- •Основные термодинамические параметры, понятия и законы, используемые в проектировании ла……………………………………………………...............................
- •Основные критерии подобия в теплообмене и их физический смысл……..............
- •Глава 1. Термодинамика в проектировании ла
- •1.1.Основные термодинамические параметры, понятия и законы, используемые в проектировании ркт
- •1.1.1 Введение в термодинамику[3]
- •1.1.2. Законы идеальных газов
- •1.1.2.1. Закон Бойля-Мариотта
- •1.1.2.2. Гипотеза Авогадро
- •1.1.2.3. Закон Дальтона.
- •1.1.3. Макроскопические параметры
- •Тогда универсальная газовая постоянная равна
- •Из (8) и (9) следует
- •1.1.5. Первое начало термодинамики.
- •1.1.5.1. Макроскопическая работа системы
- •1.1.5.3. Количество тепла
- •Введем новую величину – энтальпию, которая является функцией состояния и характеризует полное теплосодержание газового потока:
- •1.2. Основные критерии подобия в теплообмене и их физический смысл [4]
- •1.2.1. Число Маха
- •1.2.2. Число Рейнольдса.
- •1.2.3. Число Стантона.
- •1.2.4. Число Прандтля и Нуссельта.
- •Глава 2. Классификация изломов образующей компоновки ла и методики оценки параметров течений
- •2.1 Обратный уступ.
- •2.2. Встречный излом образующей.
- •2.3. Ферменный отсек как выемка со стенками одинаковой высоты
- •Глава 3. Влияние пограничного слоя на теплообмен в течениях на компоновках с различными изломами образующей.
- •3.1. Расчет среднемассовой температуры торможения в вихревом течении с учетом влияния толщины пограничного слоя.
- •3.2 Влияние пограничного слоя на теплообмен за обратным уступом.
- •3.3. Влияние пограничного слоя на теплообмен на встречном изломе образующей
- •3.4. Влияние пограничного слоя на теплообмен в ферменном отсеке со стенками одинаковой высоты.
- •Глава 4. Особенности теплообмена в зонах отрыва, расположенных перед боковыми блоками многоблочных компоновок.
- •3.1. Теплообмен в зоне максимальных тепловых потоков.
- •3.2. Теплообмен в отрывной зоне, расположенной вверх по потоку перед носками боковых блоков.
- •Глава 5. Тепловые потоки от струй двигателей
- •5.1. Распределение внутренней энергии молекул. Колебательная релаксация.
- •5.2. Метод расчета конвективных тепловых потоков от малых двигателей
- •5.3. Рекомендации по расчету газодинамических параметров маршевых двигателей нижних ступеней ла и расчет конвективных тепловых потоков от них [12].
- •Расчет параметров теплообмена в донной области
- •5.4. Лучистые тепловые потоки от струй двигателей.
- •5.5. Обобщения и рекомендации
- •Заключение
- •Литература
- •11. Дьяконов ю.Н., Усков в.И. Расчет сверхзвуковых струй идеального газа методом сеток. Аэродинамика больших скоростей.– м.: мгу, 1970.– (Труды института механики).
Тогда универсальная газовая постоянная равна
R= Nаk , Nа = 6.0221023 моль-1, k= 1.3810-23 Дж/К
Из (8) и (9) следует
2/3 Eпост=kT и Eпост=3/2 kT (10)
1.1.5. Первое начало термодинамики.
В механике энергия складывается из кинетической энергии макроскопического движения и потенциальной энергии макроскопических тел во внешних силовых полях. При этом полная механическая энергия изолированной системы сохраняется. Принцип сохранения энергии остается справедливым и при наличии диссипативных сил (сил трения), если расширить понятие энергии введением новой ее формы - внутренней энергии. Квазистатические или квазиравновесные процессы это идеализированные процессы, состоящие из непрерывно следующих друг за другом состояний равновесия. Бесконечно медленный процесс, состоящий из последовательности равновесных состояний, называется равновесным.( V=const-изохорный, P=const изобарический, T=const изотермический, процесс происходящий в теплоизолированной оболочке- адиабатический)
1.1.5.1. Макроскопическая работа системы
A=Fdx=PSdx=PdV (11)
Для того чтобы перейти от элементарной работы A к конечной нужно вычислить интеграл :
A= A = PdV (12)
Работа не определяется заданием начального и конечного состояния системы, она зависит также от способа (пути ) перехода системы из начального состояния в конечное. Исключением является работа внешних сил над адиабатически изолированной системой (то есть системой, заключенной в адиабатическую оболочку).
1.1.5.2. Внутренняя энергия E – это функция состояния, приращение которой в каждом процессе, совершаемой системой в адиабатической оболочке, равна работе внешних сил над системой при переходе ее из начального состояния в конечное.
А12 = - А21 = Е2 – Е1 (13)
1.1.5.3. Количество тепла
Если система помещена в адиабатическую оболочку, то единственным способом изменить ее внутреннюю энергию является производство макроскопической работы, что достигается путем изменения внешних параметров. Однако, если адиабатической изоляции нет, то изменение внутренней энергии можно достичь при соприкосновении с другой системой с другой температурой. Внутренняя энергия перейдет от горячего тела к холодному, при этом макроскопическая работа не совершается.
Процесс обмена внутренними энергиями соприкасающихся тел, не сопровождающийся производством макроскопической работы, называется теплообменом. Энергия, переданная телу окружающей средой в результате теплообмена, называется количеством тепла, или просто теплом, полученным телом в таком процессе. Изменение внутренней энергии является следствием микроскопической работы, то есть складывается из работ, производимых молекулярными силами, с которыми на молекулы и атомы тела действуют молекулы и атомы окружающей среды.
Первое начало термодинамики: тепло Q, полученное системой, идет на приращение ее внутренней энергии Е =Е2 – Е1 и на производство внешней работы.
Q = Е2 – Е1 + A12 (14)
Для бесконечно малого или элементарного квазистатического процесса уравнение (14) принимает вид:
Q = dЕ + A (15)
или
Q = dЕ + PdV (16)
Количество тепла, полученное телом, не является функцией состояния (также как и работа).
Рассмотрим далее явления, происходящие в системе при постоянном объеме или постоянном давлении. Из (14) и (16) при постоянном объеме A12 = 0 следует Q = Е2 – Е1 = Е.
Если же постоянно давление, то A12 = Р ( V2 - V1 ) = (PV ), мы получаем
Q = Е + (PV ) (17)