12.Ид. Газы. Анализ политропного процесса.

Идеальным считается газ в кот. отсут-ет взаим-ие м/у молек-ми и раз-ры мол-ул бесконечно малы.

Политропным наз. процесс, в кот. уд. тепл-ть остаётся пост-ой, а линию процесса наз.политр-ой. Политропы – это кривые, описывающее газовые процессы, в кот. происходит изм-ие всех т/д пар-ов. Ур-ие политр-го процесса: , где - пок-ль политропы.

Знач-ие пок-ля политропы опр-ет распол-ие и хар-ер протекания политр-го проц-са на p-v диаграмме:

Если выбрать произв-ую (.)А и провести из нее все рассмот­-ые выше част. сл. термодин-их проц-ов как в сторону рас­ш-ия, так и в сторону сж-ия, то диаг-ма разд-ся на 8 обл-ей, в пределах кот. все термодин-ие проц-сы отл-ся общностью определ-ых св-в. Так, все проц-сы, нач-ся в (.)А и распол-ые в обл-х I-IV, сопровожд-ся расш-ем раб. тела и поэт. имеют пол-ую работу. Все проц-ы, располаг-ся левее изохоры n=±∞, имеют отриц-ую работу, т.к. раб. тело здесь подлежит сжатию.

Проц-ы, протек-ие в обл-ах I-III,VIII (заштрихованы), протекают с подводом теплоты извне, а в обл-ах IV-VII - с отв-ом теплоты. Изотер­ма n=1 делит все поле коорд-ой обл., в пред-х кот. проц-ы протекают с повыш-ем тем-ры раб. тела (области VII, VIII, I и В) и с пониж-ем тем-ры (ост-ые области). В обл. м/у изотермой и адиабатой (обл. III) при подводе теплоты происх.падение тем-ры раб. тела, а при отводе теплоты (обл. VII) - повышение.

18. Кризис кипения в сосуде – механизм явления,интенсивность теплообмена.

Увеличение значения  при развитом пузырьковом режиме кипения, при увеличении q_w, сохраняется лишь до критического значения плотности теплового потока в стенку q_{w кр}, соответствующего критической величине перегрева жидкостиT_кр. При q_{w кр} (при Т_кр) число центров парообразования на обогреваемой поверхности столь велико, что пузырьки зарождаются буквально в каждой точке на ней. Поэтому они сливаются между собой, образуют паровую пелену, отделяющую кипящую жидкость от обогреваемой поверхности, и наступает так называемое пленочное кипение жидкости. При этом резко ухудшается теплообмен, так как тепло начинает передаваться жидкости, отделенной от обогреваемой поверхности, в основном, механизмом теплопроводности через паровую пелену, у которой велико термическое сопротивление. Это может иметь своим следствием перегрев металла, потерю им прочностных свойств и разрушение конструкции аппарата, в котором осуществлялся процесс кипения. Его разгерметизация приводит к возникновению объемного режима кипения, а значит, к катастрофе. Явление возникновения паровой пелены и связанного с ним резкого ухудшения теплоотдачи называется кризисом кипения первого рода.

Критическая плотность теплового потока q_{w кр} при кипении чистых неметаллических жидкостей Может быть определена по формуле

в которой r - скрытая теплота парообразования, отнесенная к единице массы.

Следует иметь в виду, что если имеется опасность возникновения кризиса кипения первого рода, то объем жидкости в технологической системе (например, в паровом котле) должен быть мал.

Изменение интенсивности теплообмена при кипении жидкости в сосуде графически интерпретировано с помощью модифицированной и упрощенной диаграммы Нукйяма (1934 г.) на рис 3.4.

На ней обозначены: ОА -- режим теплообмена с преобладанием свободной конвекции жидкости; АВ - теплообмен в режиме развитого пузырькового кипения; ВС - кризис кипения первого рода; CD – передача тепла механизмом теплопроводности через паровую пелену (пленочное кипение).