Часть III. Газовая динамика

Теплотехническое обеспечение обитаемости объектов

Источник энергии

Под источником энергии следует понимать материальное тело (или тела), доля энергетического потенциала которого может быть передана другим объектам.

Топливо

Топливом, строго говоря, следует называть вещество или совокупность веществ, энергия связи микрочастиц которого поддается освобождению.

Горючее

Химический элемент (либо химическое соединение), подвергающийся окислению (теряет электроны) в процессе сгорания.

Окислитель

Химический элемент (либо химическое соединение), подвергающийся восстановлению (присоединяет электроны) в процессе сгорания.

Химическое топливо

Совокупность горючего и окислителя называют химическим топ-

ливом, а его составляющие – компонентам химического топлива.

Массовый стехиометрический коэффициент

Под массовым стехиометрическим коэффициентом понимают наименьшее теоретически необходимое количество килограммов окислителя, потребное для полного окисления одного килограмма горючего.

Обозначают массовый стехиометрический коэффициент К₀ и выражают в , где (ок - окислитель, г - горючее).

Действительное соотношение компонентов топлива

Подаваемое количество килограммов окислителя на один килограмм горючего называют действительным соотношением компонентов.

Обозначают К, тогда К = m_ок/ m_г.

Коэффициент избытка окислителя

Отношение действительного соотношения компонентов топлива к стехиометрическому называют коэффициентом избытка окислителя.

Его обозначают , из определения: .

Горение топлива

Под горением понимают быстропротекающую химическую реакцию компонентов топлива, сопровождающуюся выделением значительного количества теплоты и обычно ярким свечением продуктов сгорания.

Пламя

Пламенем принято называть ту зону газового объема, в котором протекают процесс горения.

Фронт пламени

Поверхность, отделяющая горящую зону от невоспламененной

топливной смеси, называется фронтом пламени.

Скорость горения

Под скоростью горения топлива понимают скорость распространения фронта пламени по нормали к его поверхности.

Скорость горения обозначают u_н и выражают в метрах в секунду (м/с).

Высшая теплота сгорания топлива

Количество теплоты, выделившееся при сгорании 1 кг топлива при условии конденсации водяных паров из продуктов сгорания, называют высшей теплотой сгорания топлива.

Высшую теплоту сгорания обозначают Q_в и выражают в джоулях на килограмм (Дж/кг).

Если водяные пары (несконденсированные) удаляются с продуктами сгорания, то количество выделившеесятеплоты будет меньше. Эту теплоту называют низшей теплотой сгорания и обозначают Q_н с единицей Дж/кг.

Тепловая мощность

Теплоту, выделяемую теплогенератором в единицу времени, называют тепловой мощностью.

Тепловую мощность обозначают N_τ и выражают в ваттах (Вт).

Коэффициент полезного действия теплогенератора

Отношение теплоты, выделенной теплогенератором для полезного использования, ко всей затраченной энергии называют коэффициентом полезного действия теплогенератора (КПД брутто),

η _тг = Q_пол / Q _т.

Система теплоснабжения

Система теплоснабжения – это комплекс технических устройств, обеспечивающих энергией в форме теплоты объекты обитания.

Тепловая сеть

Тепловая сеть– это совокупность трубопроводов и устройств, обеспе-

чивающих по­средством теплоносителя (горячей воды или пара) транспортировку теплоты от источника теплоснабжения к потребителям.

Тепловой пункт

Тепловой пункт – это комплекс устройств, расположенных в обособленном помещении, состоящих из теплообменных аппаратов и элементов теплотехнического оборудования.

Отопление

Отопление – искусственный обогрев объектов обитания с целью возмещения в них тепловых потерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей комфортному значению для человека или других живых организмов.

Часовая тепловая нагрузка

Часовая тепловая нагрузка – это количество теплоты, используемое для отопления объекта в течение часа.

Обозначают часовую тепловую нагрузку Q_ч.н. и выражают в кДж/ч.

Система горячее водоснабжения

Система горячее водоснабжение (ГВС) – это совокупность устройств, обеспечивающих нагрев воды, распределение по водоразборным приборам и учет ее расхода.

Вентиляция

Вентиляция (от латинского «ventilation» –проветривание) – это регулируемый воздухообмен.

Кратность воздухообмена

Под кратностью воздухообмена понимают отношение подачи свежего воздуха к объему помещения.

Обозначают кратность воздухообмена через К_р и выражают в 1/ч.

Из определения

Система кондиционирования

Система кондиционирования воздуха (СКВ) – это комплекс технических устройств, предназначенных для обработки, пе­ремещения, автоматического регулирования его параметров, дистанционного контроля и управления при распределении воздуха по объектам обитания.

Г а з о в а я д и н а м и к а – раздел гидрогазодинамики, изучающий закономерности движения газа с учетом его сжимаемости.

Адиабатное течение

Течение, в котором отсутствует теплообмен между частицами газа, а также между газом и окружающими его поверхностями.

Изоэнтропное течение

Течение газа с постоянной энтропией на всем его протяжении.

Местные параметры

Местными параметрами называют параметры газового потока (абсолютное давление p, температура Т, плотность , удельная энтальпия i, скорость потока ) в том или ином его сечении, а в более общем случае – в той или иной его точке.

Скорость звука

Скорость распространения в среде упругих волн слабой интенсивности именуют скоростью звука.

Обозначают скорость звука а, выражают в м/с.

Дозвуковая скорость

Скорость газа, которая по величине меньше местной скорости звука, называется дозвуковой, .

Сверхзвуковая скорость

Скорость газа, превышающая местную скорость звука, называется сверхзвуковой,

Число Маха

Отношение местной скорости движения газа к скорости звука в том же сечении (в точке) потока называют числом Маха.

Обозначается через М. Из определения: М = .

Уравнение расхода для сжимаемого газа

Уравнение расхода для сжимаемого газа записывается в виде:

,

где – массовый расход газа через канал;

F – площадь сечения канала;

– плотность газа;

– средняя скорость в сечении канала.

Данное уравнение выражает закон сохранения массы вещества для ус-

тановившегося одномерного течения сжимаемого газа в канале с непроницаемыми стенками.

Уравнение обращения воздействия

Уравнение обращения воздействия на газовый поток (уравнение А.Вулиса) записывается в виде:

В правой части этого уравнения каждое слагаемое выражает конкрет-

ное воздействие на скорость движения газа в канале: – геометрическое;

– массовое; dq – тепловое; dl_тех – механическое воздействие.

Характер каждого воздействия на скорость потока при дозвуковом движении газа один, а при сверхзвуковом – противоположен.

Сопла и диффузоры

Каналы, в которых газовый поток увеличивает свою скорость, называются соплами. Каналы, в которых скорость газового потока уменьшается, именуют диффузорами.

Критическое сечение канала

Сечение канала, в котором скорость газового потока равна местной скорости звука называют критическим сечением.

Критические параметры потока газа

Параметры газа в критическом сечении именуют критическими и обозначают подстрочным индексом «кр», например, р_кр, Т_кр , _кр , i_кр .

Параметры торможения

Параметрами торможения называются такие параметры газового потока, которые имел бы газ при его адиабатном торможении от заданной скорости до нуля.

Обозначается параметры торможения подстрочным индексом «0», то есть .

Расход газа через критическое сечение

Секундный массовый расход газа через критическое сечение канала расчитываеся по формуле

Скорость газа в канале

Скорость движения газа в i-том сечении канала при известном давлении р_i в нем вычисляется по формуле

Максимальная скорость

Скорость газового потока, соответствующая полному преобразованию энтальпии в кинетическую энергию.

Максимальную скорость определяют, используя формулу:

Коэффициент скорости

Отношение скорости газа к критической скорости звука.

Коэффициент скорости обозначается Согласно определению

.

Уравнение Бернулли для сжимаемого газа

Уравнение Бернулли для сжимаемого газа, выражающее закон сохранения энергии для одномерного установившегося энергоизолированного потока, записывается в виде:

– скорость;

кинетическая энергия единицы массы газа;

u – внутренняя энергия единицы массы газа;

p – абсолютное давление;

– плотность газа;

– потенциальная энергия давления единицы массы газа.

Библиографический список

1. Алексеев Г.Н. Общая теплотехника. Г. Н. Алексеев. – М.: Высш. шк., 1980. – 552 с.: ил.

2. ГОСТ 30813 – 2002 («Вода и водоподготовка. Термины и определения»).

3. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика. – М.: Высшая школа, 2008. –199с.

4. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Дрофа, 2003. – 803 с.

5. Сайт: WWW.rostplo.ru/sprav/953/.

6. Справочник (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 4) Под общей ред. Клименко А.В. и Зорина В.М. М.: Издательство МЭИ, 2004– 564 с.

7. Стоцкий Л.Р. Физические величины и их единицы. Справочник.

Л.Р. Стоцкий. – М.: «Просвещение»,1984 – 240 с.

9. Термодинамика. Сборник определений. /Под ред. И.И Новикова. – М.: «Наука», 1984. – 40 с.

10. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Справочник. / В.Е Алемасов, [и др.]; под ред. Академика В.П. Глушко. Т.3. М.: АН СССР, 1973. – 623 с.

Дата добавления: 2015-06-04