Теоретические сведения. Основные положения.Одно из возможных формульных представлений первого закона термодинамики в расчете на 1 кг массы рабочего тела имеет вид

Основные положения. Одно из возможных формульных представлений первого закона термодинамики в расчете на 1 кг массы рабочего тела имеет вид

(1)

где соответственно суммарные количества теплоты и технической работы переносимые через контрольную оболочку термодинамической системы:

Δh - изменение энтальпии рабочего тела.

(2)

ΔЭ_кин – изменение кинетической энергии потока 1 кг рабочего тела

(3)

ΔЭ_пот – изменение потенциальной энергии 1кг рабочего тела

(4)

h₁, W₁, z₁ – соответственно, энтальпия, скорость и геометрическая высота от условного уровня отсчета для входного сечения потока рабочего тела; h₂, W₂, z₂ – соответственно, энтальпия, скорость и геометрическая высота от условного уровня отсчета для выходного сечения потока рабочего тела.

Вся термодинамическая система, представленная на рис. 31, делится на два участка (две подсистемы): первый участок - от входного сечения I до сечения Па, а второй - от сечения Па до сечения II. Каждый из этих участков заключается в свою контрольную оболочку (на схеме показаны пунктирной линией).

При установившемся режиме теплообмена в установке внутри и с окружающим воздухом температура трубы не меняется. В условиях этого стационарного режима работы установки уравнение первого закона термодинамики для 1-го участка (подсистемы) приобретает вид:

(5)

- работа электрического тока, подаваемого на электродвигатель компрес­сора, определяемая по уравнению:

(6)

где G – рас \ход воздуха, рассчитываемый по показаниям вакуумметра воз­духомерного устройства; N_э – мощность, потребляемая электродвигателем компрессора, оцени­вается по показаниям амперметра и вольтметра. Часть этой мощности пере­дается воздуху в виде технической работы, совершаемой компрессором, а часть - в виде тепла; q_н1 - количество тепла, отдаваемое системой на 1-ом участке в окружающую среду.

Расчетная схема 1-го участка может быть представлена в следующем виде

Рис. 31

Уравнение первого закона термодинамики для П-го участка (подсистемы) приобретает вид:

(7)

где l_э2 – работа электрического тока, подаваемого на нагрев трубы, определяемая по уравнению:

где N_н – мощность, потребляемая на нагрев трубы, преобразуемая целиком в тепло и оцениваемая по показаниям амперметра и вольтметра. Часть этой мощности отводится в окружающую среду; q_н2 ^— количество тепла, отдаваемое системой на П-ом участке в окружающую среду.

Расчетная схема П-го участка может быть представлена в следующем виде:

Для термодинамической системы в целом уравнение первого закона термодинамики образуется суммированием уравнений (5) и (7) и представляется в виде:

(8)

где q_в1 + q_в2 = q_н – общее количество теплоты, отдаваемое в окружающую среду.