Механизм возникновения подъемной силы при обтекании потоком крылового профиля.

Крыловым обычно называют профиль цилиндрических тел с закругленной передней кромкой и заостренной задней.

Такую форму или близкую к ней имеют крылья летательных аппаратов, лопасти гребных винтов и турбомашин, подводные крылья судов. Эта форма обеспечивает минимальное лобовое сопротивление и максимальную подъемную силу.

Из диаграммы сил давления видно, что подъемная сила создается не столько повышением давления под крылом, сколько падением давления над крылом (под-избыточное давление, над-разряжение). Жуковский Н.Е. показал, что любая подъемная сила крыла связана с вихрями. Имеется ввиду, что около крыла обтекаемого потоком формируется вихрь, который назвали присоединенным. Если бы имел место невязкий поток, то подъемная сила равнялась бы нулю, поскольку поток позади крыла не изменял бы направление движения по отношению к потоку перед крылом. При обтекании крыла реальным вязким потоком может рассматриваться как суперпозиция (наложение) невязкого обтекания и вихревого движения воздуха вокруг крыла с направлением циркуляции вихрей по часовой стрелке. Величина подъемной силы оказалась напрямую связана с наличием циркуляции скорости Г по контуру охватываемому профиль крыла. Этот контур должен находиться вне зоны пограничного слоя, толщина которого, применительно к крылу может составлять несколько сил. При обтекании крыла вихри периодически отрываются от поверхности задней кромки и уносятся потоком газа, т.о. очевидно, что вязкость потока способствует образованию подъемной силы, являясь определяющим фактором для формирования циркуляции скорости вокруг профиля крыла.

 

Вопрос № 31

Что называется насыщенным и перегретым паром. Как можно пользуясь таблицами и формулами, определить удельный объем, энтальпию и энтропию влажного насыщенного пара.

Если процесс парообразования происходит в закрытой емкости, то между процессами парообразования и обратного перехода пара в жидкость может наступить равновесие.

Насыщенный пар – это пар, находящийся в равновесном состоянии с жидкостью, из которой он получается (имеет мах плотность при данном давлении и температуре). ПОЛУЧАЕТСЯ ПРИ ПАРООБРАЗОВАНИИ В ЗАКРЫТОМ ПРОСТРАНСТВЕ ПРИ ПОДВОДЕ ТЕПЛОТЫ К ПОВЕРХНОСТИ ВСЕ ОБЪЕМА. При испарении всей жидкости получается сухой насыщенный пар, который не содержит частиц жидкой фазы. Насыщенный пар, который содержит мельчайшие капельки жидкости, называется влажным насыщенным паром.

Перегретый пар –это пар имеющий при данном давлении более высокую температуру, чем с.н.п.

Разность между температурой перегретого пара и температурой сухого насыщенного пара называется степенью перегрева.

Степенью сухости х (паросодержанием) называется отношение массы сухого насыщенного пара G_п, содержащегося во влажном паре, к общей массе влажного насыщенного пара G:

.

(1-х) – называется степенью влажности (массовая доля жидкости во влажном паре).

 

Удельный объем вл. пара определяется как объм смеси состоящей из вл. и с.н.п.:

v=v′(1-x)+v″x

(при х=0,9 и более v= v″x(для невысоких давлений));

v′ уд. объем кипящей воды, v″– уд. объем с.н.п. кот. определяются по табл. ТД св–в воды и водяного пара в состоянии насыщения при заданном Р или t.

Удельная энтальпия: i=i′(1-x)+i″x;

Удельная энтропия: S=S′(1-x)+S″x.

 

 

Вопрос № 32

Изобразите на i-s диаграмме основные термодинамические процессы водяного пара. Дайте при этом необходимые пояснения.

 

is - диаграмма является наиболее удобной для расчетных целей. Это связано с тем, что удельные количества теплоты и работы изображаются не площадями, а отрезками линий. За начало координат в is - диаграмме принято состояние воды в тройной точке, где s₀ =0 (допущение) i₀ =0. По оси абсцисс откладывается удельная энтропия, а по оси ординат - удельная энтальпия.

Изобары (p=const) в области влажного пара являются прямыми наклонными линиями, берущими начало на пограничной кривой нулевой степени сухости, к которой они касательны. В этой области изобары и изотермы совпадают. В области перегретого пара (правее и выше кривой х=1) изобары имеют вид кривых отклоняющихся вверх с выпуклостью, направленной вниз. Изо­термы в этой области отклоняются вправо и их выпуклость направлена вверх. Между кривыми АК и KB наносится сетка линий постоянной степени су­хости (x=const) пара, сходящихся в критической точке К.

Кроме того, на диаграмму наносится сетка изохор, имеющих вид кривых, поднимающихся вверх (как в области влажного, так и в области перегретого пара) более круто, чем изобары. В практических расчетах обычно используется лишь область диаграммы, расположенная в правом верхнем углу.

 

 

Вопрос № 33

Что называется теплотой парообразования. Какой площади эквивалентна эта величина на T-S диаграмме пара.

 

Количество теплоты, затрачиваемое на превращение в пар 1 кг воды, нагретой до температуры кипения, называется удельной теплотой парообразо­вания и обозначается r.

Теплота парообразования зависит от температуры и давления и с их возрастанием она уменьшается, обращаясь в ноль в критиче­ской точке.

По первому закону термодинамики

r = u" -u'+l",

где и"- внутренняя энергия сухого насыщенного пара; l" = р(v" - v ') - работа расширения в процессе парообразования (работа против внешних сил).

Разность энергий и"- и' называется внутренней теплотой парообразования (эта энергия расходуется на преодоление сил внутреннего сцепления между молекулами). Таким образом, теплота парообразования затрачивается на работу про­тив внутренних и внешних сил.

Так как процесс парообразования идет при постоянном давлении, то

r = i"-i',

где i"- энтальпия сухого насыщенного пара.

Теплота парообразования r в Ts- диаграмме определяется площадью под линией процесса 2-3.

 

 

Вопрос № 34