Большая техническая энциклопедия
2 7
A V W
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
А- АБ АВ АГ АД АЗ АК АЛ АМ АН АП АР АС АТ АУ АФ АЦ АЭ

Адиабатическая стенка

 
Адиабатическая стенка характеризуется следующим свойством: если некоторое тело в адиабатической оболочке находится в состоянии равновесия, то при отсутствии дальнодействующих сил ( Fernkrafte) его равновесие может быть нарушено только движением частей стенки и никакими другими внешними процессами. Это значит, если заранее воспользоваться термическими понятиями, что такая стенка не допускает изменения равновесия нагревом, а только затратой механической работы. Без этого понятия адиабатической оболочки в нашей теории не обойтись, и оно таким же образом применяется в обычной термодинамике. Однако и практически как можно более совершенное его воплощение в калориметре является предпосылкой любого термодинамического измерения.
Роль адиабатической стенки играет линия цт, а, холодную стенку заменяет накаленная пластина.
Сосуд с адиабатическими стенками, вода, налитая в сосуд, и вертикальная мешалка, вставленная в сосуд, составляют систему.
Сосуд с твердыми адиабатическими стенками разделен на две части твердой адиабатической перегородкой.
Если система с адиабатическими стенками переводится из начального состояния I в некоторое конечное состояние II, причем меняется способ перехода от одного состояния к другому, то утверждается, что внешняя работа, необходимая для перевода из состояния I в состояние II, не зависит от способа перехода. Этот важный результат формулируется в виде первого закона термодинамики, который гласит, что для перевода адиабатически изолированной системы из состояния I в состояние II требуется одно и то же количество внешней работы, не зависящее от способа перехода.
Адиабатически изолированные системы, выделяемые из окружающего адиабатическими стенками. Энергия Е адиабатически изолированной системы не может изменяться при неизменных внешних параметрах а, но произвольно изменяющихся состояниях внешних тел.
Температуры двух соприкасающихся источников теплоты, разделенных адиабатической стенкой, отличаются на конечную величину. Но температуры не изменяются и не выравниваются, так как переход теплоты от источника с более высокой температурой к источнику с более низкой температурой заторможен наличием адиабатической стенки. Если заменить адиабатическую стенку на диатермическую, торможение устранится и температуры обоих источников теплоты нестатически сравняются.
Вычисление становится очень громоздким, так как для адиабатической стенки условие ( 2, 0 справедливо лишь для общего, а не для монохроматического излучения.
Проведенный им анализ не обнаруживает влияния разрежения на температуру адиабатической стенки.
При Т Т, дст 0 имеет место обтекание адиабатической стенки. Следовательно, если закон теплосбмена St ( Re) сохраняет консервативность, то коэффициент теплоотдачи в (22.37) можно определять по сбычным формулам Опыты Гартнетта, Эккерта и Биркебака подтверждают этот вывод.
Следует отметить, что это исследование было выполнено для адиабатической стенки. В этом случае имеются наиболее благоприятные условия для существования равновесия, поскольку рекомбинируют лишь частицы, диффундирующие в направлении невозмущенного потока.
Следует подчеркнуть, что этот анализ был проделан для адиабатической стенки. В данном случае существуют наиболее благоприятные условия для равновесия, так как процесс рекомбинации характерен только для частиц, диффундирующих от стенки. Кроме того, время течения около стенки наименьшее, что позволяет частицам газа дольше находиться в специальных условиях. На больших высотах равновесный процесс устанавливается за более длительное время.
На рис. 48 и 49 приведены рассчитанные зависимости расстояния до адиабатической стенки от расстояния до стороннего источника для крайних из реально возможных значений параметра m 5 и 8 и отношений р ( Pav) i / ( pav) n 0 3 - 2 0, где ( раи) и-значение pav, при котором эксплуатируется термопластичный подшипник, рассматриваемый в качестве стороннего источника, ( pav) n - значение pav, при котором эксплуатируется рассчитываемый подшипник.
Систему образуют вода ( или ртуть), сосуд с адиабатическими стенками, в который налита вода, и вертикальная мешалка, вставленная в сосуд. Опускающиеся грузы приводят мешалку во вращение с помощью нитей, навитых на ось мешалки. Чтобы вернуть систему в начальное состояние, нужно отнять от нее количество теплоты Q CpAt, где С - общая теплоемкость системы при постоянном давлении, состоящая из - теплоемкости жидкости, сосуда и мешалки.
Когда некоторый процесс проводится быстро или когда процесс происходит в системе, окруженной адиабатической стенкой, так что тепло не может поступать в систему или покидать ее, то говорят, что такой процесс проходит адиабатически.

Ясно, что в случае, когда фазы ф [ и ф2 разделены абсолютно жесткой и неподвижной адиабатической стенкой, их состояния равновесия полностью независимы друг от друга.
При учете влияния сторонних источников группы 1 и 2 на снижение теплоотводящей способности важно найти расстояние от рассчитываемого подшипника до адиабатической стенки.
При учете влияния сторонних источников первой и второй групп на уменьшение теплоотводящеи способности узлов важно найти расстояние от рассчитываемого подшипника до адиабатической стенки.
При учете влияния сторонних источников 2 и 3 - й групп на снижение тепло-отводящей способности узлов важно найти расстояние от рассчитываемого подшипника до адиабатической стенки.
В качестве граничных условий на стенках и дне котлована, стенках труб и на прилегающей к месту аварии поверхности рельефа задаются условия, соответствующие непроницаемой неподвижной адиабатической стенке. Для вычисления кинетической энергии турбулентности, скорости ее диссипации у поверхности стенки, а также компонент скорости, направленных вдоль стенки, применяется заданная пристеночная функция.
При наличии стороннего источника группы 1, условия теплоотвода которого одинаковы с условиями тепло-отвода рассчитываемого подшипника ( например, при работе обоих подшипников в стенке коробки или в качестве опор зубчатых колес близких диаметров) расстояние до адиабатической стенки находят по рис. 3.27. В табл. 3.5 даны рекомендуемые значения поправочных коэффициентов, которые следует учитывать при различных исполнениях узлов, где эксплуатируются рассчитываемый подшипник и подшипник, рассматриваемый в качестве стороннего источника.
Характер теплового равновесия связан со свойствами стенок, отделяющих систему от окружающей среды и разграничивающих отдельные части системы. Адиабатические стенки не допускают изменения состояния за счет притока тепла. Изменение равновесного состояния может быть вызвано только макроскопической работой внешних сил дальнодействия ( например, сил тяжести), а также перемещением стенок. Диатермические стенки допускают теплообмен между частями системы.
Температуры двух соприкасающихся источников теплоты отличаются на конечную величину. Но источники разделены адиабатической стенкой. Температуры не изменяются и не выравниваются. Переход теплоты от источника с более высокой температурой к источнику с более низкой температурой заторможен наличием адиабатической стенки. Заменим адиабатическую стенку на диатермическую: торможение устранится, температуры обоих источников теплоты нестатически сравняются.
Расстояние до адиабатической стенки при наличии стороннего источника группы 2 и т 5 ( - - - - - и 8 ( - - - - - .| Расстояние до адиабатической стенки при наличии стороннего источника группы 1 и т 5 ( - - - - - 6 ( - - - - - и 8 ( - - - - - - - - . Если рассчитываемый подшипник и сторонний источник находятся на од-ном валу, то имеется такое сечение вала, где температура нагрева от работы подшипника будет равна температуре нагрева от работы стороннего источника. Это сечение будет выполнять роль адиабатической стенки, дальше которой не происходит распространение теплоты от подшипника.
Рассматривая аналогию, можно сделать интересный вывод: включение сопротивления за пределами узла без внешнего соединения ( на / пример, узел 4) не оказывает влияния - на потенциал этого узла. Это значит, что температура адиабатической стенки не зависит от поглощатель-ной способности поверхности этой стенки.
Специфика появляется при рассмотрении условий равновесия всей системы, причем необходимо учитывать физические свойства контактов как между отдельными фазами, так и системы с окружающими ее телами. Для этой цели вводятся важные понятия адиабатической стенки ( перегородки) и адиабатического сосуда ( оболочки), которые определяются через их свойства по отношению к понятию равновесия.
Оно справедливо и при разбиении простой системы на две подсистемы посредством адиабатической стенки.
Вообще говоря, термодинамическая система не определена полностью до тех пор, пока неизвестно, что делается на границах системы. Из предыдущего ясно, что любые граничные условия могут быть заменены твердыми адиабатическими стенками, окружающими систему. Следующим примером вспомогательной связи является полупроницаемая перегородка, которая пропускает молекулы одного вида, но непроницаема для молекул других видов.
Для сравнения укажем, что при использовании приближения Буссинеска q 1 допустимый диапазон п несколько иной: - 0 6 п; 1 ( гл. Нижний предел при использовании обоих подходов достигается в плоском факеле или на адиабатической стенке с горизонтальным линейным источником тепла на передней кромке. Число Нуссельта выражается так же, как и ранее, лишь Or определяется несколько иначе.

Для сравнения укажем, что при использовании приближения Буссинеска q 1 допустимый диапазон п несколько иной: - 0 6 С п 1 ( гл. Нижний предел при использовании обоих подходов достигается в плоском факеле или на адиабатической стенке с горизонтальным линейным источником тепла на передней кромке. Число Нуссельта выражается так же, как и ранее, лишь Grx определяется несколько иначе.
Если это справедливо в каждой точке границы ( включая возможную границу на бесконечности), то ясно, что такие граничные условия в общем случае совершенно нереальны, поскольку они позволяют газу оставаться в тепловом равновесии при любой заданной температуре независимо от окружающих тел. Этот факт, как правило, исключает возможность использования таких граничных условий ( адиабатических стенок), однако в частных случаях они могут применяться.
Повышение безразмерной температуры на стенке по длине капилляра вследствие выделения тепла при вязком течении. Бирд [8] решил уравнение для жидкости, кривая течения которой описывается показательной функцией в случае как изотермической, так и адиабатической стенки.
Температуры двух соприкасающихся источников теплоты, разделенных адиабатической стенкой, отличаются на конечную величину. Но температуры не изменяются и не выравниваются, так как переход теплоты от источника с более высокой температурой к источнику с более низкой температурой заторможен наличием адиабатической стенки. Если заменить адиабатическую стенку на диатермическую, торможение устранится и температуры обоих источников теплоты нестатически сравняются.
Температуры двух соприкасающихся источников теплоты, разделенных адиабатической стенкой, отличаются на конечную величину. Но температуры не изменяются и не выравниваются, так как переход теплоты от источника с более высокой температурой к источнику с более низкой температурой заторможен наличием адиабатической стенки. Если заменить адиабатическую стенку на диатермическую, торможение устранится и температуры обоих источников теплоты нестатически сравняются.
Сторонними источниками этих групп, влияние которых следует учитывать при тепловом расчете полимерных подшипников, в первую очередь являются другие подшипниковые узлы. Если рассчитываемый подшипник и сторонний источник находятся на одном валу, то имеется такое сечение вала, в котором температура нагрева от работы рассчитываемого подшипника равна температуре нагрева от работы стороннего источника. Это сечение играет роль адиабатической стенки, дальше которой тепло от рассчитываемого подшипника не распространяется. На рис. 47, а расстояние от подшипника до этого сечения обозначено через а, а его температура - через Фа.
Это соотношение, полученное нами формально из уравнения переноса радиации в предположении термодинамического равновесия, имеет фундаментальное значение в теории лучистого переноса. Важная роль этого соотношения обусловлена тем обстоятельством, что его правая часть совершенно не зависит от природы среды, а следовательно, является универсальной функцией длины волны и температуры. Для доказательства этого основополагающего факта временно отвлечемся от газовой среды и рассмотрим полость, ограниченную твердыми адиабатическими стенками, заполненную лучистой энергией, излучаемой, например, стенками полости и, в общем случае, другими телами, находящимися внутри полости. Оказывается, что при наличии термодинамического равновесия спектральная плотность излучения ек dk совершенно не зависит от природы и свойств стенок полости и тел, находящихся внутри нее. Эта особенность равновесного излучения вытекает непосредственно из второго начала термодинамики. Тогда, взяв две равновесные системы, находящиеся при одинаковой температуре, но заключающие разные тела, и установив между ними сообщение, мы бы нарушили равновесие.
Рассмотрим вначале энергетические характеристики предельно неравновесных процессов, сопоставляя их с предельно равновесными. Предельно неравновесный процесс по этой причине условно может быть назван неравновесным изоэнтропийным. Таким образом, компоненты двухфазной системы меняют свое состояние независимо, как если бы они были разделены адиабатическими стенками.
Расчетная область для задачи обтекания угла сжатия. Для вязкого газа это граничное условие заменяется на условие прилипания. Наряду с условием отсутствия скольжения добавляются условия на тепловой поток. Это может быть либо условием Дирихле, когда задается температура стенки, либо условием Неймана ( обычно отсутствие потока - адиабатическая стенка), либо комбинация указанных двух условий. Рассмотрим более подробно численную реализацию граничных условий.
Рассмотрим теперь ту же самую полость, но заполненную излучающей, поглощающей и рассеивающей газовой средой, находящейся в тепловом равновесии со стенками полости. Очевидно, что полученное из уравнения переноса радиации соотношение (6.2) будет выполнено также и в этом случае, поскольку при его выводе предполагалось только наличие термодинамического равновесия. Так как при наличии термодинамического равновесия интенсивность не зависит от координат, то мы можем по лучу сколь угодно близко приблизиться к стенке. Следовательно, наличие адиабатической стенки никак не отразится на полученном соотношении.
Для опытов используются механически изолированные устройства, которые считаются и термически изолированными, если помещенный в них термометр показывает постоянную температуру независимо от того, как изменяется температура окружающей среды. Следует также устранить электрические соединения со средой - иначе описание подобного устройства вполне может быть отнесено и к термостату. Должны быть также исключены и магнитные взаимодействия. Стенки, которые отделяют подобное устройство ( систему) от окружающей среды, носят название адиабатических стенок. Двойные стенки, из пространства между которыми выкачан воздух, являются практически почти адиабатическими.
Температуры двух соприкасающихся источников теплоты отличаются на конечную величину. Но источники разделены адиабатической стенкой. Температуры не изменяются и не выравниваются. Переход теплоты от источника с более высокой температурой к источнику с более низкой температурой заторможен наличием адиабатической стенки. Заменим адиабатическую стенку на диатермическую: торможение устранится, температуры обоих источников теплоты нестатически сравняются.
Температуры двух соприкасающихся источников теплоты отличаются на конечную величину. Но источники разделены адиабатической стенкой. Температуры не изменяются и не выравниваются. Переход теплоты от источника с более высокой температурой к источнику с более низкой температурой заторможен наличием адиабатической стенки. Заменим адиабатическую стенку на диатермическую: торможение устранится, температуры обоих источников теплоты нестатически сравняются.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11