Цикл работы кондиционера в Т- S - диаграмме

Удельную энтропию можно применять совместно с одним из основных параметров для графического изображения процессов. Аналогично тому как мы строили изменение объема в зависимости от изменения температуры мы можем изобразить некоторый процесс изменения энтропии и температуры в Т- S координатах. В этом случае любая точка на графической плоскости соответствует определенному состоянию рабочего тела, а линия от точки 1 до точки 2 отображает некий термодинамический процесс. Особенностью Т- S координат является то, что площадь под линией процесса соответствует количеству энергии отданной или полученной рабочим телом.

Рисунок 5. Т – S диаграмма цикла Карно. (обратно к содержанию)

На данной диаграмме (рисунок 5) представлен некий замкнутый цикл. Система последовательно переходит из точки 1 в 2 затем 3, 4 и снова в 1. Из графика видно, что процесс 1 => 2 является изотермическим (происходит при Т₁= const) и процесс 3 => 4, также является изотермическим (происходит при T₂=const). Процессы 2 => 3 и 4 => 1 являются адиабатными, поскольку в них не происходит изменение энтропии то dS = 0, следовательно dQ = 0 или Q = const. Причем в процессе 2 => 3 происходит охлаждение рабочего тела за счет совершения работы телом, а в процессе 4 => 2 происходит нагрев рабочего тела, за счет совершения работы над телом.

 

Количество тепла подводимое к системе: Q₁ = T₁ × (S₂-S₁) - площадь прямоугольника 1-2-S₂-S₁-1 (вся область закрашенная голубым и зеленым).

Количество тепла отдаваемое системой: Q₂ = T₂ × (S₂-S₁) площадь прямоугольника 3-S2-S1-4-3 (область закрашенная голубым цветом).

Работа цикла - разность подведенной и отведенной теплоты: L = Q1 - Q2 (область закрашенная зеленым).

К.П.Д цикла:

Определение полного статистического давлений, местное сопротивление в вентиляционной установке

Воздушная среда производственных помещений должна удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям, которые обуславливают сохранение здоровья работающих, и отвечают требованиям проводимого в них технологического процесса. Безопасность персонала, занятого на промышленных предприятиях, в значительной мере обеспечивается за счет поддержания нормируемых параметров воздушной среды средствами вентиляции.

Для перемещении по вентиляционной сети требуемого расхода воздуха вентиляторы совершают определенную работу, поддерживая некоторое давление, необходимое для преодоления ее сопротивления.

В общем случае для вентиляционной сети существует взаимосвязь:

где P — полное давление, которое необходимо для перемещения воздуха в сети, Па;

L — расход воздуха,м 3 /с;

n — показатель степени, зависит от режима движения воздуха. При турбулентном режиме n = 2, при ламинарном n = 1;

R — аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети.

В соответствии с уравнением (1) п = 1 и величина аэродинамического сопротивления фильтра R_ф определяется по данным инструментальных замеров падения давления на фильтре ΔР и расхода воздуха через него L:

R_ф = ΔР / L. (7)

Размерность R_ф, как это следует из выражения (7), – Па • с/м³.

К сожалению, в технической литературе по фильтрующим устройствам [22,23,24,25, 26,27] и даже в справочниках [13, 28, 29, 30] и учебниках [14, 31] аэродинамическое сопротивление фильтров также оценивают в единицах давления, что допустимо только для частного случая – при заданных L и ΔР для установления допустимых значений второго при известном первом.

С учетом особенностей геометрии каналов фильтра в общем случае падение давления на нем можно представить в виде суммы:

R_ф = R₁ • L + R₂ • L², (8)

где R₁ и R₂ – соответственно линейная и квадратичная составляющие аэродинамического сопротивления фильтра.

Полученное уравнение (8) может использоваться и в других элементах вентиляционной сети для оценки их аэродинамического сопротивления, если режим движения воздуха не соответствует строго ламинарному или турбулентному.

Запишем далее уравнение (8) в следующем виде:

ΔP = R₁ • L + R₂ • L² = R₂ • L² • (1+ R₁/R₂ • 1/L) = R₂ • L² • (1 + ξ/L) (9)

Оценим возможность применения квадратичного закона сопротивления, допуская погрешность оценки ΔР не более 5%. Тогда второе слагаемое в скобках правой части уравнения (9) не должно превышать 0,05. По номограмме (рис.1) этому условию будут соответствовать следующие значения расходов воздуха:

L > 2 м³/с при ξ = 0,1;

L > 20 м³/с при ξ = 1;

L > 200 м³/с при ξ = 10;

То есть с уменьшением соотношения линейной и квадратичной составляющих аэродинамического сопротивления область возможной аппроксимации закона сопротивления квадратичным выражением расширяется. Аналогичные выкладки для линейного закона сопротивления дают выражение:

ΔP = R₁ • L + R₂ • L = R₁ • L • (1+ R₂/R₁ • L) = R₁ • L • (1 + η • L)

Выводы

1. Аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети или ее отдельного элемента – это физическая величина, которая может быть определена расчетным путем на основе известных данных о геометрических размерах вентиляционного сооружения, коэффициенте сопротивления трения и режиме движения воздуха.

2. Характеризовать аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети или ее отдельного элемента по величине падения давления на его преодоление правомерно только в частных случаях, при обязательном фиксировании расхода воздуха через рассматриваемое сопротивление.

3. Если в вентиляционной сети в целом или на отдельных ее участках имеет место промежуточный режим движения воздуха (1 < и < 2), то следует использовать двучленный закон сопротивления, определяя соответственно линейную и квадратичную составляющие аэродинамического сопротивления.

 

55. Зависимость коэффициента теплоотдачи горизонтальной трубы при свободном движении воздуха от температурного напора и диаметра трубы

Средний коэффициент конвективной теплоотдачи при свободном движении теплоносителя около горизонтальной трубы определяется на основании следующей критериальной зависимости: где Напишите критериальную формулу в развернутом виде и поясните, каково влияние диаметра трубы, вязкости жидкости и направления теплового потока на коэффициент теплоотдачи.

Ответ: . Критерий Грасгофа Число Прандтля Критериальная формула в развернутом виде   Таким образом, коэффициент теплоотдачи зависит от диаметра трубы и кинематического коэффициента вязкости . Направление теплового потока учитывается в критериальной формуле множителем

 

Критерии подобия

Критерии подобия – это главное понятие в разделе физики, называемом теорией подобия. Они являются отношениями двух одинаковых по природе физических величин, имеющих одинаковые размерности. Как указано на странице, посвященной классификации производных физических величин, величину, находящуюся в знаменателе отношения, называют базовой физической величиной. В современной метрологии критерии подобия относят к безразмерным физическим величинам.
А.Гухман (1968) различает в теории подобия такие четыре категории безразмерных величин: константы подобия, параметрические критерии подобия, безразмерные комплексные переменные и критерии подобия. Сам А. Гухман считает, что термин “теория подобия” имеет скорее исторический характер. Он утверждает, что критерии подобия - это обобщенные физические переменные величины, а саму теорию подобия правильнее было бы назвать методом обобщенных переменных. Так что теория подобия – один из методов обобщения в науке.

К категории констант подобия следует отнести такую безразмерную физическую величину, у которой базовой физической величиной является величина с фиксированным размером. Такой базовой физической величиной может быть фундаментальная физическая константа (например, электродинамическая постоянная, элементарный электрический заряд, число Авогадро и т.п.).

 

К категории параметрических критериев подобия относят такую безразмерную физическую величину, у которой базовой физической величиной является характерный и общеизвестный параметр. Например, при оценке величины перегрузки силами инерции при движении летательных аппаратов в качестве характерного значения ускорения принимают ускорение свободного падения g = 9,81 м/с² и параметрический критерий подобия называют критерием перегрузки. Другой пример: для оценки скорости летательного аппарата в качестве базовой физической величины применяют скорость звука в воздухе.
И лишь в том случае, когда базовая физическая величина является не постоянной и не фиксируемой физической величиной, а представляет собой комбинацию физических величин, то переходят к рассмотрению такой категории, как критерии подобия. Таким образом, если уточнить определение, токритерии подобия – это отношения двух однородных физических величин, изменяющихся независимо друг от друга.
Наиболее известный пример критерия подобия – это критерий Рейнольдса Re, равный отношению сил инерции движущегося текучего вещества к сумме сил внутреннего и внешнего трения. Другой пример: коэффициент трения скольжения f, равный отношению силы прижима поверхностей соприкасающихся тел друг к другу к силе сопротивления, возникающей при относительном сдвиге этих тел. В этом случае сила сопротивления зависит как от сдвигающей силы, так и от силы прижима.

 

---

Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 294; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!