Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
 2017-06-20 |
 242 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
Процесс А → В → 1. Состояние 1.
Для того чтобы перевести газ М0 из состояния А в состояние 1
(т.е. уменьшить его объём), с помощью компрессора через напускной кран К1 (см. рис. 2) в баллон нагнетается некоторое количество m воздуха. Эта часть воздуха (ее можно назвать рабочей массой или рабочим телом ) играет роль своеобразного «сплошного поршня», заполняющего часть объёма баллона. По окончании этого процесса кран К1 переводят в положение «Закрыто».
При вводе в баллон рабочего массы газа внешние силы совершают над газом М 0 и m положительную работу, что приводит к увеличению внутренней энергии системы (давления и температуры в ней). Новое состояние воздуха описать сложно, так как возникающий теплообмен между газом в баллоне и стенками баллона (между баллоном и атмосферным воздухом) приводит к обратному эффекту. Таким образом, значения температуры и давления в системе, при завершении нагнетания рабочего массы газа m, определяются скоростью нагнетания. С этой точки зрения, процесс нагнетания можно осуществить одним из следующих способов.
Первый - это способ «быстрого» нагнетания (процесс А → В на рис. 3). При завершении этого процесса кран К1 переводится в положение «Закрыто» и воздух в баллоне начинает изохорно остывать (процесс В → 1 на рис. 3) до температуры окружающей среды ( T1 = Т0), при этом его давление уменьшится до величины p1 > р0 и уровень жидкости в коленах манометра перестанет
меняться. Давление р 1, в соответствии с (1), можно определить из соотношения
где Н = H1 - Н2 - разность уровней воды в коленах манометра.
Второй способ перевода газа М0 из состояния А в состояние 1 - это способ квазистатического изотермического нагнетания (процесс А → 1). При осуществлении такого процесса воздух в баллоне все время находится в тепловом и механическом равновесии с окружающей средой.
|
|
Таким образом, в состоянии 1 воздух М0 характеризуется следующими параметрами: p1 > p0, T1 = T0, V1 < V0.
Процесс 1 → 2. Состояние 2.
Для осуществления процесса 1 → 2 воздух в баллоне с помощью крана К2 (см. рис. 2) кратковременно соединяют с атмосферой. При этом часть рабочей массы воздуха m выпускается в атмосферу и давление в баллоне падает до значения р2, равного атмосферному (p2 = p0). Между газом в баллоне и атмосферой устанавливается механическое равновесие. С другой стороны, при выводе части рабочего тела из системы, газ в баллоне совершает положительную работу против сил внешнего давления (процесс 1 → 2), что приводит к понижению температуры системы до величины Т2.
Таким образом, воздух М0 в состоянии 2 характеризуется следующими параметрами: p2 = p0, Т2 < T0, V1 < V2 < V0.
Очевидно, что длительность процесса l → 2 и его вид зависят как от величины избыточного давления ∆pl = pgH, так и от сечении выпускного крана К2. В методе Клемана и Дезорма этот процесс считается адиабатическим. Это возможно, если ∆р1 << р0, а также если сечение выпускного крана К2 достаточно велико. Только в этом случае процесс 1 → 2 произойдёт достаточно быстро, так, что можно пренебречь теплообменом между газом в баллоне и окружающей средой. В лабораторной установке длительность этого процесса составляет ∆τ2 ≈ 0,1 с. Для сравнения, одно моргание человеческого глаза длится приблизительно 0,05 секунды.
Процесс 2 → 3. Состояние 3.
Допустим, что в конце адиабатического процесса 1 → 2 кран сброса воздуха К2 закрывается. Далее воздух в баллоне начнёт изохорически медленно нагреваться (процесс 2 → 3) до температуры окружающей среды (T3 = Т0), при этом его давление возрастет до величины р3 > р0 и уровень жидкости в коленах манометра перестанет меняться. В соответствии с (1) давление воздуха в баллоне р3 можно определить из соотношения
|
|
где h = h1 - h2 - разность уровней воды в коленах манометра.
Таким образом, в состоянии 3 газ М 0 находится в тепловом и механическом равновесии с окружающей средой и характеризуется следующими параметрами: р3 > р0, T3 = T0, V3 = V2 < V0.
Используя описанный выше процесс 1 → 2 → 3, законы идеального газа и уравнение адиабатического процесса, выведем расчетную формулу для определения величины γ.
Давление и температура воздуха М0 в процессе 1 → 2 → 3 (см. рис. 3) связаны следующими соотношениями:
адиабатический процесс 1 → 2:
изохорический процесс 2 → 3:
Решая совместно (4) и (5), получим следующее уравнение:
В лабораторной установке манометр позволяет измерить величину избыточного давления воздуха в баллоне. Поэтому в уравнение (6) следует подставить соотношения (2) и (3):
После логарифмирования этого равенства и простых математических преобразований получаем следующее соотношение для показателя адиабаты γ воздуха:
В вышеописанном методе предполагается, что атмосферное давление р0 много больше избыточного давления, т.е. р0 >> pgH и pgh. Тогда можно принять что ln(1+x) ≈ х (первый член в разложении соотношения ln (1 + х) в ряд Маклорена), где х это (pgH)/p0 и pgh/p0. С учетом этого из (7) получаем следующую простую формулу для определения показателя адиабаты воздуха:
Учитывая, что H = H1 - H2, а h = h1 - h2, окончательно получаем рабочую формулу для расчета показателя адиабаты воздуха:
В формуле (8) под величиной h понимается разность уровней воды в коленах манометра, возникающая в предположении, что кран К2 закрывается в момент окончания адиабатического расширения 1 → 2 (см. рис. 3).
Если кран К2 закрыть спустя некоторое время после завершения процесса 1 → 2, то за это время температура в баллоне изобарно повысится (процесс 2 → 2' на рис. 3). В этом случае соответствующая разность высот (H - h) увеличится, что приведет к уменьшению значения у Если же кран закрыть до завершения этого процесса, то разность высот ( H - h) уменьшается, что приводит к увеличению величины у по сравнению с ее действительным значением.
Таким образом, для получения «хороших» результатов выпускной кран К2 необходимо закрыть в момент окончания адиабатного процесса 1 → 2.
|
|
|
|
|
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!