«жылу және жылу техникасы негіздері»

n 1 _

ln(T
/ T )
_ T ln(T
/ T )

t
cT
cT
1 1 2 _|
2 1 _|
1 2 1 _;
(2.7)

l
_cn  n(T₂
 T₁ )
n ln( p₂
/ p₁ )
T₂  T₁

б) саябыр суытылатын (не суытылмайтын, ортадан тепкіш, белдік) сығымдағыштардың ПЖЕ-ін тұрақты энтропиялық l_cs=l^t_ck cығылу жұмысының көп жолды l^t_cn жұмысына келтірілген келесі қатынасымен

_ic
 _lt
_ k(n 1) _ l^t G _ N^t

ck
ck
ck
ck _,
(2.8)

l

N

cn

G

cn

cn

l
^t n(k 1) ^{t t}

мұндағы G – газдың маңыздық шығысы, кг/с;

N^t_ck мен N^t_cn - жылуалмасусыз бен көп жолды құбылыстарындағы газдың сығылу теориялық қуаттары;
n - көп жолды газ сығылу құбылысының (политропаның) көрсеткіші (оның күй теңдеуінен) келесідей анықталады:
n1
T₂ ^ p₂ ^{ n} n 1 ln(T₂ / T₁ ) T₁ ln(T₂ / T₁ )

 ^{ }

T p
, 
n ln( p
 ,
/ p ) T  T

1  1 
2 1 2 1

_{n } ln( p₂ / p₁ ) _. ln(( p₂T₁ ) /( p₁T₂ ))

(2.9)

Сығымдағыштың механикалық ысырапсыз (теориялық) қуаттары
_{t t} l^t G N^t

^NcnT
_{ l}cnT _{G } cT _ cT _,
(2.10)




ic ic
cT cT

^Ncn
_{ l}cn_{G } ck _ ck _.

(2.11)
ic ic

ck ck

Сығымдағыш жетегінің (приводының) есепті қуаттары (жеқ)

жек

l^t G N^t

^NcT
_ cT _ cT _,
(2.12)




ж ж
cT сT

жек

l^t G N^t

^Nck
_ ck _ ck _,
(2.13)




ж ж
сk сk

сТ сk
мұндағы сығымдағыш жетегінің тұрақты температуралы η^ж және η^ж
- жылуалмасусыз құбылыстарындағы ПЖЕ-лері механикалық (ысырапты) η^м_сТ мен η^м_сk ПЖЕ-лерімен келесідей байланысты

^ж  ^lt
_ l^t _ l
_{ }ic_м

cT

l

l

ж
cT _ж
cT
cT м
^lм cT
cT cT ^,
(2.14)

t
^ж  ^l
_ l^t _ l
_ic_м

ck

l

l

ж
ck _ж
ck
ck м
^lм ck
ck ck ^.
(2.15)

сТ сk
Сығымдағыш жетегінің тұрақты температуралы η^ж және η^ж - жылуалмасусыз құбылыстарындағы ПЖЕ-лерін тәжірибелік (2.5) пен (2.12) және (2.13) арқылы келесідей анықтауға болады

^ж 

l^t G

 _lt
G _ l^t
m _ l^t m

cT

N
^cT жек
cT
cT

IU

cT
IU
cT _,
^LжT
(2.16)

^ж 

l^t G

 _lt
G _ l^t
m _ l^t m

N
ck ^ck жек
ck
ck

IU

ck
IU
ck _.
^Lжk
(2.17)

Зерттелетін сығымдағыштың V₂ = 24∙10^-3 м³ көлеміндегі ауаның (2.6) мен (4.16) және (4.17)-лердегі маңызы келесіге тең:

m  ^p2V2 , кг.
RT₂

(2.18)

Сығымдағыштың механикалық η^м_сТ мен η^м_сk ПЖЕ-лерін (2.14) ÷ (4.17)- лер мен (2.7) ÷ (2.8) арқылы келесідей табамыз:

^м ^ж /^ic ,
(2.19)

cT cT cT

^м ^ж /^ic .
(2.20)

ck ck ck

2. Сығымдағыштың газ берісін есептеу әдісі (тапсырылмайды)

Зиянды көлемі [9] мен сору көлемінің еселеуіші [2] сырықтың (цилиндр) жұмыс көлеміммен салыстырылып анықталады (2.1 сурет)

a  V_зк / V_ж
 0,025  0,06,
(2.21)

₀  V_c / V_ж

 1  0,005a.

(2.22)

Көп жолды күй бернесі және (2.21) бойынша (к – кеңею)

p V ⁿ
 p V ⁿ , p (аV
)ⁿ 
p V ⁿ ,V   ^{1/ n}aV .
(2.23)

2 зк
1 к 2 ж
1 к к ж

Сору көлемі 6.1 сурет бойынша

V_c  V_ж
V_зк
V_к
 V_ж

• 
  aV_ж
  

• 
  aV_ж
  

_ 1/ n _,
(2.24)

₀  V_c
/V_ж
 1 a(1  ^{1/ n} ),
(2.25)

V   V  [1 a( ^{1/ n} 1)]V .
(2.26)

c 0 ж ж

Бірақ, нақты сору көлемі бұдан аздау болады, өйткені сорылатын газ ыстық клапан мен сырыққа түйісе қыздырылып, көлемі өсуінен λ_т=0,90÷0,95 еселеуішіндей және клапан мен піспектің сырықпен саңлаусыздығынан газдың λ_г=0,95÷0,98 еселеуішіндей кемуі болады.

Сондықтан сығымдағышпен сорылатын нақты көлем келесідей болады

V    V
    V
 V    [1 a(^{1/ n} 1)]V .
(2.27)

cн т г c
т г 0 ж
ж т г ж

Сонымен бір сырықты және бір бағытты әрекетті сығымдағыштың берісі піспектің (поршень) әр минуттағы қос жүрістерінің z санына көбейтіліп, анықталады

V  V z    [1 a(^{1/ n} 1)]V .
(2.28)

б cн т г ж

Мұнан сырықтың (піспек ауданының S жүрісіне көбейтілген) V_ж = πD²S/4 – жұмыс көлемі сығымдағыш берісінің басты негізгі ықпалы (факторы) екенін көреміз.

Зиянды көлемді салыстырмалы ұлғайтып, (2.28)-дегі а(ε^1/n-1)=1 қылсақ, V_б=0 болып, яғни 2.1 суреттегі сығу мен кеңею (1-3, 3-1 үзілікті) сызықтары сай келіп (совпадает), сығымдағыштың соруы мен берісі болмайды. Қысым өскенде берістің азаюы да (2.28)-ден және 2.1 суреттен де (өйткені р₂ өсе 3-2- нің арасы азаяды) көрінеді [1].

3. Екі сатылы бір ағынды шыққылы піспекті сығымдағыштың құрылысы мен pv-сызбағы

реті

4. 
   Тәжірибелік қондырғының сұлбасы мен жұмыстың орындау
   

Тәжірибелік қуаты 1,5 кВт қондырғы 220 В айнымалы электр ағынды

жетегімен екі сатылы піспекті сығымдағыштан көлемі 24 л жинау ыдысынан (ресивер) және оның шығысында берілген қысымды орнататын шегергіштен тұрады. Жинау ыдысындағы ауаның қысымын өлшеу үшін қысымөлшермен, сонымен қатар, сығылған ауа температурасын өлшеу үшін хромель-алюмель (ХА) ыстықжұппен қамтылған. Айналым саны n = 2900 айналым/мин болған кезде, сығымдағыштың да бір минуттағы айналым саны (сору, сығу, жинау ыдысындағы қысымдау) сол санға тең болады (2.4 сурет) [1].

Ескерту! Қондырғыларды қосу, ажырату және басқа тәртіпке өткізу тек оқытушының рұқсатымен және бақылауымен жүргізіледі!

Бақылау сұрақтары
1 Екі сатылы көп жолды сығылу құбылысы pv-сызбағында қалай өтеді?

2 Екі сатылы көп жолды сығылу құбылысы Ts-сызбағында қалай өтеді?

4 Зерттелетін қондырғының қағидалы сүлбесі (схемасы) қандай?

5 Cығымдағыш ПЖЕ-лерінің ұғымы қандай?

6 Мүлтіксіз газдардың көп жолдық күй теңдеуі қалай жазылады?
Идеал газ немесе мүлтіксіз газ күйінің теңдеуі (кейде Менделеев — Клапейрон теңдеуі) — идеал газдың қысымы, молярлық көлемі мен абсолютті температурасы арасындағы байланысты белгілейтін формула.

7 Осы жұмыстың жасалу реті қандай?
1) Қысымды жылдам азайту қақпақшасының көмегімен жинау ыдысында (ресивер, тыныштандырғышта) атмосфералық р1 қысымын орнату.
2) Тыныштандырғыштағы бастапқы t1 температураны өлшеу.
3) Шегергіштің (редуктордың) шығыс реттегішін жабу және электр қозғалтқышты қосу. Мұнымен бірге секундомерді қосу.
4) Тыныштандырғыштағы қысым р2 = 8 бар болған кезде, сығымдағыш өздігінен ажыратылады. Сығымдағыштың жұмыс істеу τ, с уақытын, I, А және кернеу U, В мәндерін 2.1 кестеге жазып алу керек.
5) Қуат W, ηе , Δη/η, n есептеп кестеге енгізу.


Қорытынды
Бұл зертханалық жұмыста мен газдың сығылу құбылыстары мен теориясын игеріп, зерттелген сығымдағыштың пайдалы жұмыс еселеуіштерін (ПЖЕ) тәжірибелік анықтадым және жылутәсілдік тәжірибелерді жүргізуге дағдыландым.