|
|
все лекции по тд и тп. Закон тд для закр неподвиж сисмы. Сисма не обменивающаяся с окр средой вещвом называется закрытой
Цикл Отто.
Для всех  динамических хар-тик: термичес. :
и сравнительное давление: -рабочий объем.
-как работа единицы рабочего объема, т.е. удельн. работа цикла. и зависят от степени сжатия, рабочего тела. Кол-ва подведенной теплоты и способа подвода
Описание процессы, параметры цикла:
 -степень сжатия; -степень повышения давления при изохорном теплоподводе -уд. теплоты q1 и q2
Подстановка и в :
Ср.давление:
Давление отмечено давлением детонации, и -тоже ограничен. В цикле Отто используется топливовоздушная смесь с зажиганием искры; и до 1,5 МПа или =до 9. Пред. Величина зависит также от топлива.
Цикл Дизеля.
Описать процессы параметры:
 ; -степень пред. расширения
-степень посл. расширения
 ; ;
;
Удельные теплоты : =>
=>
увеличивается при увеличении и уменьшается при возрастании . Его также можно подсчитать как отношение площади aczb к площади под процессом cz на TS. При увеличении нагрузки (подводной теплоты q1) уменьшается. Среднее давление вычисляется по формуле если
Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку.
Пусть заданы след. параметры:
диаметры каждой пов-ти;
теплопроводности стенок;
контактные терм. сопротивления м/у стенками;
ГУ 3го рода:
при d=d1 , t=tf1 , α= α1;
при d=dn+1 , t=tf2 , α= α2.
Для ГУ 3-го рода можно записать при d=d1 ; при d=dn+1 (1.31).
Тепловой поток через стенку определ. по формуле (1.24). Из нее: (1.31)
А из (1.31):
Исключив температуры крайних пов-тей стенки tw1 и tw1+1 определим тепловой поток приходящийся на единицу длины стенки: (1.32)
где kl- линейный коэф. теплопередачи:
Величина - общее линейное термическое сопротивление.
Температуры пов-тей (tw и tw+1) определяются по формуле (1.31), если стенка одна (n=1, R=0): (1.34)
Критический диаметр тепловой изоляции трубопровода.
Рассмотрим условие, при котором материал, используемый для изоляции трубы уменьшает тепловой поток. Для этого из (1.33) опред. общее линейное термич. сопротивление однородной трубы, покрытой слоем изоляции, пренебрегая контактным термическим сопротивлением м/у трубой и изоляцией. Оно равно:
Из этой формулы видно, что при увеличении толщины изоляции предпоследний член этой формулы увеличивается, отражая рост внутреннего термического сопротивления, а последний уменьшается, характеризуя уменьшение внешнего термического сопротивления. Следовательно функ-я (1/kl)=f(dиз) имеет экстремум. Определим его, приравняв к 0 f’(dиз):
(1.37)
dиз определяем из (1.36) назыв критическим и он равен:
(1.37)
Вторая производная:
, поэтому при dиз=dкр, получаем min общего термического сопротивления или max теплового потока. Изм. теплового потока в завис. от dиз характериз рис.:
Введем параметр Акр=dкр/d2.
Параметр Акр измен. в пределах: 1>= Акр >1.
При Акр >1, т.е. dкр>d2 увелич изоляции от d2 до dкр ведет к увеличению ql. В этом случае изоляция бессмысленна. При Акр <=1, т.е. dкр<=d2 увелич dиз от dкр до поизвольной величины позволит уменьшить тепловой поток через трубу.
Эффективность тепловой изоляции возрастает с уменьшением ее теплопроводности. Лучшие теплоизоляторы с пористой структурой имеют теплопроводность, приближ. к теплопроводности воздуха.
Для повышения эффективности изоляции используют эффект ухудшения теплопроводности газового слоя при умен. плотности газа. На этой основе создана вакуумно-многослойная изоляция. Отметим, что общее термическое сопротивление плоской стенки только возрастает с увеличением слоя изоляции.
Факторы определяющие интенсивность конвективного теплообмена.
На движении жидкости и ее теплообмен в пс существенное влияние оказывает силы давления и массовые силы а также форма обтекания поверхности. Определенное влияние также оказывает внешняя турбулентность.
Tf и tw - входят в формулу Ньютона в явном виде несмотря на это Tf и tw влияет и на коэффициент теплоотдачи ά т.к. от них зависят теплофизические свойства теплоносителя и диапазон их измерения .
ά – коэффициент теплопроводности зависит от скорости потока теплопроводности , вязкости, плотности, объемного расширения удельной теплоемкости, массовых сил(ускорения), формы и размеров тела , нестационарности и др.
Большое число факторов затруднят получение расчетных соотношений для определения коэффициента теплоотдачи ά.
Задача конвективного теплообмена только для простейших случаев обтекания в спектре гораздо более сложный случай обтекания тел рассчитывается путем численного интегрирования системы дифференциальных уравнений типа уравнения Прандтля.
Во многих случаях физический эксперимент остается единственным способом исследования закономерности определения теплоотдачи.
Числа подобия процессов конвективного теплообмена.
Назовем пространственно временную точку М(r,t)(все вевторы) сходственной по отношению к точке М(r,t) если разницы векторы этих точек или их координаты и соответственные моменты времени могут быть получены одним из других по формулам
R=Clr x=Clx y=Cly z=Clz τ=Cττ где Cl , Cτ const подобия
2 физических явления подобны если велечины характеризует одно из явлений могут быть получены из соответствующих величин другого взятых в сходственных пространственных временных точках простым умножением на соответствующий const подобия.
Из определения подобия физ явлений следует что поля безразмерных физ параметров должны быть одинаковы для этого необходимо чтобы были одинаковы безразмерные диф уравнения описывающие подобные физ явления вместе с их начальными и граничными условиями . это равносильно тому что в безразмерном диф уравнении безразмерные множители или числа подобия перед соответствующими частными производными были одинаковы .Если привести к безразмерному виду уравнения то можно получить следующие числа подобия :
число Рейнольдса
число Эйлера
число Фруда
число Прандтля , l- характерный размер
безразмерный коэф теплопередачи получим из уравнения ά(tf-tw)= -λ()w
число Нуссельта
в теории теплообмена часто пользуются числами Пикле, Стентона, Грасгофа они могут быть получены из уже известных чисел подобия
число Пикля
число Стентона
число Грасгофа
число Gr используется для характеристики в сводной конвекции возникает под действием разности плотностей внеоднородном поле температур , в этом случае под объемной силой будем подразумевать архимедову силу
где относительное изменение удельных объемов среды
введя термический коэф расширения жидкости определяемой равенством
- коэф термического расширения
получим
тогда число Gr примет вид
следует отметить что все рассмотренные числа подобия получены из урав движения энергии и теплоотдачи которые могут быть представлены в виде соответствующих урав подобия при исследовании простейших явлений теплоотдачи урав подобия имеет вид
где Ki параметрическое число подобия представленное отношение 2-х величин одинаковой природы в краевых условиях (i=1,2,3….)
Для удобства обработки результатов экспериментов урав подобия принято представлять в виде степеней функций
где C, n ,m, k, Si имперические числовые коэф
l- входные числа подобия называется определяющим при обобщении результатов эксперемента по средней теплоотдачи в качестве определяющего характерный размер системы
Физические параметры теплоносителя выбираются при определенной температуре . температура при аоторой выбираются физ параметры теплоносителя входящие в числа подобия называется определяющей можно выбрать среднюю температуру жидкости t,f среди температур tw , при среди нюю температуру nс и tw(tf+tw )/r наиболее часто среди температур теплоносителя примем как определяющая.
Цикл Сабате.
Данный цикл обусловлен смешанным подводом теплоты при V=const и p=const. Цикл состоит из обратных процессов: а-c – изоинтропное сжатие, с-z’ – изохорный подвод теплоты q1’, z’-z – изобарный подвод теплоты q1’’ , z-b – изоинтропное расширение, b-a – изохорный отвод теплоты q2. Параметры цикла: удельные теплоты:
Температуры в точках цикла:
В итоге получаем выражение для термического КПД и среднее давление цикла:
смешанный цикл относится к быстроходным дизелям и осуществляется в бескомпрессорных дизелях. В цилиндрах дизеля сжимается чистый воздух и происходит самовоспламенение топлива, распыление которого осуществляется механическим путем с помощью насоса и насос-форсунки под давлением 100-150 МПа. Минимальная величина ε в реальном дизеле определяется созданием условий надежного самовоспламенения впрыснутого топлива и составляет ε
14-22.
|
|
|
Скачать 1.36 Mb.