Методические указания к проведению семинарских занятий Дисциплина модуль Образовательная программа

Изучение процесса смешения при заполнении объема

жүктеу/скачать 3,85 Mb.

бет	11/14
Дата	02.10.2023
өлшемі	3,85 Mb.
	#112695
түрі	Методические указания

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Байланысты:
ЛР ТТГД РУС оригиниал

Изучение процесса смешения при заполнении объема

Целью работы является исследование процесса заполнения емкости с низким давлением воздухом из емкости с высоким давлением, изучения процесса смешения, определение изменения температуры

Для выполнения лабораторной следует соединить емкость ЕМ2 к источнику сжатого воздуха(см.рис. 2.5.1),емкость ЕМ3при этом отсечена от ЕМ1. В емкостях ЕМ2 и ЕМ3 измеряются давления и температура. После установления в емкости ЕМ2 постоянного давления, она отсекается от
источника воздуха. Открытием крана ВН2 емкости ЕМ2 и ЕМ3 соединяются. Воздух из емкости ЕМ2 расширяясь заполняет емкость ЕМ3, смешиваясь с воздухом в ЕМ2. Исследуется процесс изменения температуры.

В целях безопасности не следует повышать давление в емкостях ЕМ1, ЕМ2 или ЕМ3 выше 350 кПа (0.35МПа)

2.5.1 Теоретические основы
При сообщении емкостей ЕМ2 и ЕМ3 воздух, находившийся в ЕМ2, расширяется и его давление падает от р _ЕМ2 до давления в сообщенных емкостях – р. В это же время воздух, находившийся в ЕМ3, сжимается и его давление растет от р _ЕМ3 до давления в сообщенных емкостях – р, при этом теплый воздух из ЕМ2 перемешивается с холодным в ЕМ3.
Давление воздуха после перемешивания – р можно определить по закону Дальтона, согласно которому: парциальное давление идеального газа в смеси равно давлению, которое будет оказываться, если он занимает тот же объём при той же температуре. Следовательно:

 рp^l  р^l
(2.5.1)

Vр V
1 2

p ^l (V  )  

1 1 2 ЕМ 2 1

Vр V
p ^l (V  )   .

2 1 2 ЕМ 3 2

1

р

2
р^l , ^l – парциальные давления воздуха в емкостях ЕМ2 и ЕМ3.
Поскольку емкости ЕМ2 и ЕМ3 равны по объему т.е. V₁=V₂,

_p_p₁p₂
2
(2.5.1).

Процесс сжатия / расширения осуществляется достаточно быстро, и изменения параметров достаточно хорошо описывается зависимостями для политропного процесса.
Показатель политропы определяется экспериментально и имеет значение из промежутка 1 … 1,4. Это означает, что процесс сжатия / расширения близок к изотермическому и адиабатическому процессам.
Следовательно p  V^k  const или
T^k  p¹^^k  const ,
где k – показатель политропы.
Следовательно, при расширении от давления р _ЕМ2 до давления в сообщенных емкостях – р

^T^IЕМ 2^k^^p
1 k
ЕМ 2
^^T^IIЕМ 2^k^^p¹^^k^.

^T^I2ЕМ^и^T^II3ЕМ^–^{температура}^в^{емкости}^ЕМ2^до^и^после^{расширения.}
Таким образом, температуру воздуха в емкости ЕМ2 после расширения можно вычислить по зависимости:

II I
1k

^^pЕМ 2 ^^k

^TЕМ 2 ^^T
ЕМ 2 ^^^
 ^р
. (2.5.2)

Температура воздуха в емкости ЕМ3 после сжатия, при условии пренебрежения приращением температуры за счет смешения.

II I
1 k

 ^p ^k

^TЕМ 3 ^^T
ЕМ 3 ^^
_p

ЕМ 3 
(2.5.3)

Показатель политропы может быть определен по формуле

 ^p
k  log__p_T_I_^^
(2.5.4).

ЕМ 2

 

 ^p^ЕМ²
^_TII
^^pЕМ 2
ЕМ 2 _

Рисунок 2.5.1 Схема для выполнения лабораторной работы 2.5.1

жүктеу/скачать 3,85 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 14