54662

Физические основы функционирования пневмосистем

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Физические основы функционирования пневмосистем продолжение Термодинамические процессы процессы в двигателях установках компрессорах протекающие при постоянных отдельных параметрах рабочего тела или при переменных всех параметрах. Равновесные термодинамические процессы процессы проходящие при бесконечно малых перепадах давлений и температур при этом во всех точках термодинамической системы в любой момент времени параметры состояния одинаковы. Неравновесные необратимые термодинамические процессы процессы проходящие...

Русский

2014-03-17

792 KB

10 чел.

УРОК № 14.

«Физические основы функционирования пневмосистем» (продолжение)

 

 Термодинамические процессы – процессы в двигателях, установках, компрессорах, протекающие при постоянных отдельных параметрах рабочего тела или при переменных всех параметрах.

 Равновесные термодинамические процессы – процессы, проходящие при бесконечно малых перепадах давлений и температур, при этом во всех точках термодинамической системы в любой момент времени параметры состояния одинаковы.

 Неравновесные (необратимые) термодинамические процессы – процессы, проходящие при значительных разностях давлений или температур.

 Процесс расширения – процесс с увеличением объема.

 Процесс сжатия – процесс с уменьшением объема.

 Круговой процесс – процесс, который после некоторых преобразований возвращается в исходное состояние.

 Теплоемкость – количество тепла, необходимое для изменения температуры на 1 единицы количества вещества.

 В расчетах используют – удельную теплоемкость.

 Теплоемкость в зависимости от выбранной единицы:

  •  массовая, CM, ;
  •  удельная объемная, C`, ;
  •  удельная мольная, C, .

CM, C` - выражают через удельную мольную теплоемкость. Т.к. в основном термодинамические процессы проходят при постоянном давлении и объеме, то в расчетах используют изоборную Cp и изохорную Cv массовую теплоемкости.

 Cp;  Cv – мольные изобарная и изохорная теплоемкости.

 Теплоемкость измеряется в ккал.

1 кал 4.19 Дж, 1 ккал 4.19 кДж.

 Изохорный процесс – процесс, проходящий при постоянном объеме (V = const).

Изменения давления прямопропорционально изменению абсолютных температур .

Тепло процесса – затрачивается на изменение внутренней энергии газа

Qv = Cv  (T2 – T1) + p (V2 – V1) = U + 0, Дж,

где Cv – изохорная массовая теплоемкость.

Удельная теплота qv = Cv  (T2T1) + p  (w2w1), Дж/кг.

Удельная работа l = p  (w2w1), Дж/кг.

Работа процесса L = m  l, Дж.

Работа отсутствует L = 0, т.к. объем газа постоянный и отсутствует его расширение.

График – изохора.

Рисунок 41 – График изохорного процесса

 Изобарный процесс – процесс, проходящий при постоянном давлении (p = const).

Изменение удельного объема прямопропорционально изменению абсолютных температур .

Тепло процесса – затрачивается на изменение внутренней энергии газа и совершение им работы

Qp =  U + L, Дж.

Работа процесса L = p  (V2V1), Дж. Удельная работа l = p  (w2w1), Дж/кг.

График процесса – изобара.

Рисунок 42 – График изобарного процесса

 Изотермический процесс – процесс, происходящий при постоянной температуре (T = const).

Изменение абсолютного давления обратнопропорционально изменению удельного объема , p1  w1 = p2  w2 = p  w = const.

Процесс экономичный, но не осуществимый.

Работа процесса L = m  l, Дж.

Удельная работа  .

График – изотерма.

Рисунок 43 – График изотермического процесса

 Адиабатный процесс – процесс, протекающий при постоянной энтропии (S = const).

Соотношение параметров – p  wk = const,

где k – показатель адиабаты ,

где Cp – изобарная массовая теплоемкость;

,  , ;

k = 1.67; 1.4; 1.29.

Процесс проходит без теплообмена с окружающей средой Q = 0, Qp =  U + L  L = - U.

Работа идет за счет уменьшения внутренней энергии.

Удельная работа , Дж/кг.

График – адиабата (криволинейная зависимость со значительными изменениями давления).

   Рисунок 44 – График адиабатного процесса

По адиабатному процессу работают быстроходные ДВС, реактивные двигатели и установки; процессы истечения газов и паров из сопел.

 Политропный процесс – общий процесс; ранее рассмотренные процессы – частные случаи политропного.

По политропному процессу работают все ДВС, поршневые компрессоры.

Формулы – аналогичны адиабатному процессу. Разница – показатель адиабаты, меняется на показатель политропы n.

Уравнение процесса – p  wn = const,

при n = 0, p = const; n = 1, p w = const; n = k, p wk = const; n = , V = const.

 Первый закон термодинамики – устанавливает связь между теплом процесса Q, изменением внутренней энергии U, работой процесса L (l).

Q = U2 – U1 + L,

где L = p  (V2V1) = p  V, Дж;

     U = U2 – U1 = M Cv  (t2 – t1), Дж,

где М – масса вещества.

Удельное количество тепла q = U + l, Дж/кг,

где l – удельная работа (производимая 1 кг газа).

 Основное в термодинамике – расчет тепла процесса, который ведут по массе и объему рабочего тела

Qp = M  Cp  (t2t1) = Vн  Сp`  t

Qv = M Cv  (t2 – t1)  = Vн  Сv`  t,

где Vн – объем газа, приведенный к нормальным условиям (к 0С и 760 мм. рт. ст.)

, м3,

где Tн – температура при 0С;

    Сp`, Сv` - удельные объемные изобарная и изохорная теплоемкости.

 Второй закон термодинамики – устанавливает качество используемого тепла в термодинамическом процессе.

  Сущность второго закона термодинамики:

  •  для постоянного процесса ДВС необходимо иметь перепад температур;
  •  всё тепло для сгорания нельзя превратить в полезную работу, т.к. потери неизбежны;
  •  тепло не может самопроизвольно проходить от более нагретого тела к менее нагретому без соответствующих установок.

 

(окончание см. урок № 15)

3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11047. Манипуляторы робототехнических систем 219.5 KB
  Манипуляторы робототехнических систем 6.1. Манипулятор. Кинематические пары цепи и схемы. Базовым элементом робота является манипулятор механизм обладающий несколькими степенями подвижности который предназначен для перемещения и ориентации объектов ...
11048. Кинематика манипулятора. Прямая и обратная задача. Геометрия рабочего пространства 179.5 KB
  Кинематика манипулятора. Прямая и обратная задача. Геометрия рабочего пространства. 7.1 Общие сведения о кинематике манипуляторов. В процессе изучения кинематических свойств многозвенных механизмов возникает необходимость описания движения их звеньев без уче...
11049. Мехатронные транспортные средства, устройства бытового и медицинского назначения. Периферийные устройства компьютеров как мехатронные объекты 513.5 KB
  Мехатронные транспортные средства устройства бытового и медицинского назначения. Периферийные устройства компьютеров как мехатронные объекты. 8.1 Мехатронные транспортные средства. Современная автомобильная МС включает как правило целый ряд подсистем выполн
11050. Информационные системы в мехатронике 96.5 KB
  Информационные системы в мехатронике 1. Место и роль информационных систем Информационная система ИС представляет собой совокупность функционально объединенных измерительных вычислительных и других вспомогательных технических средств предназначенных для получ
11051. Первичные измерительные преобразователи 139.5 KB
  Первичные измерительные преобразователи Основные определения Измерительный преобразователь ИП средство измерения предназначенное для преобразования входного измерительного сигнала измеряемой величины в выходной сигнал более удобный для дальнейшего преобра...
11052. Принципы передачи и преобразования информации 130 KB
  Принципы передачи и преобразования информации Во многих встречающихся на практике случаях функциональный блок мехатронного устройства являющийся потребителем информации удален от первичного источника информации например датчика на некоторое иногда довольно зна...
11053. Системы управления мехатронными объектами 123 KB
  Системы управления мехатронными объектами Мехатронные объекты являются ярким примером реализации сложных законов управления. Системы управления применимы в тех случаях когда объект процесс обладает управляемостью т.е. существует возможность изменения его некотор...
11054. Построение структуры системы управления, программная реализация регуляторов 136 KB
  Построение структуры системы управления программная реализация регуляторов Большинство систем процессорного компьютерного управления содержат в своем составе различные регуляторы выполненные программным образом либо реализованные аппаратно. В настоящее время н...
11055. Исполнительные устройства систем мехатроники 206.5 KB
  Исполнительные устройства систем мехатроники Общие сведения и классификация Исполнительными механизмами называются механизмы выполняющие непосредственно требуемую технологическую операцию путем воздействия на обрабатываемую среду или объект с целью изменения