ДЩріс 7
(1 са“ат, 5 апта)
Та›ырып. Термодинамикалы› а“ыс
ДЩріс саба›тыЈ жоспары
1 Газдар жЩне булар а“ысы.
2 Дыбыс жылдамды“ы.
3 Адиабатты› а“ыу.
4 Лаваль соплосы.
5 Газдар мен булар ›оз“алысы.
МашиналардыЈ аппараттардыЈ жЩне приборлардыЈ ж±мыс Їрдістерін аны›тау“а каналда“ы газ жЩне булардыЈ ›оз“алысыныЈ заЈдарын о›ып Їйрену ›ажет.
А“ыс теориясыныЈ міндеті – а“ыс жылдамды“ымен секундалы› шы“ынды аны›тау, берілген жа“дайлар“а тЩуелді сопло тЇрін таЈдау мЩселесін шешу.
ГаздардыЈ а“ысын білдіретін жылудинамикалы› бірінші заЈы: ж±мыс дененіЈ а“ысына сырттан келетін жылу энтальпия йзгеруіне, техникалы› ж±мысын істеуіне жЩне кинетикалы› энергияны кйтеруіне Їсталынады.
Каналдарда ж±мыс дене а“ыуыныЈ жылдамды“ы ±лкен болады. КаналдыЈ ±зынды“ы Їлкен бол“анды›тан канал жЩне газ ›абыр“алар арасында жылуалмасу йте аз болады да, оны менсiнбеуге болады. Сондай агыуы адиаббаты› а“ыу процессі деп аталады.
Адиаббатты› процесіндегі газ а“ысыныЈ жылдамды“ы  , м/с, мына ж±мыстыЈ теЈдеуімен аны›талады:
,(1)немесе
,(2)сонды›тан:
,(3)м±нда“ы - газдыЈ бастап›ы жылдамды“ы, м/с;
- каналдан шы“а берісіндегі газдыЈ соЈ“ы жылдамды“ы, м/с.
Адиабатты а“ыстыЈ газ параметрлері p1, v1, T1. Кіре берістегі газ жылдамды“ы с1. Соплодан шы“а берістегі газ ›ысымы р2 кіретін ортаныЈ ›ысымына теЈ.
А“ыс жылдамды“ы с2,, м/с:
.(1)
Соплодан йтетін газдыЈ массалы› шы“ыны М, кг/с:
.(2)
Мах саны – б±л а“ыс жылдамды“ыныЈ жеке дыбыс жылдамды“ына ›атынасы. Мах саныЈ аны›тайтыЈ формуласы:
.(3)
ГаздыЈ ±л“аюы мен оныЈ жылдамды“ыныЈ арты йтетін каналдарды сопло деп атайды. ГаздыЈ сы“ылуы мен жылдамды“ыныЈ азаюы йтетін каналдарды диффузорлар деп атайды.
Сурет 1 – ДиффузордыЈ сызбан±с›асы
ДиффузордыЈ 5-3 учаскесінде (аралы“ында) а“ын жылдамды“ы дыбыс жылдамды“ынан кйп болса, онда 3-1 аралы“ында ол дыбыс жылдамды“ынан аз болады. Егер диффузордыЈ кіре берісіндегі жЩне шы“ар аузында“ы газ жылдамды›тары дыбыс жылдамды“ынан Їлкен болса, онда диффузор кішірейеді. Ал жылдамды›тары дыбыс жылдамды›тарынан аз болса, онда б±ндай диффузор кеЈейеді. ДиффузордыЈ кіре берісіндегі газ жылдамды“ы дыбыс жылдамды“ынан Їлкен, ал шы“ар ауызда“ы газдыЈ жылдамды“ы дыбыс жылдамды“ынан аз болса, онда диффузор кішірейеді (5-3 аралы“ы) содан кейін кеЈейеді (3-1 аралы“ы)
ДыбыстыЈ жылдамды“ынан Їлкен жылдамды›ты ›±рамалысы соплоларда болуы мЇмкін. Олар тарыл“ан жЩне кеЈейтiлетiн бйліктерден т±рады. Сондай ›±рамалысы сопло – ЛавальнiЈ соплосы деп айтады.
Газ ›оз“алатын жолда“ы т±тікте кйлденеЈ ›има тарылса (кішірейсе) (вентиль, жылжымалы ›а›па›), онда осы ›имадан йткен кезде газ ›ысымы азаяды. Осындай газдыЈ сырт›ы ж±мыс жасамй ±л“аю процессін дроссельдеу деп атайды.
Дроссельдеудегі ›ысымныЈ азаю шамасы газ кЇйіне жЩне таби“атына, салыстырмалы тарылу шамасына жЩне ›оз“алыс жылдамды“ына тЩуелді болады.
Техникада дроссельдеу сал›ындату“а, бу машиналарды мен турбиналарда олардыЈ ›уатын йзгертЇге ›олданады.
ГаздыЈ таралатын ›има ар›ылы йткенде оныЈ жылдамды“ы йседі жЩне ›ысым тймендейді. Шрі ›арай кері ›±былыс болады: газ жылдамды“ы азаяды, ал оныЈ ›ысымы артады, біра› бастап›ы р1 ›ысымнан артпайды. Б±л кезде кинетикалы› энергияныЈ бйлігі, тарылу салдарынан болатын ›±йындар мен со“ылыстар салдарынан жылу“а айналады, ол жылужы газ ›абылдамайды. љайтымсыз болатын, дроссельдеу процесінде газ энтропиясы артады.
Реал газдарды дроссельдегенде олардыЈ энтальпиясы (шеткі нЇктелерде) йзгермейді. Энтропия мен кйлем артады, ›ысым азаяды, ал дроссельдеудіЈ алдында газ кЇйіне тЩуелді температура артуы немесе азаюы мЇмкін. Идеал газды дроссельдегенде энтальпия “ана емес температура да йзгермейді.
Дроссельдеудегі реал газ температурасыныЈ йзгеруі Джоуль-Томсон эффекті деп аталады, ол 1852 ж. тЩжірибе жЇзінде аны›тал“ан жЩне келесі жа“дайларда пайда болады.
Осы дЩрістіЈ материалдарыныЈ негізгі тЇсініктеріЈ білЇі керек:
ГаздардыЈ а“ысы; сопло; диффузор; дросселдеу; Джоуль-Томсон эффекті.
издік ба›ылау с±ра›тар
1 Сопло дегеніміз не?
2 Диффузор дегеніміз не?
3 Дроссельдеу процессі дегеніміз не?
4 Дроссельдеу процессін кйрсетініз
5 Реал газдардыЈ параметрлері ›алай йзгереді?
6 љоз“алыс процессі дегеніміз не?
°сынылатын о›улы›тар
1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат., 1969. – б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». – М.: Высшая школа, 1980. – б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалы› термодинамиканыЈ негіздері» - 2006. – б.4-16
4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.: Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41
5 ЭнергетиканыЈ электронды› энциклопедиясы.
Модул 1. Техникалы› жылудинамика
| 
