Термодинамикалық жүйе, термодинамикалық процесс

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

ТЕХНИКАЛЫҚ ТЕРМОДИНАМИКА НЕГІЗДЕРІ

Термодинамикалық жүйе, термодинамикалық процесс. Жағдайдың негізгі термодинамикалық параметрлері. Идеал газдар күйінің теңдеулері

Жоспары

1. Кіріспе

2. Термодинамикалық жүйе

3. Термодинамикалық процесс

4. Негізгі термодинамикалық күй параметрлері

5. Идеал және нақты газдар күйінің теңдеуі

Кіріспе

Биолог Н. Реймер: "Қазір бізді биосфераның жылу өлімінен шамалардың бір ғана тәртібі бөліп тұр. Біз қазіргіден 10 есе көп энергияны қолданамыз, біз өлеміз" -деген тұжырама айтты. Мұның себебі "парниктік эффект " деп аталады, атмосферадағы СО ₂ күн сәулелерін жерге жібереді, бірақ ғарышқа сәулелену арқылы жердің салқындауына жол бермейді. Соңғы жылдары ғалымдар алаңдап, атмосферада СО ₂ концентрациясының жоғарылауы туралы үлкен алаңдаушылық білдіруде. СО ₂ шығарындыларынан басқа, отын тоқтататын және жылу энергетикалық қондырғылар жылу ластануын (қыздырылған су мен топырақтың шығарындылары), Химиялық (күкірт және азот оксидтері), күл мен күйе шығарады, олар өндіріс ауқымын ұлғайта отырып, кең проблемалар туғызады. Экология адамзатты өндірісті қалдықсыз ету қажеттілігінің алдына қояды.

Экономикалық факторлар өндірілетін отынды пайдалану дәрежесін күрт арттыруға мәжбүр етеді. Әзірге көптеген технологиялық процестердің энергетикалық тиімділігі өте төмен. Бұрынғы КСРО-да технологияға мұндай тәсілге отынның төмен құны ықпал етті. Мысалы, мұнай тоннасына 32 рубль тұрады, ал әлемдік нарықта оның бағасы 1987 жылы 1 м3 үшін 110 доллар болды. Сондықтан отандық процестер шетелдіктерге қарағанда анағұрлым күшті болды.

Жоғары жанар-жағар май бағасы әлемдік нарықта туғызды әзірлеуге, энергия үнемдеуші технологиялар. Нәтижесінде Жапонияда 1т цемент өндіруге шартты отынның үлестік шығыны 110 кг-ға дейін, АҚШ-та 150 кг-ға дейін, КСРО-да 210 кг/т төмендеді.

Энергетикалық бағдарламаға сәйкес өнеркәсіп өнімінің 80% өсімі ОЭР үнемдеу есебінен және ең алдымен технологиялық процестерде қамтамасыз етілуі тиіс. Энергияны аз қажет ететін технологияларды дамытудағы басты рөл энер-гетиктерге емес, технологтарға тиесілі. Оны Жылу техникасын терең білместен шешу мүмкін емес. Бүгінгі таңда қаражатты отын өндіруді ұлғайтуға емес, оны үнемді пайдалануды қамтамасыз ететін технологиялық процестерді дамытуға салу тиімдірек.

Қазір мұнай өндіру тұрақтануда, одан алынатын мазуттың (қазандық-пеш отынының) шығуы мұнайды мотор отынына неғұрлым терең өңдеуге байланысты ұдайы төмендейтін болады. Энергетикада мазутты тұтыну күрт шектеледі. Ірі энергетикалық негізінен қатты отын мен табиғи газға бағытталған.

Химиялық өндірістерде энергияны үнемдеу мәселесі. Технология мен энергетиканың өзара байланысы.

Энергетикалық технология -бұл отын-энергетикалық ресурстарды үнемдеу және материал мен жылу бойынша іс жүзінде үздіксіз өндіріс құру мақсатында осы өндірістің технологиялық және энергетикалық процестерінің өзара байланысы мен өзара шарттылығының заңдылықтарын зерттейтін энергетика саласы.

Осы уақытқа дейін химия өнеркәсібі кәсіпорындары сырттан алынған бастапқы энергия ресурстарының үлкен тұтынушылары болып табылады. Өндірістің энерготехнологиялық схемасын дұрыс әзірлеу арқылы бастапқы энергия ресурстарын тұтынуды едәуір азайтуға болады. Энергетикалық жабдық (жылу және бу генераторлары, бу және газ турбиналары, Тоңазытқыш қондырғылар, жылу алмастырғыштар және т. б. ) бірыңғай жүйені құра отырып, химиялық-технологиялық жабдықпен тікелей қосылысқа кіретін ЭХТС энергетикалық-технологиялық жүйелерін құру ең перспективалы болып саналады.

Бастапқы энергия ресурстарын үнемдеудің үлкен әлеуетті мүмкіндігі қайталама энергия ресурстарын (ЖЭР) тиімді пайдалануға негізделген; пеш және технологиялық лаздардың физикалық жылуы, төгінді сұйықтықтар, Химиялық өндіріс қалдықтарының жану жылуы, Химиялық өндіріс өнімдері мен шикізаттарының артық қысым энергиясы. Бірақ барлық ХТҚ-да бастапқы энергия ресурстарын пайдалануды барынша азайту және ВЭР максимумына дейін алынатын өнім сапасының қандай да бір төмендеуінсіз жүргізілуі тиіс.

Энерготехнология бірлескен қоғам құрылысының негізгі міндеттерінің бірі-энергия ресурстарын үнемдеу және қоршаған ортаны қорғау міндетін сәтті шешуге мүмкіндік береді.

ЭҚТК әзірлеу кезіндегі негізгі міндет технологиялық көрсеткіштерді бір мезгілде арттыра отырып, отын-энергетикалық ресурстардың шығындарын азайтудың неғұрлым тиімді әдістерін іздестіру болып табылады.

Жылу техникасы курсының міндеті технологиялық және жылу процестерінің жиынтығы болып табылатын және тиісті технологиялық және жылу-энергетикалық жабдықтар болып табылатын қазіргі заманғы химия өндірісін жобалау мен пайдалануды сауатты басқару дағдыларын меңгерген инженер-химик-технологты даярлау болып табылады.

Жылу техникасы-жылуды алу, түрлендіру, беру және пайдалану әдістерін, сондай-ақ жылу мен бу генераторларының, жылу трансформаторларының, жылу магниттерінің, аппараттар мен құрылғылардың әрекет ету принциптері мен бақылау ерекшеліктерін зерттейтін жалпы техникалық іргелі пән.

3. 2 термодинамикалық жүйе

Термодинамика макроскопиялық жүйелерде болатын және жылу әсерлерімен бірге жүретін әртүрлі процестердегі энергияның өзгеру заңдылықтарын зерттейді. Макроскопиялық жүйе-бұл көптеген сағаттардан тұратын кез-келген материалдық объект. Өлшемдері жүйесін ақылға сыйымсыз артық мөлшерін молекулалардың және атомдар.

Техникалық термодинамика жылу мен механикалық энергияның өзара өзгеру заңдылықтарын және осы түрлендірулерге қатысатын денелердің қасиеттерін зерттейді. Оның негізінде барлық жылу қозғалтқыштарын, сондай-ақ технологиялық жабдықтарды есептеу және жобалау жүзеге асырылады.

Термодинамикалық жүйе-бұл бір-бірімен және жүйені қоршаған сыртқы денелермен (сыртқы орта) механикалық және жылу әсерінде болатын материалдық денелер жиынтығы. Мысалы, поршень астындағы цилиндрде орналасқан қарапайым газ жүйесі үшін қоршаған орта ауа болып табылады, ал поршень цилиндрдің қабырғалары бақылау беттері ретінде қызмет етеді. Біздің мысалда механикалық жұмыс поршеньді жылжыту кезінде жасалады және көлемнің өзгеруімен бірге жүреді. Жылу газға цилиндр қабырғалары арқылы жеткізіледі. Жүйе қоршаған ортамен кез-келген затты алмастыра алады (масса алмасу әрекеті) . Мұндай жүйе ашық деп аталады. Турбиналар мен құбырлардағы газ немесе бу ағындары ашық жүйелердің мысалдары. Егер зат жүйенің шекарасынан өтпесе, онда ол жабық деп аталады. Қоршаған ортамен жылу алмаспайтын термодинамикалық жүйе жылу оқшауланған немесе адиабат деп аталады.

3. 3 термодинамикалық процесс

Уақыт өте келе термодинамикалық жүйенің күйінің өзгеруі термодинамикалық процесс деп аталады. Сонымен, поршень цилиндрде қозғалса, ішіндегі газдың көлемі, қысымы мен температурасы өзгереді, газды кеңейту немесе қысу процесі жақсарады.

Өздігінен қозғалып кетіп қайтару жүйесінің тенсіздік жағдайынан тепе теңдік жағдайына келіп тұруы релаксация деп аталады, және осы уақытты релакция уақыты деп аталады. Әр түрлі процестер үшін жұмыс денесінің агрегаттық күйіне байланысты әр түрлі болады.

Термодинамикалық процесс тепе-теңдік деп аталады, егер жүйенің барлық параметрлері тиісті релаксация процесіне қарағанда баяу өзгерсе. Процесс тепе-теңдік болуы үшін da / dτ жүйесінің параметрлерінің өзгеру жылдамдығы арақатынасты қанағаттандыруы керек.

dА/dτ ≤ с _рел А/τ _рел (1) мұндағы А - қарастырылып отырған процесте ең жылдам өзгеретін параметр; срел - бұл параметрдің процестің релаксациясындағы өзгеру жылдамдығы; τрел-релаксация уақыты. DА / dτ ≤ срел шартын бұзбайтын процестер тепе-теңдіктің бұзылуымен жүреді, яғни тең емес болып табылады.

3. 4 негізгі термодинамикалық күй параметрлері

Әр жүйенің қасиеттері термодинамикалық параметрлер деп аталатын бірқатар шамалармен сипатталады. Оларды қарастырайық:қысым жұмыс денесінің молекулаларының бетімен әрекеттесуіне байланысты және дененің беткі қабатының бірлігіне қалыпты түрде әсер ететін күшке сандық тең:

р= (2)

мұндағы n-көлем бірлігіндегі молекулалар саны;

m-молекуланың массасы;

- молекулалардың аударма қозғалысының орташа квадраттық жылдамдығы.

Халықаралық бірліктер жүйесінде (SI) қысым паскальдарда көрінеді (1Па = 1 Н/м2) . Бұл қондырғы кішкентай болғандықтан, 1 кПа = 106 Па қолдану ыңғайлы.

Қысым манометрлердің, барометрлердің және вакуумметрлердің көмегімен өлшенеді. Сұйық және серіппелі манометрлер артық қысымды өлшейді, бұл өлшенген ортаның толық немесе абсолютті қысымы мен ratm атмосфералық қысымы, яғни

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.