§ 17
84
ы
ть.
:
. Изобарный процесс
представляют интерес, поскольку вещество потока, как правило,
участвует в теплообмене и может при этом совершать работу.
Рассмотрим поток газа, движущийся по трубе (рис. 4.4).
Для того чтобы газ двигался, необходим перепад давления –
на входе в трубу давление больше, на выходе меньше. Значит,
в движущемся газе давление будет непрерывно уменьшаться
от р
1
до р
2
. Перепад давления не-
обходим для преодоления сил вяз-
кого сопротивления, котор е все-
гда «включаются», как только газ
или жидкость начинают течь. При-
чем, как известно, чем бóльшую
скорость (расход) требуется при-
дать потоку, тем больший перепад
давления нужно обеспечи
Величина силы сопротивле-
ния пропорциональна коэффици-
енту вязкости, являющемуся физи-
ческим свойством вещества, и скорости потока
F ~ μ, F ~ w. (4.12)
Поэтому изменением давления в потоке можно пренеб-
речь при выполнении двух условий:
−
поток газовый (вязкость газов мала, по крайней мере по
сравнению с жидкостями) – первая часть (4.12);
−
скорость потока мала по сравнению со скоростью звука
в рассматриваемых условиях – вторая часть (4.12). Во
множестве элементов технологического оборудования
(если это, конечно, не паровые или газовые турбины)
скорость газовых потоков составляет 10÷30 м/с, что
весьма далеко от звуковой.
2. Эмпирическое (из опытов) уравнение изобарного
процесса связано с именем замечательного французского хи-
мика и физика Жозефа Луи Гей-Люссака (1802):
const=
V
или V = const·T. (4.13)
Увеличение температуры газа при постоянном давлении
сопровождается его расширением и наоборот, причем зависи-
мость между объемом и температурой прямо пропорциональ-
р
1
р
2
р
2
р
1
р
ср
х
Рис. 4.4. Изменение давления
в потоке газа