21. Дати визначення внутрішньої енергії. Її фізичний зміст.

Вн́утрішня ене́ргія тіла (позначається як E або U) — повна енергія термодинамічної системи за винятком її кінетичної енергії як цілого і потенціальної енергії тіла в полі зовнішніх сил. Внутрішня енергія складається з кінетичної енергії хаотичного руху молекул, потенціальної енергії взаємодії між ними і внутрішньомолекулярної енергії.

Внутрішня енергія є однозначною функцією рівноважного стану системи. Це означає, що кожний раз, коли система опиняється в даному рівноважному стані, її внутрішня енергія приймає властиве цьому стану значення, незалежно від передісторії системи. Отже, зміна внутрішньої енергії при переході з одного стану в інший буде завжди дорівнювати різниці значень в цих станах, незалежно від шляху, по якому здійснювався перехід. Внутрішню енергію тіла не можна виміряти напряму. Можна визначити тільки зміну внутрішньої енергії:

,

де — кількість теплоти, передана термодинамічній системі, — робота, виконана над термодинамічною системою[1] або:

,

де , робота виконана термодинамічною системою.

22. Наведіть основні параметри вологої насиченої пари.

Наси́чена па́ра — пара, що перебуває в термодинамічній рівновазі з рідиною або твердим тілом. Тиск, температура і хімічний потенціал у насиченої пари однаковий із тими фазами, з якими вона співіснує.

Волога пара.

В 1 кг вологої пари знаходиться x кг сухої пари(ступінь сухості вологої пари) та (1-х) кг киплячої рідини (вологість вологої пари)

Основні параметри:

Р [бар] - абсолютний тиск;

v_x [м³/кг] - питомий об’єм;

t”, T”[ C,K] - температура насичення

Стан вологої пари характеризуєтьсяя одною з пар параметрів:

(р, x); (p, (1-x)); (t”, x); (t”, (1-x))

Ступінь сухості: х=m_сух/( m_сух+m_p),

Питомий об’єм: V_x = x*V” +(1-x)*V’ [м³/кг],

Густина: _х=1/ V_x [кг/ м³].

Термодинамічні величини:

Ентальпія: і_х=і’+x*r [кДж/кг].

Внутрішня енегрія: U_x = U’-x* [кДж/кг], або U_x = i_x-p*v_x*10² [кДж/кг].

Ентропія: S_x=x*S’’+(1-x)*S’ [кДж/кг*град].

23. Опишіть компресори. Перерахуйте їх типи, переваги та недоліки.

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство промышленного применения для сжатия и подачи воздуха и других газов под давлением[1].

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры имеют вращательный или колебательный привод; в последних вместо асинхронного двигателя и кривошипно-шатунного механизма применяют электромагнит, взаимодействующий с постоянным магнитом. Поршневые компрессоры подразделяются на непрямоточные, у которых всасывающий и нагнетательный клапаны расположены в крышке цилиндра, и прямоточные, всасывающий клапан которых установлен в дне поршня.

Ротативные компрессоры

Ротационные компрессоры (РК) подразделяются на пластинчатые и с катящимся ротором.

Пластинчатый ротационный компрессор (ПРК) имеет ротор, в котором радиально перемещаются разделительные пластины, а в компрессорах с катящимся ротором (ККР) последний расположен эксцентрично относительно цилиндра, по поверхности которого он перемещается с небольшим зазором.

Преимущества этих машин следующие:

- небольшое число деталей, простота конструкции, относительно низкая стоимость изготовления;

- надежность в эксплуатации, простое обслуживание;

- хорошие массогабаритные показатели, особенно у пластинчатых (ПРК);

- отсутствие клапанов на всасывании, а в некоторых типах и на линии нагнетания, что снижает суммарные газодинамические потери.

Недостатки этих РК заключаются в изнашивании движущихся частей; пластин у ПРК и разделительной лопасти у ККР. Поэтому при изготовлении этих деталей необходимо выбирать

- возможность работы винтового одноступенчатого компрессора в цикле с дозаправкой рабочим веществом;

- реализация работы винтового компрессора в холодильных циклах с одно- и двухкратным дросселированием;

- работа на любых хладагентах и газах;

- плавность изменения рабочих характеристик компрессора при изменении частоты вращения электродвигателя или степени повышения давления;

- независимость степени повышения давления от частоты вращения ротора;

- отсутствие зон неустойчивой работы (компажа) компрессора;

- полная уравновешенность роторов компрессора (статистическая и динамическая);

- отсутствие клапанов и других деталей, часто выходящих из строя.

К недостаткам винтовых компрессоров следует отнести сложность изготовления винтов (ведущего и ведомого), тонкость поддержания необходимых зазоров, обеспечивающих нормальную работу компрессора, наличие шума при работе.