в проблемах, свшзанных с х-тановнвшимся течением, боту счктемы удобно разделить на две части: работу д ження, которую совершают движущиеся участки гранич: поверхности, отделяющей систему от внешней среды, и боту вала, которая отводтпся от системы по валу. Раб движения при перемещении системы из положения 1 в по жение 2 равна {PV)2-(PV)i, где Р и К - соответстве: давление и объем системы.

Энтальпия системы Н, являюнхаяся функцией coci нля системы, оп])еделястся уравнением

Н = и + PV,

где (У -внутренняя энергия Е при отсутствии энерге ческчх эффектов, вызванных силами тяже( движением, электричеством, магнетизмом и ниллярностью.

Если и ~ Е, то первый закон термодинамики для cj чая установившегося потока может быгь записан в вн

где U7 -работа вала.

Тепловые эффекты реакций горения и образования

Если при химической реакции отсутствует теплообм с внешней средой, то температура получающихся продукт отличается от температуры исходных веществ. Поэтому д. приведения продуктов реактщи к исходной температзре я обходим подвод или отвод тепла. Соответствующее измен ние энтальпии зависит от свойств реагирующих веществ параметров их конечных состояний. Последние являютс функциями двух независимых переменных; если, наприме выбраны давление и температура реактрн, то тем самь определяется изменение энтальпии. Таким образом:

Если реакция идет слева направо (по хнмическо\ уравнению), давление и температура реагентов и продукт; реакции одинаковы, например 1 ата и 25° С, то тепловой э( фект реакции равен уменьшению энтальнии реагнрующ< смеси .

Тепловой эффект реакции может быть выражен в /сал или кал/s моль одного из реагентов. Если процесс прои ходит при постоянном давлении и не совершается никакг другой работы, кроме работы движения, то уменьшение з тальпин равно количеству отводимого тепла. 20

I laiipiiMep.

C-f C0, = 2C0 -41 220 кал/г-яол, С/ 3635 KdAJz С.

I При этой реакции происходит увеличение энтальпии, и юэтому тепло поглощается. Такие реакции называются эндотермическими . Реакции, при которых происходит вы-leicnne тепла, называются экзотермическими .

Менее удобно, но в равной мере допустимо, определить тепловой эффект данной реакции по уменьшению внутренней нергтщ, когда реакция протекает при постоянном объеме, епловоп эффект прч! постоянном объеме больше, чем теп-ювой эффект при постоянном давлении, на велич1шу (Уг-Il), где Р - дав.лепие, Vi и - соответственно объ-;.м смеси до и после реакции. Эта величина представляет со-.юй работу расширения, когда реакция происходит при постоянном давлении.

Тепловым эффектом процесса сгораиия называется тепловой эффект экзотер,мической реакции .между топливом и кислородом, идущей до образования наиболее устойчивых жислов, например СОа и Н2О. Эта ве.тичина }[азывается также теплотворной способностью или теплотворностью топлива. -1апример,

С-(-О, = СО, + 94052 л-(г..г/г-мольС;

7 831 кал/гС; Н= + 4 0а = Ь,0 (жндк.) + 33888 калг Н,

= 11,0 (1-аз)-I-28 670 icaAJz Н,.

При сгорании водорода и вообще всегда, когда в продуктах сгорания содержится вода, последняя может находиться ч-и в жидком, или в парообразном состоянии. В соответ-гвпп с. этим различают низшую и высшую теплотворные способности; разность меж.лу ними равна скрытой теплоте арообразования воды, которая сравнительно велика, и поэтому необходимо строго различать условия, к которым от- е н тепловой эффект.

Сгорание в газовой турбште происходит в ирпсутствтт илпого количества избыточного воттуха, и кроме toiti,

П1родук]Ы tiopaiiiM не охлаладаютея до температуры, п которой водяной нар конденсируется. Поэтом\ в данн1 случае имеет практическое значение только низшая renJ творная способность. В дальнейшем из.тожении будет i пользоваться нскночнтельно низшая теплотворная сносе ность.

Аналогичное различие имеет .место между теплотворны способностями жидкого и газообразного топлива. Одна это различие менее существенно, так как скрытая тепле парообразования жидких тсплпв обычно очень ма.та. Так образом,

С,Н (жидк.) + (л- + к/4)О, = хСО, + у!2Нр - ДН С,Н, (газ) + (л + у/4) О, = СО, + у/2Н,0 - ДН +L.

где - ДН.,-теплотворная снособносгь С1 iiaxo;

щегося перед сгоранием в жидком состо НИИ; I

L - скрытая теплота парообразова[Н1я СН нр стандартной температуре; обе величин выражаются в Ka/iU или кая\г-мо. углеводорода.

Теплотворные способности некоторых угчеводородов дру1т1х топлив приведены в табл. 1-3.

Общее число возможных реакций даже в том спучай если ограничиться реакциями, имеющими практический И1 терес, весьма велико, и поэтому составление таблиц реакци и соответствующих тепловых эффектов было бы весьма Зг труднительным. Поэтому обычно табулируются тепловь эффекты образования химических совднне1Шй. Из дальне! шего будет видно, каким образом, зная тепловые эффект образования реагнрующнх веществ, можно найти тепловс эффект реагаии.

Тепловой эффект образования вещества - это тепловс эффект реакции или ряда реакций, в результате которь единственным продуктом является данное вещество, а Р агентами - только составляющие это вещество элементы .

Водород и кислород до реакцнп предполагаются нах< дящимпся в молекулярном состоянии. Таким образом, тег ловой эффект образования Оа равен нулю; тепловой эфт1)ек образования озона Оз равен -3 880 кал/г моль.

Если известны тепловые эффекты образования компоие;-тов, то тепловой эффект реакции может быть иай,ВД1 путе!