Сведения из сопутствующих технических дисциплин

Преобразование энергии движения жидкости лежит в основе работы гидро-, ветро-, волновых и ряда солнечных энергетических систем. Для понимания работы этих систем необходимо рассмотреть основные законы механики: сохранение массы, количества движения, энергии.

Течения будем считать несжимаемыми. Различие между жидкостью и газом состоит в гораздо большей сжимаемости газа.

Закон сохранения энергии, уравнение Бернулли.

Течение жидкости будем считать установившимся. При этом картину течения представим множеством линий, совпадающих с вектором скорости. Эти линии называются линиями тока. На рис. 2.1. показана трубка с начальным сечением на высоте Z1 и конечным на Z2 .

1

Рис. 2.1. Иллюстрация закона сохранения энергии для трубки тока

Через сечение 1 втекает масса жидкости m=ρ*A1u1*Δt и столько же жидкости вытекает через сечение 2. Из закона сохранения энергии жидкости следует, что потери потенциальной энергии и работа, совершаемая силами давления, в сумме равны увеличению её кинетической энергии и потерям энергии на трение.

Этот баланс запишем в виде:

(2.1)

Сила р11 совершает работу на расстоянии u1*Δt (аналогично и для р22), Еf –тепловыделение при трении, t- время.

В идеальном случае трением можно пренебречь

(2.2)
вдоль линии тока

= соnst (2.3)

 

Уравнения (2.2 и 2.3) сохранения энергии называются уравнением Бернулли.

Сумма членов (2.3) называется полным напором. Полный напор - это полная энергия единицы массы жидкости. Напор имеет размерность длины. В уравнениях (2.2 и 2.3) можно пренебречь вязкостью, сжимаемостью, и теплопроводностью.

В приёмниках солнечного излучения и в теплообменниках в единицу времени потоку жидкости передаётся от теплового источника энергия Рт. В левую часть (2.1) добавим член, равный количеству переданной тепловой энергии, Е=Рт*Δt. Теплосодержание массы жидкости m с температурой Т1 равно m*c*T1 (c- удельная теплоёмкость жидкости), теплосодержание вытекающей жидкости равно m*c*T2. Теплосодержание объёма изменяется на m*c*(T2-T1). Добавляя этот член в правую часть (2.2), получаем

(2.4)

 

где Q – объёмный расход жидкости, равный Q =A*u; А - площадь поперечного сечения.

В теплообменниках (2.4) принимает вид:

Рт = ρ*с*Q(Т2 – Т1). (2.6.) (2.5)

 

 








Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 634;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.