Располагаемая работа при истечении газа
Величинаравная бесконечно малому приращению внешней
кинетической энергии рабочего тела, называется элементарной располагаемой работой. Эта энергия может быть использована для получения внешней полезной работы.
Из сравнения уравнений (5-12) и (13-3) следует, что для обратимого процесса течения газа
(13-7)
Равенство (13-7) показывает, что при движении рабочего тела по каналу знаки dw и dp противоположны. Если dp>0, то газ сжимается, и его скорость будет уменьшаться dw<0.
Если dp<0, то газ расширяется, и его скорость будет увеличиваться dw>0.
Располагаемую работу при истечении газа можно представить графически на рv-диаграмме. На рис. 13-2 изображен обратимый процесс расширения газа 1-2.
Бесконечно малая располагаемая работа — vdp измеряется элементарной площадкой abdc. Очевидно, вся располагаемая работа в процессе 1-2 будет равна
(13-8)
Отсюда приращение кинетической энергии потока газа (располагаемая работа) равно работе внешних сил (p1v1) плюс работа расширения в процессе 1-2 и минус работа (p2v2), затраченная газом на преодоление сопротивления среды, в которую газ вытекает. Она измеряется пл. 1234, ограниченной линией процесса расширения газа, абсциссами крайних точек и осью ординат (р).
Если кривая 1-2 является политропой, то располагаемую работу определяют из уравнения
При адиабатном расширении идеального газа
(13-10)
Сравнивая располагаемую работу при
истечении (пл. 1234) с работой расширения газа (пл. 1265), получаем, что величина располагаемой работы в n раз больше работы расширения газа:
Из уравнения (13-3) следует, что
и
Располагаемая работа при течении газа может быть получена за счет внешнего тепла и уменьшения энтальпии газа. Это уравнение справедливо как для обратимых, так и для необратимых процессов течения газа с трением.
При адиабатном течении из уравнения (13-5)
откуда
(13-11)
При необратимом истечении газа располагаемая работа при том же перепаде давления будет меньше.
Дата добавления: 2015-04-15; просмотров: 2479;