Жылу техникасы



бет1/3
Дата17.04.2016
өлшемі1 Mb.
  1   2   3
: files -> MethodBook
MethodBook -> 1.Әбішев К. А. Философия А., 2006ж. Бөрібаев Т.Қ. Ұлт менталиенті. А.,2002ж
MethodBook -> Рабочая учебная программа Мамандық: 5В070500 Математикалық және компьютерліқ улгілеу Оқу түрі: күндізгі Өскемен Усть-Каменогорск 2013
MethodBook -> Студентке арналған пәннің оқу бағдарламасы
MethodBook -> Д. Серікбаев атындағы ШҚмту «Көлік және логистика» кафедрасы
MethodBook -> Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
MethodBook -> «Жалпы инженерлік пәндер» кафедрасы, машинажасау және көлік факультеті
MethodBook -> Ф1 и вкгту 701. 01-01-1-2011
MethodBook -> Ғылым философиясы және тарихы
MethodBook -> Дәріс сабағының құрылымы: Дәріс №1,2 Тақырып
MethodBook -> А. М. Сидоренко автокөлік құралдары


Д.Серікбев атында“ы ШЫ’ЫС љАЗАљСТАН МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНИКАЛЫљ УНИВЕРСИТЕТІ

БЕКІТЕМІН

«Кйлік жЩне логистика» кафедрасыныЈ меЈгерушісі ______________В.Н. Вдовин _______ ______________2013 ж

ЖЫЛУ ТЕХНИКАСЫ

050713 «Кйлік, кйлік техникасы жЩне технологиялар» маманды“ы
ДШРІСТЕР


искемен


2013

ДЩріс №1
ДЕНЕ К®ЙІНІў НЕГІЗГІ

ТЕРМОДИНАМИКАЛЫљ ПАРАМЕТРЛЕРІ
Жылу техникасы пЩні ЩртЇрлі жылу машиналарында жылу жЩне ж±мыстыЈ йзара тЇрлену процестерін зерттейді.

Жылу ›оз“алт›ыштарында жылудыЈ ж±мыс›а тЇрленуі ж±мысты› дененіЈ кймегімен жЇзеге асырылады. Іштен жану ›оз“алт›ыштарында жЩне газотурбиналы› ›ондыр“ыларда ›аралатын процестерде ж±мысты› дене ретінде газ алынады. Бу ›оз“алт›ыштарында“ы процестерде ж±мысты› дене ретінде газ кЇйінен с±йы› жЩне с±йы› кЇйінен газ кЇйіне лезде айналатын бу алынады.

ДененіЈ физикалы› кЇйін сипаттайтын шамалар кЇй параметрлері деп аталады.

КЇй параметрлері деп келесі шамаларды айта аламыз: меншікті кйлем, абсолютысым, абсолют температура, ішкі энергия, энтальпия, энтропия, концентрация, изохоралы›-изотермиялыпотенциал таы с.с.

Жылу техникасында біртекті дененіЈ кЇйі Їш параметрмен аны›талады: меншікті кйлем, абсолют температура жЩне абсолютысым.

Осы негізгі Їш параметрлер бір бірімен математикалы› тЩуелділікпен байланыс›ан.



Меншікті кйлем. Біртекті заттыЈ меншікті кйлемі – кйлемніЈ масса“а ›атынасымен аны›талатын шама

Меншікті кйлем (, м3/кг) – бірлік массаныЈ кйлемі.



(2.1)

м±нда V – кез-келген мйлшердегі заттыЈ кйлемі, м3;



т – осы дененіЈ массасы, кг.

Меншікті кйлемге кері шама ты“ызды› деп аталады (, кг/м3); немесе бірлік кйлемдегі заттыЈ массасы



(2.2)

љысым дегеніміз бетке Щсер ететін кЇштіЈ (кЇштіЈ нормаль ›±раушысы) осы беттіЈ ауданына ›атынасымен аны›талатын шама , Па=Н/м2)



м±нда Fн - кЇштіЈ нормаль ›±раушысы, Н;

S - Щсер ететін кЇшке нормаль беттіЈ ауданы, м2.

Халы›аралы› бірліктер жЇйесіне (СИ) сЩйкес бір шаршы метрге тЇсетін меншікті ›ысым Ньютонмен (Н/м2) йлшенеді. љысымныЈ б±л йлшем бірлігі Паскаль (Па) деп аталады. Бір мегапаскаль 106 Па теЈ (1 МПа= = 106 Па).

Техникада осы кезге дейін меншікті ›ысымныЈ ескі йлшем бірлігі ›олданылады, ол техникалы› атмосфера (ат) - 1 см2 аудан“а Щсер ететін 1 кгс кЇш.

1 ат = 1 кгс/см2 = 104 кгс/м2 = 9,81- 104 Н/м2 = 0,981 бар; 1 бар = 1,01972 кгс/см2.

љысымныЈ тЇрлері: атмосфералы›, арты› жЩне вакуум (сиретілген). ТеЈіз деЈгейіндегі атмосфералы› ауаныЈ ›ысымы атмосфералы ›ысым деп аталады. Атмосфералы› ›ысымныЈ шамасы ретінде 760 мм сынап ба“анасына теЈ ›ысым ›абылданады (бір физикалы› атмосфера – атм деп белгіленеді). Сонымен, атм = 760 миллиметр сынап ба“анасы (мм. сын.ба“.).

Егер ›ысым атмосфералы› ›ысымнан Їлкен болса – арты›, ал кіші болса – вакуум (сиретілген) деп аталады.

љысымды йлшеу Їшін манометрлер, атмосфералы› ›ысымды – бараметрлер, вакуум (сиретілген) - вакуумметрлер ›олданылады.

Тек “ана абсолют ›ысым дене кЇйініЈ термодинамикалы› параметрі болып табылады, ол ›ысымныЈ абсолют нолінен немесе абсолют вакуумнен бастап саналады.

Техникада ›ысымды йлшеу Їшін абсолют (толы›) ›ысымды емес, абсолют жЩне атмосфералы› (бараметрлік) ›ысымдар айырымын йлшейтін аспаптар ›олданылады. Атмосфералы› ›ысымнан Їлкен ›ысымдарды йлшеуге арнал“ан аспаптар манометрлер деп аталады. Манометрлер атмосфералы› ›ысымнан арты› ›ысымды йлшеу Їшін ›олданылады.

Абсолют ›ысым тймендегі йрнекпен аны›талады



м±нда В – атмосфералы› немесе бараметрлік ›ысым.

Атмосфералы› ›ысымнан тймен ›ысымдарды йлшеу Їшін вакуумметрлер ›олданылады. Вакуумметрлер ›орша“ан ортыныЈ абсолют ›ысымы атмосфералы›тан ›аншалы›ты тймен екеніЈ кйрсетеді. Атмосфералы› ›ысым“а дейін жетпейтін ›ысым вакуум деп аталады.


Температура (Т, К) – дененіЈ ›ызу дЩрежесін сипаттайтын шама, ол молекулалардыЈ ілгерілемелі ›оз“алысыныЈ кинетикалы› энергиясыныЈ орташа мйлшерімен аны›талады. Молекулалар ›оз“алысыныЈ орташа жылдамды“ы не“±рлым арты› болса, со“±рлым дененіЈ температурасы арты› болады.

МолекулалардыЈ ілгерілемелі ›оз“алысыныЈ орташа кинетикалы› энергиясымен mw2/2 на›ты газдыЈ абсолют температурасыныЈ Т арасында“ы йзара байланыс




м±нда m - молекуланыЈ массасы;

w2 - молекулалардыЈ ілгерілемелі ›оз“алыс

жылдамды“ыныЈ орташа квадраты;

k= 1,38*1023 Дж/К – Больцман т±ра›тысы.
љазіргі кезде екі температуралы› шкала ›олданылады.


  1. Халы›аралы› тЩжірибелік температуралы› шкала Цельсия (°С), негізгі ›адабелгі нЇкте ретінде м±здыЈ еру нЇктесі ›абылдан“ан (t0 =0 С) ›алыпты атмосфералы› ›ысымда (р0= 760 мм сын. ба“.) жЩне судыЈ ›айнау температурасы сол ›ысымда - tk=100 °С.

  2. ТермодинамиканыЈ екінші заЈына негізделген температураныЈ термодинамикалы› шкаласы.

T=0К=-273,150С есептеу басы. Температураны Кельвинмен (К), сол сия›ты градус Цельсиямен (°С) де йлшеуге болады.

Осы температуралардыЈ арасында“ы байланыс:





(2.5)
Абсолют температура кЇй параметрі болып табылады.

Абсолют температура – тек оЈ шама. ТемператураныЈ абсолют нйлінде (T=0К= -273,15°С) молекулалардыЈ жылу ›оз“алысы то›тайды. ТемператураныЈ абсолют нйлі ›ол жетпейтін шама, ййткені молекулардыЈ жылу ›оз“алысы материяныЈ тЩн ›асиеті, ›оз“алыстыЈ то›тауы материяныЈ са›тау заЈына ›айшы келеді.

ЖЫЛУ МЕН Ж°МЫС

Термодинамикалы› процес кезінде денелердіЈ энергиясы йзгереді. Бір денеден екінші денеге энергияныЈ берілуі екі тЩсілмен йтеді.



Бірінші тЩсіл: температуралары ЩртЇрлі денелер тікелей тЇйіскен кезде денелердіЈ молекулалары арасында кинетикалы› энергияныЈ алмасуы ар›ылы немесе сЩуле шы“арушы денелердіЈ ішкі энергиясын электромагниттік тол›ындар ар›ылы сЩулелік тасымалдау. Осы кезде энергия температурасы жо“ары денеден температурасы тймен денеге беріледі, я“ни молелулаларыныЈ орташа кинетикалы› энергиясы кйп денеден молелулаларыныЈ орташа кинетикалы› энергиясы аз денеге беріледі.

Бірінші тЩсілмен бір денеден екінші денеге берілген энергия мйлшері жылу мйлшері, ал тЩсіл – жылу тЇрінде энергияныЈ берілуі деп аталады. ДененіЈ жылу тЇрінде ал“ан энергия мйлшері жеткізілген жылу, ал жылу тЇрінде денемен берілген энергия мйлшері – алынан жылу деп аталады.

Жылу джоуль немесе килоджоулмен йрнектеледі. Жылу мйлшері - Q, ал меншікті (1 кг Їшін) – q белгіленеді. Жеткізілген жылу - оЈ, алын“ан жылу – теріс болады.

Екінші тЩсіл: энергия берілісініЈ екінші тЩсілі кЇштік йрісі немесе сырт›ы ›ысыммен байланысты. Б±л тЩсілмен энергия берілісі болу Їшін дене кЇштік йрісте ›оз“алуы, немесе сырт›ы ›ысымныЈ Щсерінен йз кйлемін йзгертуі ›ажет.

Б±л тЩсіл ж±мыс тЇрінде энергияныЈ берілуі, ал процесте берілген энергияныЈ мйлшері - ж±мыс деп аталады.

Ж±мыс тЇрінде денемен алын“ан энергия мйлшері жасал“ан ж±мыс, ж±мыс тЇрінде берілген энергия – дененіЈ ж±мса“ан ж±мысы деп аталады.

Ж±мыс джоуль немесе килоджоулмен йрнектеледі. Денемен ж±мсал“ан ж±мыс – оЈ, ал дененіЈ жаса“ан ж±мысы – теріс болады.

Ж±мыс тЇрінде берілген энергияныЈ мйлшері - L, ал меншікті - l деп белгіленеді.


§ 2.4. К®Й ТЕНДЕУІ

љысым, температура жЩне меншікті кйлем араларында“ы байланысты белгілейтін теЈдеу кЇй теЈдеуі деп аталады. ОныЈ жалпы тЇрі



(2.6)

Егер жЇйеніЈ бір параметрі т±ра›ты болса, онда екі шама айнымалы болады.

Идеал газдардыЈ кЇй теЈдеуі немесе Клапейро­н теЈдеуі ал“аш›ы рет Бойля-Мариотта мен Гей-Люссак pv/T = const заЈдарыныЈ теЈдеулерін біріктіру ар›ылы алын“ан. Т±ра›ты const шаманы R ар›ылы белгілесек

(2.7)

м±нда R массасы 1 кг газдыЈ меншікті газ т±ра›тысы (Дж/(кг*К).


Б±л теЈдеу 1 кг газ Їшін, ал m кг газ Їшін кЇй теЈдеуініЈ тЇрі тймендегідей

(2.8)

м±нда V газ кйлемі, м3.


Идеал газдыЈ кЇйі теЈдеуімен аны›талады.

Кйптеген на›ты газдар аз ты“ызды› пен жеткілікті Їлкен температурада йзініЈ ›асиеті бойынша идеал газдар“а жуы›, сонды›тан оларды есептеу кезде теЈдеуініЈ екі жаын молекулалысалма››а кйбейтеміз.


(2.9)

м±нда V= v - бір моль газдыЈ кйлемі.

Бір моль газдыЈ кйлемі ›алыпты физикалы› жа“дайда Осы шаманы жоарыдаы йрнеккеойса

(2.9а)

м±нда R – универсаль газ т±ра›тысы, барлы› газдар“а бірдей.

Сонды›тан бір моль на›ты газдыЈ кЇй теЈдеуі тймендегідей болады

(2.10)

Б±л теЈдеу Клапейрон- Менделеев кЇй теЈдеуі деп аталады.


НЕГІЗГІ ГАЗ ЗАўДАРЫ
Бойля-Мариотта заЈы

ГаздыЈ температура т±ра›ты бол“ан кезде Т = const газдыЈ ›ысымы мен оныЈ меншікті кйлемініЈ арасында“ы байланыс Бойля-Мариотта заЈы деп аталады




Гей-Люссак заЈы

Егер газдыЈ ›ысымы т±ра›ты болса Р = const, онда газдыЈ меншікті кйлемі мен оныЈ абсолют температурасыныЈ арасында“ы байланыс Гей-Люссак заЈына ба“ынады



Немесе


Температурасы мен ›ысымы бірдей газдар Їшін келесі теЈдеу орын алады



М±нда газдыЈ молекулалы› массасы



бол“анды›тан

- бір киломоль газдыЈ кйлемі.

љалыпты жа“дайда (t=00 C, р=760 мм сын.ба“.) барлы› газдардыЈ 1 кмоль кйлемі 22,4136 м3/кмоль (жуы› шамамен 22,4 м3/кмоль).

Газ ты“ызды“ы ›алыпты жа“дайда келесі формуламен аны›талады

кг/м3

осы формуладан кез келген газ Їшін ›алыпты жа“дайда меншікті кйлемді аны›тау“а болады

м3/кг
Идеал газдыЈ теЈдеуі немесе кЇй теЈдеуі негізгі кЇй параметрлерін – ›ысым, кйлем жЩне температура – бір бірімен байланысын кйрсететін теЈдеу

- массасы М кг газ Їшін

- массасы 1 кг газ Їшін

- 1 кмоль газ Їшін

р – газдыЈ ›ысымы, Н/м2



- газдыЈ кйлемі, м3

М – газдыЈ массасы, кг



- газдыЈ меншікті кйлемі, м3/кг

- 1 кмоль газдыЈ кйлемі, м3/кмоль

- 1 кг газдыЈ газ т±ра›тысы, Дж/(кг*град)

-1 кмоль газдыЈ универсаль газ т±ра›тысы,

Дж/(кмоль*град).


Универсаль газ т±ра›тысыныЈ шамасы
Дж/(кмоль*град)
1 кг газдыЈ газ т±ра›тысы

Дж/(кг*град)
м±нда - 1 кмоль газдыЈ массасы кг (газдыЈ

молекулалы› массасы)


ГаздыЈ екі тЇрлі кЇйін сипаттайтын теЈдеуді ›олданып бір кЇйден екінші кЇйге йткен кезде кез келген параметрді аны›тау Їшін тймендегідей йрнек алу“а болады


љалыпты жа“дайда (t=00 C, р=760 мм сын.ба“.) газдыЈ ›ысымы мен температурасы берілген болса, онда оныЈ кйлемі келесі формуладан аны›талады

ФормуланыЈ оЈ жа“ында барлы› шамалар ›алыпты жа“дайда, ал сол жа“ында ›ысым мен температураныЈ еркін шамалары алын“ан.

ТеЈдеуді келесі тЇрде жазу“а болады


Кез-келген жа“дайда газдыЈ ты“ызды“ыЈ аны›тау“а болады.

ГАЗ љОСПАЛАРЫ


Газ ›оспасы ретінде ауаны ›арастыру“а болады. ОныЈ ›±рамына азот, оттегі, кймір›ыш›ыл газы, су булары жЩне бір атомды газдар кіреді. Кйптеген мЩселелерді шешу Їшін газ ›оспасыныЈ негізгі параметрлерін аны›тауды Їйренуіміз ›ажет.
Газ ›оспасы дегеніміз бір бірімен еш›андай химиялы› реакция“а тЇспейтін жеке газдардыЈ ›оспасы. љоспада“ы Щрбір газ бас›а газдар“а тЩуелсіз, ›оспаныЈ барлы› кйлемін жал“ыз йзі ал“ан жа“дайда“ы сия›ты Щрекет етіп, йзініЈ барлы› ›асиеттерін толы“ымен са›тайды. Газ молекулаларыныЈ ыдыс ›абыр“аларына тЇсіретін ›ысымы парциальды деп аталады. љоспа ›±рамына енетін Щрбір жеке газ Клапейрон кЇй теЈдеуіне ба“ынады, я“ни идеал газдар“а жатады.

Идеал газдардыЈ газ ›оспасы Дальтон заЈына ба“ынады: ›оспа ›±рамында“ы жеке газдардыЈ парциальды ›ысымыныЈ ›осындысы газ ›оспасыныЈ жалпы ›ысымы деп аталады:



где - парциальды ›ысымдар.


Парциальды ›ысым – газ жал“ыз йзі ›оспа ›±рамында“ы мйлшерге, кйлемге жЩне температура“а теЈ болатын жа“дайда“ы ›оспаныЈ ›±рамына кіретін Щрбір газ ие болатын ›ысым.

Газ ›оспасыныЈ параметрлері Клапейрон теЈдеуімен есептеледі



ТеЈдеудегі барлы› шамалар газ ›оспасына ›атысты.


Газ ›оспасы массалы›, кйлемдік жЩне молярлы› Їлесте берілуі мЇмкін.

Массалы› Їлес деп Щрбір газдыЈ массасыныЈ ›оспаныЈ жалпы массасына ›атынасын айтамыз.



; ; ... ;

м±нда ,,...,- массалы› Їлестер; ,,..., - Щрбір газдыЈ массасы; M – барлы› ›оспаныЈ массасы.

Массалы› ЇлестердіЈ ›осындысы бірге теЈ


Барлы› газдардыЈ ›осынды массасы ›оспаныЈ массасына теЈ.

++...+=
Кйлемдік Їлес деп Щрбір газдыЈ парциаль кйлемініЈ газ ›оспасыныЈ жалпы кйлеміне ›атынасын айтамыз.
; ; ... ;

М±нда , , ... , - кйлемдік Їлестер;



, ,..., - Щрбір газдыЈ парциальды кйлемдері; V – газ ›оспасыныЈ кйлемі.
ГаздыЈ парциальды кйлемі деп осы газдыЈ температурасы мен ›ысымы газ ›оспасыныЈ температурасы мен ›ысымына теЈ бол“ан жа“дайда алатын кйлемі.

Шрбір газдыЈ парциальды кйлемін Бойля-Мариотта заЈымен аны›тау“а болады. Температура т±ра›ты бол“ан кезде


V1=p1*V/p, V2=p2*V/p,..., Vn=pn*V/p
Осы теЈдеулерді ›осса›

љоспаныЈ ›±рамында“ы газдардыЈ парциальды› кйлемдерініЈ ›осындысы газ ›оспасыныЈ кйлеміне теЈ.

Кйлемдік ЇлестердіЈ ›осындысы бірге теЈ

Массалы› Їлесті кйлемдік Їлеске айналдыру Їшін келесі формуланы ›олданамыз




Кйлемдік Їлесті массалы› Їлеске келесі формула ар›ылы айналдырамыз

љоспаныЈ ты“ызды“ы келесі йрнектен аны›талады



, кг/м3
немесе массалы› ›±рамы белгілі болса

Мольдік Їлес деп Щрбір газдыЈ зат мйлшерініЈ газ ›оспасыныЈ зат мйлшеріне ›атынасын айтамыз. Тймендегі ›ытынасты ескерсек



жЩне

онда


Авогадро заЈы бойынша ›ысымы мен температурасы бірдей бол“анда



сонды›тан




Массалы› жЩне кйлемдік ЇлестердіЈ арасында“ы байланыс

М±нда - Щрбір газдыЈ ты“ызды“ы, - газ ›оспасыныЈ ты“ызды“ы, - Щрбір газдыЈ мольдік массасы, М - газ ›оспасыныЈ мольдік массасы.

Сондай-а›

Осы екі теЈдеуден массалы› жЩне кйлемдік ЇлестердіЈ арасында“ы байлынысты кйрсететін бірнеше теЈдеулер алу“а болады



*
**

ГАЗ љОСПАСЫНЫў ГАЗ Т°РАљТЫСЫ


Газ ›оспасы кЇй теЈдеуіне ба“ынады
и
** теЈдеуінен

жЩне

осыдан



Газ ›оспасыныЈ меншікті газ т±ра›тысы Щрбір газдыЈ массалы› Їлесі мен оныЈ меншікті газ т±ра›тысыныЈ кйбейтінділерініЈ ›осындысына теЈ.

љоспаныЈ меншікті газ т±ра›тысын аны›тау Їшін тймендегі теЈдеуді ›олдану“а болады



љоснаныЈ газ т±ра›тысын оныЈ мольдік массасы ар›ылы аны›тау“а болады

R=8,314/

Егре де ›оспаныЈ кйлемдік Їлесі берілген болса, онда * теЈдеуінен



сонды›тан



***

ГАЗ љОСПАСЫНЫў

ОРТАША МОЛЬДІК МАССАСЫ
Егер ›оспаныЈ меншікті газ т±ра›тысыныЈ шамасы белгілі болса, онда

=8314,2/R

жЩне



Егер ›оспа массалы› Їлеспен берілген болса, онда орташа мольдік масса тймендегідей болады

Егер ›оспа кйлемдік Їлеспен берілген болса, онда *** теЈдеуден




ал R=8314,2/ бол“анды›тан


Газ ›оспасыныЈ орташа мольдік массасы кйлемдік Їлес пен ›оспа ›±рамында“ы жеке газдардыЈ мольдік массасыныЈ кйбейтінділерініЈ ›осындысына теЈ.

ПАРЦИАЛЬДЫ љЫСЫМДАР


ГаздыЈ негізгі параметрлері белгілі болса оныЈ парциальды ›ысымы Клапейрон теЈдеуінен массалы› Їлес ар›ылы аны›талады.


љоспа кйлемдік Їлес ар›ылы берілген кезде Щрбір газдыЈ парциальды› ›ысымын аны›тау Їшін Бойля-Мариотта заЈын т±ра›ты температура кезінде ›олданамыз
жЩне
Шрбір газдыЈ парциальды› ›ысымы газ ›оспасыныЈ жалпы ›ысымы мен оныЈ кйлемдік ЇлесініЈ кйбейтінділерімен аны›талады.


  1   2   3


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет