Isentropic ሂደት: ከእሱ ጋር የተያያዙ 5 አስፈላጊ ነገሮች

የውይይት ርዕስ፡ አይሴንትሮፒክ ሂደት

ኢሴንትሮፒክ ፍቺ

በሂደቱ ውስጥ ምንም አይነት ሙቀት ወይም ቁስ ማስተላለፍ የሌለበት የ adiabatic ሂደት የተለመደ ጉዳይ entropy የስርአቱ ቋሚነት (ቋሚ) በመባል ይታወቃል isentropic ሂደት.

ቴርሞዳይናሚክስ ሂደት የት entropy የጋዝ ወይም የፈሳሽ ቋሚዎች እንደ ተለዋዋጭ አድያባቲክ ሂደት ሊፈጠሩ ይችላሉ። ይህ አይነቱ ሂደት በባህሪው አድያባቲክ እና በውስጥ በኩል የሚቀለበስ ሂደት አለመግባባት የሌለው መሆኑን ሲታሰብ የምህንድስና ሴክተሩ ይህንን እንደ ሃሳባዊ ሂደት እና ተጨባጭ ሂደቶችን ለማነፃፀር አብነት አድርጎ እንዲመለከተው ያስችለዋል።

በሐሳብ ደረጃ፣ የስርዓቱ enthalpy በተለየ isentropic ሂደት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ተለዋዋጭ ለውጦች ውስጣዊ ኃይል በመሆናቸው ብቻ ነው። dU እና የስርዓት መጠን Δ ቪ ኢንትሮፒ ሳይለወጥ ይቆያል.

 የ ቲ.ኤስ ለአሴንትሮፒክ ሂደት ንድፍ ከተለያዩ ግዛቶች እንደ ግፊት እና የሙቀት መጠን በሚለያዩ የታወቁ ባህሪያት ላይ ተመስርቷል. ጀምሮ፣

 ΔS = 0 ወይም s1 = s2

እና,

H = U + PV

ከመጀመሪያው ህግ ጋር በውስጣዊ ግንኙነት አላቸው ቴርሞዳይናሚክስ ከአስደናቂው መለኪያ አንጻር. ሁለቱም የሚቀለበስ እና adiabaticየተፈጠሩት እኩልታዎች እንደሚከተለው ይሆናሉ።

ሸ = ኢ + ፒ * ቪ

E2 – E1 = ጥ – ደብሊው

ወ = p * [V2 - V1]

E2 – E1 = Q – p * [V2 – V1]

(E2 + p * V2) - (E1 + p * V1) = ጥ

H2 – H1 = ጥ

ውሃው፣ ማቀዝቀዣዎች እና ጥሩ ጋዝ የአስደሳች እና የሙቀት መጠን ግንኙነትን ለመቆጣጠር በሞላር ቅርጽ ውስጥ ያሉትን እኩልታዎች በመጠቀም ሊገኙ ይችላሉ። በተመሳሳይ ጊዜ የስርዓቱ ልዩ ኢንትሮፒ ሳይለወጥ ይቆያል.

ከመጀመሪያው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ ጋር የሚጣጣም ከሚመስለው እኩልታ፣ ቪዲፒ ፈሳሹን ወደ መቆጣጠሪያው መጠን ወሰኖች ውስጥ ወይም ወደ ውጭ ለማስተላለፍ ሥራ ስለሚያስፈልግ የጅምላ ፍሰት የሚሳተፍበት ፍሰት ሂደት ሥራ ተደርጎ ይወሰዳል። ይህ የፍሰት ጉልበት (ስራ) በአጠቃላይ የግፊት ልዩነት ላላቸው ስርዓቶች ጥቅም ላይ ይውላል ዲፒ፣ በተርባይኖች ወይም ፓምፖች ውስጥ እንደ ክፍት ፍሰት ስርዓት። የኃይል ማስተላለፊያውን መግለጫ በማቃለል፣ enthalpy ለውጥ ከኃይል ፍሰት ኃይል ወይም ከሂደቱ ጋር የሚመጣጠን ወይም በስርአቱ ላይ ወይም በቋሚ ኢንትሮፒፒ ላይ የሚሰራ መሆኑን ያሳያል።

ለ ፣

dQ = 0

(H2 – H1) = Cp * (T2 – T1)

(h2 – h1) = cp * (T2 – T1)

Isentropic ሂደት ተስማሚ ጋዝ

አሁን፣ ለትክክለኛ ጋዝ፣ የኢንትሮፒ ለውጦች የሚሳተፉበት isentropic ሂደት እንደሚከተለው ሊወከል ይችላል።

ds = 0

T ds = du + P dv = cvdT + P dv = 0 (1)

h = u + P v

dh = du + P dv ≡T ds+vdP

dh = T ds + vdP ⇒ T ds =0= dh - vdP

c_pdT - vdP = 0

P1vk

1 = ፒ₂vk
2 = ቋሚ = P vk

k = cp=cv

n = 1 P v = RT = ቋሚ ⇒ isothermal ሂደት
n = 0 P v0 = ቋሚ = P ⇒ isobaric ሂደት (የማያቋርጥ ግፊት)
n = k Pvk = ቋሚ ⇒ isentropic ሂደት (k = cp/cv)
n = ∞ P v∞ = ቋሚ ⇒ isochoric ሂደት (ቋሚ መጠን)

P v = RT
u₂ - ዩ₁ = ሲቪ (ቲ₂ - ቲ₁)
h₂ - ሰ₁ = cp (ቲ₂ - ቲ₁)

ኢሴንትሮፒክ ሂደት መፈጠር

በስርዓቱ ውስጥ ያለው አጠቃላይ የኃይል ለውጥ;

dU = dQ + dW

ከግፊት ጋር ሥራን የሚያካትት ተለዋዋጭ ሁኔታ;

ቀደም ሲል እንደተቋቋመው እ.ኤ.አ.

dW = - ፒዲቪ

dH = dU + ፒዲቪ + ቪዲፒ

ለአይንትሮፒክ ፣

dU = - pdV, እናdH = Vdp or dQ = dH - Vdp = 0

እና,

dS = dQ/T = 0

አሁን,

ዱ = dq+dH

dH=dW+dQ+pdV+Vdp=-pdV+0+pdV+Vdp=Vdp

የአቅም ጥምርታ፡-

γ = – dp/p/dv/v

cp -cv = አር

1/γ; = R/Cp = r * R * ቲ

የት፣ r= density

ds = Cp dT/T - R dp/p

እንደ dS=0፣

C_pdT/T = Rdp/p

ከላይ ባለው ቀመር የPV=rRT እኩልታ ከተተካ በኋላ፣

C_pdT = dp/r

(C_p/r) d(p/r) = dp/r

መለያየት፣

(C_p/r) * (dp/r - pdR/r²) = dP/r

(C_p/ር) - 1) dp/p = (ሲ_p/ር) ዶ/ር

የጋማ ቀመርን በመተካት ፣

(1/γ-1) dp/p = (γ/γ-1) ዶ/ር

እኩልታውን ማቃለል፡-

dp/p =γdr/r

ውህደት፣

p/r^γ = ቋሚ

ወደ እረፍት ለመጣው ፍሰቱ በሴንትሮፕሲያዊ ሁኔታ፣ የሚፈጠረው አጠቃላይ ግፊት እና እፍጋት እንደ ቋሚ ሊገመገም ይችላል።

p/r^γ = pt/rt^γ

p/pt =(r/rt)^γ

pt አጠቃላይ ግፊት መሆን እና rt የስርዓቱ አጠቃላይ ጥንካሬ መሆን.

rt/(rt * ቲቲ) = (r/rt)^γ

ቲ/ቲ = (አር/አርት)^γ-1

አሁን፣ እኩልታዎችን በማጣመር፡-

p/pt = (ቲ/ቲ)^{γ/γ -1}

Isentropic የስራ እኩልታ

H = U + pV

dH = dQ + Vdp

or

dH = TdS + Vdp

dH = Vdp → W = H₂ - ኤች₁     → ኤች₂ - ኤች₁ = C_p (T₂ - ቲ₁)

pV = nRT

pV^κ = ቋሚ

p₁V₁^κ = ገጽ₂V₂^κ

የኢንትሮፒክ እኩልታዎችን በቅደም ተከተል በ enthalpy እና entropy እሴቶች በማርካት ላይ።

Isentropic ተርባይን እና isentropic መስፋፋት

cp - cv = R

γ = cp / cv

R / cp = 1 - (1 / ጋማ) = (ጋማ - 1) / ጋማ

T2 / T1 = (p2 / p1) ^ (አር / ሲፒ)

p * v = አር * ቲ

ለስሌቶች ዓላማ, የ adiabatic ሂደት ለቋሚ ፍሰት መሳሪያዎች እንደ ተርባይኖች ፣ ኮምፕረሮች ወይም ፓምፖች በጥሩ ሁኔታ የሚመነጩት እንደ ኢንትሮፒክ ሂደት ነው። የተወሰኑ ሬሾዎች የሂደቱን አጠቃላይ ስርዓት በውስጣዊ መልኩ የሚነኩ መለኪያዎችን በማካተት የቋሚ ፍሰት ማሽኖችን ውጤታማነት ለማስላት ይገመገማሉ።

በተለምዶ፣ የአንድ የተወሰነ መሣሪያ ውጤታማነት ከ 0.7-0.9, ስለ የትኛው ነው 70-90%.

እያለ ፣

Q=Qh-Qc=h-c

ማጠቃለያ እና መደምደም

የኢሴንትሮፒክ ሂደት፣ በሐሳብ ደረጃ ሊቀለበስ የሚችል adiabatic ሂደት በመባል የሚታወቀው፣ እንደ የተለያዩ ቴርሞዳይናሚክስ ዑደቶች ውስጥ ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል። ካርኖት፣ ኦቶ፣ ናፍጣ፣ ደረጃን, ብሬቶን ዑደት እና ወዘተ. የኢንትሮፒክ ሂደት መለኪያዎችን በመጠቀም የተቀረጹት በርካታ የሒሳብ እኩልታዎች እና ሠንጠረዦች በመሠረቱ እንደ ተርባይኖች፣ መጭመቂያዎች፣ ኖዝልች፣ ወዘተ ያሉ በተፈጥሮ ውስጥ የተረጋጋ ጋዞችን እና የስርዓቶችን ፍሰቶችን ውጤታማነት ለመወሰን ያገለግላሉ።

ስለ ሜካኒካል ተዛማጅ መጣጥፎች የበለጠ ለማንበብ እዚህ ጠቅ ያድርጉ