Termodinamikos teorija atsiskaitymui

1.Ivadas (energijos ištekliai, gavybos keliai, naudojimas. Energijos gamyba, transformavimas, perdavimas. Energijos formos ir jų tarpusavio transformavimas. Mokslas apie energija. Energija-materijos judejmo matas. Energija-gebėjimas atlikti darbą. Energija-vienos judėjimo formos vertimas kitos formos judėjimu. Judėjimas: mechaninis, šiluminis. Šiluminė ir mechanine energija: 1.Darbo forma. Kūnas veikia tiesiogiai kita kūną. 2.Silumos mainai.Kunai betarpiškai lieciasi.Kai jų temperatūra nevienoda vienas kūnas persiduoda šiluma kitam, vyksta molekuline kinetine energija. Šiluma ir darbą 2 skirtingos energijos pasikeitimo formos. Siluma-mikrofizinis procesas vyksta tarp molekulių. Darbas-makrofizinis procesas vyksta judant kūnams. 100% energijos kitimas. Vietinis kuras-miškai, atliekos. Šilumine energetika apima šilumos gamyba, transportavimą, jos sistemines energijos panaudojimą.2.Technine termodinamika. Termodinamika kaip mokslas. Termodinamine sistema ir jos ribos. Paprastos termodinamines sistemos, būkles lygtys. Termodinaminis procesas.Griztami ir negrįžtami procesai. Žodis „termodinamika" sudarytas iš dviejų graikiškų žodžių, reiškiančių šilumą ir jėgą. Plačiąja prasme termodinamiką suprantame kaip mokslą apie energiją, jos savybes ir transformacijas įvairiuose fizikiniuose bei cheminiuose procesuose, kuriems vykstant išsiskiria arba sunaudo­jama šiluma. Klasikine techninė termodinamika (KTT) nagrinėja šilumos pavertimo darbu ir darbo pavertimo šiluma procesus. Tokie procesai vyksta šiluminiuo­se varikliuose ir šaldymo mašinose, todėl techninė termodinamika yra šiluminės ir šaldymo technikos teorinis pagrindas. Termodinamikos dėsniai gauti fenomenologiniais metodais, t. y. stebint, kaip tam tikromis sąlygomis vyksta makrokūnų šilumos ir darbo tarpusavio transformacijos reiškiniai („fenomenai"), visai ne­nagrinėjant medžiagos mikrostruktūros. Taigi termodinamika re­miasi stebėjimais, eksperimentais. Kūnai kuriu pagalba šiluma transformuojama i darbą vadinami darbo kūnais. Kintant temperatūrai, kūnai kinta- gebejimasplestis nuo šilumos. 1.Kūnai, iš kurių darbo kūnas gauna šilumą, vadinami šildytuvais arba viršutiniais šilumos šaltiniais. Jais dažniausiai būna kuro degimo produktai. 2.Kunai kuriem darbo kūnas atiduoda šiluma, vadinami aušintu­vais arba žemutiniais šilumos šaltiniais. 3.Irenginys kuriame panaudojamas darbas-darbo objektas. 1+2+3 sudaro termodinamine sistema. Kūnai kurie neįeina i termodinamine sistema sudaro T aplinka.T sistema su T aplinka gali keistis energija ir medžiaga, todėl T sistema gali buti uždara ir atvira. T sistemos apribojimas. Indas su dujomis (sistema uždara): Vamzdis (sistema uždara):3.Paprastoji termodinamine sistema- apibudina tam tikra kombinacija parametru. Užtenka 2 pvz.:p it T. Paprastąją T sistemos būseną nusako charakteringoji lygtis F(P,V,T)=0. Klaiperono lygtis: p-absoliutinis slėgis[Pa], Vs-savitasis turis [m3], T-absoliutine temperatūra [K]. M-mase, normalios sąlygos p=101325Pa, t=0C(273,13K).4.Termodinaminis procesas- procesas kurio metu vyksta, termodinamines būkles parametru kitimas. Grystamas procesas- butu toks kai būsenos kitimas vyksta be trinties ir be visipaciniu (paltiniu deformacijų) veiksniu. Tokiu būdu T sistema kurioje vyksta grystamasis procesas- galima gražinti i pradine būseną.Stacionarus srautiniai procesai: jei per tam tikra laika kontrolines erdves taškuose būsenos parodymai nekinta- tai bus stac srauto procesas. Naudojami dydžiai-mases debitas[kg/s] ir turinis debitas[m3/s]. Stacionaraus srautinio proceso sąlyga - pastovus mases debitas: ; c-greitis, tankis, A-skerspjūvis. 5.Idealios dujos ir jų būsenos lygtys. Idealios dujos yra vad. susidedančios iš materialių taškų kurie nesąveikauja vieni su kitais.F(P,V,T)=0;P=f1(V,T); V=f2(P,T); T= f3(V,P); pv/T=const=R(duju Konstanta). pv=RT – klapeirono lygtis p – absoliutus slėgis Pa, V – savitasis (specifinis) tūris m3/kg, T – temperatūra K, R – dujų konstanta J/kg*K. R- universalioji dujų konstanta 8314 J/kmol*K. Rx= R/ x. 6.Realios dujos, jų būsenos lygtys. Realios dujos skiręsi tuo, kad mes galime įvertinti jų tūrį. -b)=RT – Van Der Valso lygtis, realiu dujų būsenos lygtis. a ir b priklausomai nuo duju randame lentelėse. 7.Dujų mišiniai jų sudėtis masės tūrio moliu dalimis. Daugumos techniniu įrenginiu termodinamikos procesuose darbo kūnas būna ne vienalytes dujos, bet jų misiniai. Technine termodinamika nagrinėja tokius misinius kuriu sudedamos dalys vadinamos komponentais ir tarpusavyje chemiškai nereaguojančios. Duju mišinys gali susidėti iš 2 ar daugiau komponentu ir jo būsenai nusakyti 2 būsenos parametru nepakanka, būtinai reikia dar nurodyti misinio sudėti. 8.Mašininio komponento porcialinis slėgis ir redukuotas turis. Tai toks turis kuris užimtu misinio komponentas jei turėtu misinio slegi ir temperatūra. Kiekvienas misinio komponentas gali buti charakterizuojamas porcelianiu slegiu t.y. tokiam slėgiui kai tik to komponento dujos pasiskirstytu visame misinio tūryje. ; 9.Grįžtami ir negrįžtami procesai. Jei sistema kurioje vyksta procesas galima gražinti i padine būklę nesukeliant pakitimų išorinėje aplinkoje, tai toki procesą vadiname grįžtamu. Jei sistemos sugrisimas i pradine būklę įvykus procesui neįmanomas be pakitimų išorinėje aplinkoje tai toks procesas vadinamas negrimztamu. Savaiminiai procesai yra negrįžtami. Visi nerealus procesai yra negrimztami. Negrįžtamumo laipsniai skirtingi. 10.Darbas ir jo skaičiavimas. Darbas – energijos perdavimo būdas tai yra energijos iš energijos išėjimo ar įėjimo būdas. Darbas yra proceso, o ne būsenos parametras. Darbas žymimas A(J). darbas atliktas per tam tikra laika yra vadinamas proceso arba sistemos gale. Mechaninis darbas – atliekamas jėgai veikiant judančias termodinamines ribas.(Yra brežinukas) Mech. darbo dydis yra lygus jėgos ir jos pridėjimo taško nueito kelio sandaugai: ; Darbas kuris atliekamas kintant sistemos išorinės būkles parametrams yra vadinamas išoriniu mechaniniu sistemos darbu. Tūrio kitimo darbas. Nagrinėjame dažniausiai nejudančia uždaraja kūno sistema. (brezinukas) Kai si sistema yra veikiama jėgos jos padėtis erdvėje nesikeis, pasikeis vidiniai būkles parametrai. dr – tūrio kitimo darbas F – plotas. Tūrio kitimo darbas laikomas grįžtamu, vyksta betrintiems, be derformacijų. Laikoma, kad p’= p I1 Negrįžtamame slėgis darbo kūne yra nevienodas, nes keičiantis kūnui susidaro slėgio banga. II1 Grįžtamu tūrio kitimo procese, slėgis proceso metu yra vienodas visame tūryje. I2 ………………įvertinami dispersijos reiškiniai ir jų atliekamas darbas yra teigiamas sistemos atžvilgiu. II2 Disipaciniai reiškiniai ir trinties jėgos neįvertinamos. (brezinukas) Pa – aplinkos slėgis 11.Termodinamines sistemos vidinė energija. (brezinukai) Jeigu, uždara adiabatine sistema pereina iš vienos būsenos i kita tai sistema veikiantis darbas yra toks pat visiems procesams įvykdantiems si perėjima. Adiabatines sistemos būsenos pakitimą jei tik suteikiant arba iš jos gaunant darbą pasiūlyta nusakyti vidines energijos pokyčius Tuo būdu: 1.uždarai adiabatinei sistemai teikiamas darbas didina jos vidine energija 2.adiabatines sistemos atiduodamas darbas atliekamas tos sistemos vidines energijos sąskaita. 12.Šiluma kaip proceso charakteristika Šiluminis judėjimas tai yra šilumine energija ir ji vadinama šiluma. Šilumine energija žymima Q[J] Šilumos srautas [W] Adiabatines sistemos ribas, pereinanti energija didina vidinę sistemos energiją. 13.Pirmas termodinaminis dėsnis PTD uždarai sistemai. PTD nusako kiekybinį ryšį tarp trijų energijos formų: darbo, šilumos ir vidinės energijos. 1.Uždarai sistemai adiabatiniame procese vidines energijos pokytis lygus suteiktam darbui. Vidinė šiuo atveju gali tik didėti. 2.Neadiabatiniuose procesuose uždarai sistemai šilumos ir darbo pavidalu suteikta energija yra lygi jos vidines energijos pokyčiui. Duju savitoji šiluma. Tai toks šilumos kiekis kuri reikie suteikti medžiagos kiekio vienetui, kad jo temperatūra pakiltu 1 laipsniu. Savitoji šiluma priklauso nuo temperatūros. ........trūksta......... Realiu duju savitoji šiluma priklauso nuo jų temperatūros, slėgio. Šilumos tiekimo budai: 1) duju būsenos kitimas kai v = const., 2) kai p = const. Todėl kai šiluma yra tiekiama arba atimama esant ...... - izochorine savitoji šiluma. - izobarine savitoji šiluma. ; Antras atvejis : - Majerio formule. ; k – adiabates rodiklis. 14.Duju misiniu savitoji šiluma. 15.Termodinamines sistemos entalpija ir entropija. Entalpija H[J;kJ]; h [J/kg;kJ/kg]; h = u + pv = u + RT. Entalpija plačiai naudojama šiluminiu varikliu, saldymo įrenginiu ir technologiniu procesu skaičiavimuose. Entropija. (brezinukas) dU = dq +da; - PTD (uždarai sistemai) dU = cVdT; da = -pdV; cVdt = dq - pdV ; dq = cVdT + pdV . Entropija vienareikšmis kūno būsenos parametras, nes kiekvienoje būsenoje turi tam tikra reikšmė. 16.Idealiųjų dujų termodinaminiai procesai Termodinaminis procesas – tai termodinaminų parametrų kitimas (p,v,T,u,h,s). Būseną galima apibūdinti 2 parametrais. Yra nustatyta, kad tokios paprastos sistemos grųžtamasis procesas yra aprašomas lygtimi , n- politropės rodiklis Politropės rodiklis 1.Izochorinis procesas: V=const. p1V1=RT1 p2v2=RT2 v1=v2 ; ;a12=0, 2.Izobarinis procesas: p=const. . p1v1=RT1 p2v2=RT2 ;; 3.Izoterminis: pv=const. , T=const. p1v1=RT1 p2v2=RT2 ; . ,. Šiluma 4.Adiabatinis: pVK=const. ;..Šiluma dq=0; Entropija išlieka pastovi . Negrįžtamumas adiabatinėje sistemoje Sistema rimties būsenoje; vidinę būseną galime pakeisti darbu. Adiabatinės sistemos vidinės energijos sumažinti negalima kai tos sistemos tūris yra pastovus. Adiabatinėje sistemoje įvykus procesui, kai jo galinis tūris v2 yra const, vidinės energijos sumažinti negalime 17.Šilumos srauto entropija ir pagaminta entropija Kada sistema gauna šilumą – didina savo entropiją, o kad aatiduoda tai sistema mažina savo entropiją, vadinasi neadiabatinėje sistemoje entropija gali didėti arba mažėti. .18.Šilumos mainų negrįžtamumas Pagal II t.d. adiabatinių sistemų entropija vykstant negrįžtamiems procesams turi didėti. Sistemos negrįžtamos netropijos padidėjimas nusako adiabatinio proceso negrįžtamumo laipsnį. Šilumos mainų procese siekiant perduoti kuo didesnį šilumos kiekį didinant temperatūra proceso negrįžtamumo rodiklis pagaminta entropija padidėja kvadratu. 19.Termodinaminiai ciklai Šiame procese darbo kūnas gauna šilumą iš viršutinio šildytuvo ir toliau plėsdamasis atlieka darbą. Kad toks ciklas veiktų, plėtimosi procesą reikia nuolat kartoti. Vadinasi reikalingas papildomas darbas, kad darbo kūnas grįžtų į pradinę būseną. Toks termodinaminis procesas arba jų visuma kuriems įvykus darbo kūnas grįžta į pradinę būseną vadinamas ciklu. Ciklų grafikai yra uždaros kreivės. Darbo kūną į pradinę būseną galime gražinti 2 būdais: I būdas: tiesioginis ciklas Šiuo atveju plėtimosi proceso kreivė yra aukščiau už suslėgimo kreivę. I termodin.dėsnis ciklams: Ciklo metu atliktas naudingas darbas yra lygus suteiktos ir nuvestos šilumos kiekių skirtumui: -terminio naudingumo koef. II būdas atvirkštinis ciklas Atvirkštinio ciklo charakteringas bruožas yra tas, kad diagramose suslėgimo kreivė yra aukščiau už plėtimosi kreivę. Atvirkštiniame cikle suslėgimo darbas yra didesnis už plėtimosi darba. Ciklui atlikti reikia naudoti darba. Šiuo ciklu dirba kompresoriai, saldytuvai( saldymo masinos). Ju paskirtis kunus atsaldyti iki temp. zemesnes negu aplinkos temp. Atvirkstiniame cikle darbo kunas daudodamas mech. Energija is zemos temp. silumos saltinio paima siluma q2 ir atiduoda aukstos temp. silumos saltiniui silumos kieki q1.Šildymo koef.-šiluminiai siurbliai 20.II termodinamikos dėsnis, kai šiluma verčiama mechaniniu darbu ) 21.Karno ciklas (pats paprasčiausias pirmasis ciklas...) Karno cikle yra galingi šildytuvas ir aušintuvas, kurių vidinė energija tokia didelė, kad ciklo metu jų temperatūra nesikeičia. Kad darbo kūno temperatūra būtų lygi šildymo temperatūrai šilumą dabo kūnui reikia teikti izotermiškai ir tuo užtikrinti terminę pusiausvyrą. Darbo kūną atausšinti nuo šildytuvo temperatūros iki aušintuvo temp.reikia adiabatinių procesų (tai yra darbo kūnui plečiantis adiabatiškai). Dabo kūnas izoterminiu procesu šilumą atiduoda aušintuvui ir jo temp.tampa lygi aušintuvo temperatūrai. Grąžinti - adiabatinu procesu darbo kūnas yra suslegiamas. Karno ciklo ekonomiškumas priklauso nuo šildytuvo ir aušintuvo absoliutinių temperatūrų, jis didėja didėjant T1 ir mažėjant T2. Karno ciklo terminio naud.koef.nepriklauso nuo darbo kūno rūšies. 22.Ekvivalentinis Karno ciklas Bet kokio ciklo terminio naud koef.yra lygus tokiam Karno ciklui kuris vyksta tarp šio ciklo vidutinių integralinių temperatūrų. Karno ciklas duotų temperatūrų intervale yra ekonomiškiausias nes jo terminio naudingumo koef.yra maksimalus. 23.Atvirkščias Karno ciklas Realūs šaldymo ciklai yra negrįžtami, juose perkeliamas šilumos kiekis q2 esant tam pačiam temp.skirtumui ir sunaudojus tą patį darbą visada mažesnis už šilumos kiekį perkeltą idealiame Karno cikle. 24.ATD analitinė išraiška Entropijos pokytis cikle sudarytame iš grįžtamų procesų yra lygus 0. Entropijos pokytis cikle sudarytame iš negrįžtamų procesų didėja. Klauzijus entropijos didėjimo principą izoliuotoje sistemoje pritaikė visatai ir padarė išvadą, kad visų rūšių energijai visatoje virtus vienodai pasiskirsčiusia šiluminio judėjimo energija, nustos vykę makroskopiniai procesia ir visatą ištiks šiluminė mirtis. Entropija yra darbo nuostolių arba realių procesų negrįžtamumo matas. Entropija yra netvarkingumo chaotiškumo matas. 25.Stacionarūs srautiniai procesai Jei per tam tikra laika visuose kontrolines erdves taskuose termodinaminiai parametrai nekinta nors tarp saves yra skirtingi, turime stacionaru srautini procesa. Masinis debitas Turio debitas Vidutinis srauto greitis Srautinio proceso stacionarumo salygos: 1) Pastovus mases debitas 2) Debito suma lygi siu debitu isejimuose. 26.Techninis darbas Energetiniam balansui sudaryti naudojami dydziai ant sistemos kontrolinio pavirsiaus. Velenas atiduos darba i isore kirzdamas termodinamines sistemos kontrolini pavirsiu, sis darbas vadinamas techniniu darbu. Techninis darbas tai energija stacionaraus srautinio proceso metu darbo pavidalu pereinanti per sistemos kontrolini pavirsiu. I termodinaminis desnis stacionariam srautiniam procesui 27.I termodinaminis desnis Per termodinamines sistemos kontrolini pavirsiu tekant medziagai, silumos srauto tankis ir lyginamojo darbo suma yra lygi entalpijos kinetines ir potencines energiju pokyciu sumai. Suteikiama siluma sunaudojama entalpijos ir kinetines energijos didinimui Adiabatinese tekejimo procesuose pilnoji entalpija visuose skerspjuviuose yra pastovi. Jeigu dideja srauto kinetine energija, tai mazeja entalpija ir atvirksciai. 28.Rysys tarp greicio ir slegio srautiniuose procesuose Isvados: 1) Nustatyta, kad pradiniam greiciui c1: esant mazesniam uz garso greiti  (a) a)siaurejanciose kanaluose (tutose), greitis dideja, slegis mazeja. b)Platejanciose kanaluose (difuzoriose) greitis mazeja, slegis dideja. 2) Esant didesniam arba lygiam uz garsa greiciui a; a) virsgarsine tuta turi buti platejanti, b) virsgarsinis difuzorius turi buti siaurejantis. 28.Greitis ir debitas srautui adiabatiskai istekant is tutu 29.Istekanciu is tutos greicio ir debito formuliu analize Bandymai parode, kad esant P1=const, mazinant istekejimo slegi P2 pasiekus santiki P2/P1 kritine reiksme, debitas nesikeicia, bet igauna pastovia tam tikra maksimalia reiksme. Tai atsitinka todel, kad slegio banga iki tasko P2/P1 kritinio sklinda greiciu mazesniu uz garso greiti. Tuo budu is tutos kritinis istekejimo greitis yra lygus garso slydimo greiciui istekanciuose dujose. Vadinasi susiaurejanciose tutose galima pasiekti tik garsini greiti, tai galime padaryti. 30.Droseliavimas ir Dzaulio Tomsono efektas Droseliavimas – slegio kritimo procesas, kai dujos ar garai prateka per susiaurejimus neatlikdamos isorinio darbo, vadinama droseliacija. Adiabatiskai droseliuojant dujas ar gara entalpija pries ir po susiaurejimo yra pastovi. Realiuju duju temperatura, kai del droseliacijos ji nekinta ji vadinama duju inversijos temperatura, o temperaturos kitimas droseliuojant adiabatiskai idealias dujas vadinamas Dzaulio Tomsono efektu dpT0 Max darbas kuri galima gauti is sios silumos, t.y. Karno grystamuoju ciklu, kuri kaip tik ir atliekamas tarp temperaturu T ir T0. 58.Šilumos eksergija ir jos nuostoliai Ta energijos dalis. Kuri esant tam tikrai išorės būsenai gali būti transformuoajma į bet kokią kitą energijos rūšį vadinama – eksergija. Ta energijos dalis kurios negalima transformuoti į kitą enrgijos rūšį esant tam tikrai išorės būsenai yra vadinama anergija. Energija=eksergija + anergija 1.Ivadas (energijos ištekliai, gavybos keliai, naudojimas. Energijos gamyba, transformavimas, perdavimas. Energijos formos ir jų tarpusavio transformavimas 2.Technine termodinamika. Termodinamika kaip mokslas. Termodinamine sistema ir jos ribos. Paprastos termodinamines sistemos, būkles lygtys. Termodinaminis procesas.Griztami ir negrįžtami procesai. 3.Paprastoji termodinamine sistema 4.Termodinaminis procesas 5.Idealios dujos ir jų būsenos lygtys. 6.Realios dujos, jų būsenos lygtys 7.Dujų mišiniai jų sudėtis masės tūrio moliu dalimis 8.Mašininio komponento porcialinis slėgis ir redukuotas turis 9.Grįžtami ir negrįžtami procesai 10.Darbas ir jo skaičiavimas .Termodinamines sistemos vidinė energija 12.Šiluma kaip proceso charakteristika 13.Pirmas termodinaminis dėsnis PTD uždarai sistemai 14.Duju misiniu savitoji šiluma. 15.Termodinamines sistemos entalpija ir entropija 16.Idealiųjų dujų termodinaminiai procesai 17.Šilumos srauto entropija ir pagaminta entropija 18.Šilumos mainų negrįžtamumas 19.Termodinaminiai ciklai 20.II termodinamikos dėsnis, kai šiluma verčiama mechaniniu darbu 21.Karno ciklas (pats paprasčiausias pirmasis ciklas...) 22.Ekvivalentinis Karno ciklas 23.Atvirkščias Karno ciklas 24.ATD analitinė išraiška 25.Stacionarūs srautiniai procesai 26.Techninis darbas 27.I termodinaminis desnis 28.Rysys tarp greicio ir slegio srautiniuose procesuose 28.Greitis ir debitas srautui adiabatiskai istekant is tutu 29.Istekanciu is tutos greicio ir debito formuliu analize 30.Droseliavimas ir Dzaulio Tomsono efektas 31.Medžiagų termodinaminės savybės 32.Vandens garo susidarymas 33.Būsenų parametrų nustatymas 24.Garų būsenos kitimo procesai. 35.Drėgnas oras 36.Garo jėgainės 37.Tiesioginiai ciklai 38.Greito degimo VDV ciklas 39.Leto degimo vidaus degimo variklio ciklas 40.Misraus dedimo variklio ciklas 41.VDV ciklu palyginimas 42.Duju turbinu ciklai 43.Reaktyvini varikliu ciklai 44.Turboreaktyviniai varikliai 45.Bekompresorinis pulsuojantis oro reaktyvinis variklis 46.Paketiniai varikliai 47.Garo jėgainių kondensacinis ciklas 48Garo jėgainės regeneracinio tipo. 49.Kompresorinių šaldymo įrenginių ir šilumos siurblių ciklų pobūdis 50.Kompresoriniai šaldymo įrenginiai 51.Kompresoriniai garo saldymo irenginiai. 52.Ezektorinis saldymo irenginys 53.Absorbciniai saldymo irenginiai 54.Siluminio siurblio ciklas 55.Realiu garo kompresoriu masinu ciklas 56.Termodinamines analizes pagrindai 57.Šilumos srauto 58.Šilumos eksergija ir jos nuostoliai

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!