5. Течение газа в цилиндрической трубе с трением и подводом тепла (система с постоянным расходом)

5.1. Обозначение параметров

Основные параметры системы (ранее известные)

р - давление, Н/м²Па ;

W - скорость газа, м/с;

Т - температура, К;

ρ - плотность газа, кг/м³;

Т^*- температура торможения, К;

Р^*- давление торможения, Н/м²Па;

ρ^* - плотность заторможенного газа, кг/м³;

λ - приведенная скорость;

F - площадь поперечного сечения, м²;

Дополнительные параметры системы (ранее известные)

С_р - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/кгК;

С_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме, Дж/кгК;

R - газовая постоянная, Дж/кгК;

G - массовый секундный расход, кг/с;

k - показатель изоэнтропы;

P - сила, Н;

l_тех- техническая работа, Дж/кг;

q - количество тепла, Дж/кг;

S - энтропия, Дж/кгК;

μ - динамический коэффициент вязкости газа, Н/м²;

M - число Маха;

- скорость звука, м/с;

Re - число Рейнольдса;

d - диаметр канала, м;

l - длина канала м;

l^mах - работоспособность или эксергия, Дж/кг;

Δl^mах - изменение работоспособности или эксергии, Дж/кг;

- потери работоспособности или эксергии, Дж/кг;

i^*- энтальпия торможения, Дж/кг;

- критическая скорость звука, м/с;

τ(λ), π(λ), ε(λ), q(λ ), z(λ ), f(λ ), r(λ ) - газодинамические функции;

σ - коэффициент изменения давления торможения (потерь, восстановления, увеличения);

_тр - коэффициент трения.

Индексы (старые и новые)

^* - параметры торможения;

н - параметры внешней среды;

тех - техническая (работа);

кр - критические параметры;

тр - трение;

s - изоэнтропический.

5.2. Основные уравнения

Уравнение неразрывности

[кг/с] (1)

Уравнение количества движения

(2a)

или (2б)

или (2в)

Уравнение энергии

[Дж/кг] (3)

(3а)

(3б)

(3в)

(3г)

Уравнение состояния

[Па] (4a)

[Па] (4б)

(4в)

(4г)

Уравнение качества процесса

[Дж/кгК] (5)

Для обратимого процесса в энергетически изолированной системе

(5a)

Для необратимого процесса в энергетически изолированной системе

(5б)