цилиндре при сжатии и расширении, или, если допустить, что температура газа при нагнетании не снижается, они относятся как объемы газа в начале и конце нагнетания. При адиабатическом сжатии [c.575]

Цикл — это круговой процесс. Рассматриваемый цикл состоит из четырех последовательно совершающихся процессов 1) изотермического расширения 2) адиабатического расширения 3) изотермического сжатия 4) адиабатического сжатия газа. [c.66]

Адиабатическое сжатие происходит в адиабатической пушке Принцип действия газ из ресивера приводит в движение поршень, который сжимает исследуемый газ в сжимаемом газе повышаются давление и температура по окончании сжатия поршень начинает двигаться в противоположную сторону, исследуемый газ расширяется и охлаждается. Благодаря инерции поршня (при достаточно большой его массе) основное сжатие газа происходит при торможении, когда давление сжимаемого газа больше, чем сжимающего. Это позволяет производить сильное сжатие и получать высокие давления (до 10 кгс/см и температуры (до 9000 К) при сравнительно небольшом давлении газа в ресивере (100—150 кгс/с.м ). Важная особенность пушки — большие скорости охлаждения при расширении (10 К-с ), что на 3 порядка превышает скорость охлаждения газа при его естественном остывании. Это позволяет осуществить закалку высокотемпературной газовой смеси и изучить состав продуктов высокотемпературной реакции. Реагирующий газ разбавляют инертным (в 10 — 10 раз), чтобы реакция не влияла на процесс сжатия. Давление, температура и положение поршня находят из уравнений р = ро ( ж ) , Т= [c.360]

По S — Г-диаграмме можно определить количество отнимаемой от расширяющегося газа теплоты и понижение температуры при детандировании (см. рис. УП1. 6). Например, параметры сжатого газа перед детандером Т = 205 К и Pi = 100 атм = 10 МПа (точка 1). Процесс адиабатического расширения газа проводится при S = onst. Поэтому опустив из точки 1 вертикаль до пересечения с изобарой, отвечающей заданному конечному давлению Рг = 1 атм (0,1 МПа), получим точку 4, характеризующую состояние газа в конце детандирования — Г4 83 К. Тогда понижение температуры газа АГ = Ti — Г4 = 205 — 83 = 122 К. Количество отнимаемой теплоты Q = Я1 — Я4 = 86 — 58 = 28 ккал/кг = [c.170]

Почему в формулировках Клаузиуса и Кельвина речь идет о круговом процессе — действуя посредством кругового процесса Потому что, например, при однократном расширении идеального газа по изотерме 1—2 (рис. П1.3) в принципе возможно поЛное превращение теплоты в работу [вспомните соотношение (П.33), где Qt= Ат. Но нельзя бесконечно расширять газ, и для повторения операции получения второй и т. д. порций работ необходимо будет его сжать. Если сжимать газ при той же температуре Ti, т. е. по изотерме 2—1 (рис. П1.3), не получится выигрыша работы. Поэтому в цикле Карно газ из состояния 2 расширяют адиабатически до состояния 3, снижая его температуру до T a. Сжатие при T a требует затраты меньшей работы [формула (П.33)1, а поэтому в целом и получается выигрыш работы, равный площади цикла 1 2 3 4. [c.69]

При поддержании заданного вакуума в аппарате непрерывного действия объем отсасываемого газа Vо, равный объему выделяющихся по ходу технологического процесса газов и подсасываемых извне через неплотности, не изменяется во времени. Мощность на валу вакуум-насоса также постоянна во времени и определяется по формулам, приведенным ранее для компрессоров, причем = 0,85—0,95. Заметим, что эта мощность несколько выше для машин с перепуском, поскольку в данном случае теряется работа расширения перепускаемого количества сжатого газа. В период же вакуумирования сосуда вследствие непрерывного изменения степени сжатия газа указанная мощность тоже из.меняется. Закономерность этого изменения можно установить по выражению для работы адиабатического сжатия 1 м газа от текущего давления в аппарате р до давления выталкивания [c.171]

Минимальная затрата работы будет при идеальном процессе сжижения газа, который можно представить осуществляемым путем изотермического сжатия и адиабатического расширения. Как видно из Т—5-диаграммы (рис. 482), в таком процессе газ сжимается изотермически при температуре Тх от точки А до точки В по прямой АВ. После сжатия газ адиабатически расширяется по вертикали ВС, превращаясь в жидкость. Газ подвергается также охлаждению, причем при помощи охлаждающей воды от него отнимают не только тепло в количестве, необходимом для сжижения, но и тепло, выделившееся в результате изотермического сжатия [c.706]

Перейдем к анализу соотношения (III.38) в режимах сжатия и расширения. Уравнение (III.88) получено из условия состояния газа при адиабатическом процессе. В ходе анализа изменение массы газа во времени внутри цилиндра выражалось- через изменение линейной скорости газа и другие параметры таким образом, что учитывались условия, имеющие место на стыке трубы и переменного объема цилиндра. Поэтому уравнение (III.38) должно, во-первых, рассматриваться как пограничное условие для трубы, во-вторых, оно может трактоваться как уравнение, описывающее процесс всасывания или нагнетания, но представленное в форме, учитывающей специфические граничные условия у клапана. Поскольку в этих режимах работы компрессора объемный расход газа G (t) = О, так как клапаны закрыты, то [c.201]

Обратимые политропные превращения в сжатом или расширенном газе происходят, в частности, при совершении внешней работы и одновременном теплообмене с окружающей средой, что отличает эти превращения от адиабатических процессов. Политропный процесс характеризуется постоянством теплоемкости вещества [c.394]

В одноступенчатом поршневом компрессоре, предназначаемом для сжатия метана, вредное пространство составляет 8,5% от объема, описываемого поршнем. Считая процесс расширения газа из вредного пространства адиабатическим, определить, при каком предельном давлении нагнетания производительность компрессора станет равной нулю. Давление всасывания атмосферное. [c.86]

Пользуясь приведенными термодинамическими характеристиками, выразим работу компрессора за один цикл при адиабатическом процессе в соответствии с формулой (17.1), считая работу, совершаемую поршнем при сжатии газа, положительной, а при расширении — отрицательной [c.314]

Уравнения (41)—(41 г) дают выражение работы так называемого абсолютного адиабатического процесса, т. е. такого процесса, при котором рабочее тело (газ) при своем адиабатическом расширении или сжатии не совершает замкнутого (кругового) цикла. Однако сжатие и расширение газа или пара в двигателях (паровых машинах, компрессорах и т. п.) протекает таким образом, что рабочее тело (газ, пар), совершая в цилиндре двигателя работу, периодически возвращается в начальное состояние. Работа такого периодического (замкнутого или кругового) процесса при сжатии и расширении газа или пара в двигателях в /. раз больше работы абсолютного адиабатического процесса . Следовательно, в случае подсчета работы компрессоров и двигателей, уравнения (41)—(41 г) примут следующий вид [c.100]

Идеальный цикл сжижения газа. Определим, пользуясь Т — "-диаграммой (рис. XVI1-2), минимальную затрату работы при идеальном обратимом процессе сжижения газа. Начальное состояние газа характеризуется точкой / (Г), г,), а его состояние после сжижения — точкой 3. 1 1деяльпый процесс осуществляется путем изотермического сжатия газа (линия /—2) и его адиабатического, или нзоэнтропического, расширения (линия 2—3). [c.649]

Допустим, что состояние сжатого газа перед детандером характеризуется температурой Т — 205 °К и давлением = 100 ат — точка 1. Процесс адиабатического расширения газа с отдачей внешней работы осуществляется при S = onst. Поэтому опустив из Точки I вертикаль вниз до пересечения с изобарой, отвечающей заданному конечному давлению Рз = 1 am, найдем точку i, характеризующую состояние газа в конце детандйрования. Этой точке соответствует температура = 82 °К и, следовательно, понижение температуры газа АТ = Ту — Т — = 205—82 == 123 К. По количеству отнимаемого от газа тепла (Q == = — ii = 86 — 58 = 26 ккал/кг = 10,9-10 дж/кг) определяется работа расширения газа. [c.653]

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]

Понижение температуры рабочих тел может быть достигнуто адиабатическим расширением сжатых газов или жидкостей (например, в расадрительных цилиндрах или детандерах) или дросселированием/дросселированием называют понижение давления жидшети-Цут газа без из.менения энтальпии. Практически оно осуществляется при проходе жидкости или газа через суженное сечение (вентиль, кран и т. п.). Процесс дросселирования жидкости и реальных газов всегда сопровождается понижением температуры. Значительно понижается температура при дросселировании жидкости за счет частичного парообразования. [c.10]

Таким образом, если адиабатическое сжатие или расширение ггзи идет с затратой или, соответственно, с получением определенной механической работы, то подсчет любого параметра его состояния (Р, V, Т, А) производят по уравнениям адиабатического процесса (39) —(426). Если же расширение газа протекает без совершения внешней работы (в пустоту ), то здесь [c.73]

Сжатие и расширение газа (считающегося идеальным) в технических устройствах не будут строго изотермическими и адиабатическими процессами (система обменивается некоторым количеством теплоты с окружающей средой, а Т Ф onst). Для таких процессов, называемых политропными [c.131]

Добавим, что с точки зрения изучения химических (а также физических) процессов, протекающих в условиях адиабатического сжатия, значительный интерес представляет специальная установка, разработанная в Институте химической физики АН СССР, позволяющая осуществлять химические реакции при высоких температурах (тысячи градусов), развивающихся при быстром адиабатическом сжатии газовых смесей до максимальных давлений в тысячи атмосфер (до 10 000 атм.) [227]. Возможность осуществления быстрого расширения сжатой смеси обеспечивает быструю закалку состава газа, отвечающего максимальным давлению и температуре. Не останавливаясь на изложении принципа ра-боть[ данной установки и ее конструктивного оформления, описанных в цитированной выше статье Ю. Н. Рябинина [227], приведем лишь некоторые данные, полученные при помощи этой установки, иллюстрирующие ес возмои-сиости. [c.552]

В недавно выданном французском патенте [3] описывается процесс образования перекиси водорода из водяного пара и кислорода при давлениях в несколько тысяч атмосфер и температуре 3500—4000°. Предлагается создавать 1акие условия быстрым адиабатическим сжатием газов с последующим очень быстрым охлаждением путем расширения для предотвращения разложения продукта. Однако в патенте не приводится никаких экспериментальных данных, [c.35]

Как уже отмечалось выше, в действительности сжатие и расширение газов протекает не адиабатически и не изотермически, а в каждом отдельном случае, в зависимости от конкретных условий (скорости процесса, степени сжатия и изолированности системы и т. д.), лишь приближается к одному из этих проиессов. Такие реальные процессы, в которых и.меет место отвод тепла наружу или поступление его в систему из окружающей среды, называется политропическими процессами. Подсчет физических параметров системы (Л V и Г), а также ее работы в подобного рода процессах производится по уравнениям политропы, аналогичным уравнениям адиабаты (39) — (42-в), в которые вместо показателя адиабаты х входит показатель политропы т. Таким образом, политропические процессы определяются следующими уравнениями [c.69]

Процессы и аппараты химической технологии Издание 3 (1966) -- [ c.217 , c.224 , c.226 , c.227 , c.236 , c.237 , c.526 , c.528 , c.529 , c.554 , c.555 ]

Процессы и аппараты химической технологии Издание 5 (0) -- [ c.217 , c.224 , c.226 , c.227 , c.236 , c.237 , c.526 , c.528 , c.529 , c.554 , c.555 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология