Политехничарски журнал - За размена на топлина помеѓу пареа и метал еден цилиндар
| Наслов: | За размената на топлина помеѓу пареа и метал во едноцилиндрични парни мотори. |
| Автор: | Анонимен |
| Референца: | 1891 година, том 279 (стр. 229-231) |
| Урл: | http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj279/ar279083 |
Со цел да се утврди влијанието на размената на топлина помеѓу пареата и металот на wallsидовите на цилиндерот врз потрошувачката на пареа, бројни теоретски и практични студии се вршени од извонредни експерти подолго време, вклучувајќи ги и релевантните публикации на Двелшауверс-Дери, Флигнер, Грашоф, Хирн и Кирш Прво, треба да се споменат Унвин, Виланс и Зеунер. Како и да е, сè уште не е можно целосно да се објасни феноменот што се случува во цилиндар за пареа, па затоа Е. Кавали, професор на инженерското училиште во Рим, неодамна изврши понатамошни теоретски истражувања, иако врз основа на разни претпоставки, за движењата на топлината што се разгледуваат тука што, објавено во Revue universelle des mines, 1890 стр. 280, се занимава со ова важно прашање | 230 | збогатете го постојниот материјал со понатамошен придонес.
Ако некој замисли хомогено цврсто тело со неодредена дебелина, кое е ограничено од едната страна со рамна површина (α), а некој претпоставува дека оваа површина одржува постојана температура како резултат на постојаното снабдување со топлина, тогаш топлината може да биде постепено продира во масата на телото, пресметајте ја температурата на која било исечена површина (μ) паралелна со крајната површина (α) користејќи ја формулата утврдена од Коши врз основа на претходните истражувања на Лаплас и Фуриер.
| c, k 0 и γ | рел специфичната топлина, топлината- спроводливост и тежина на телото за кубен метар во килограми; |
| θ | почетната униформа температура во целата толпа; |
| г. | температурата на исечената површина μ по a Време на z часа сметано од прв поглед- погледнете го затоплувањето; |
| т | температурата на која поминува површината α се добива постојано снабдување со топлина (ϑ, y и t во степени според Целзиусови); |
| x | растојанието помеѓу двете површини μ и α во метри; |
и исто така се обложувате
така е според формулата на Коши
Интегралот L, познат под името интеграл на Лаплас, не може да се сведе на каква било форма во рамките на конечни времиња, бидејќи не може да се прошири ниту во серија, ниту во континуирани дропки. Со оглед на нејзиното големо значење за научните опсервации, затоа се поставени нумерички табели според кои оние фон Мејер (предавања за пресметка на веројатност, Лајпциг 1879, стр. 545) ги даваат вредностите на овој интеграл до седмото децимално место.
Некој наоѓа тука, за,
и прима кога ќе се постави,
Ако се постави со доволно приближување, соодветната вредност за од резултатите
Ова растојание δ ја одредува положбата на таа површина на телото во која се наоѓа количината на топлина q 'што се шири во текот на времето z.
Алгебарскиот израз за количината на топлина q 'лесно може да се одреди. Ако земеме предвид права призма со основна површина од 1 квадратен метар и тежина на y во телото. dx килограм, кој се наоѓа помеѓу областите μ и μ 'на бесконечно мало растојание, се добива бројот на калории што одговара на зголемувањето на температурата y - as како:
и за вкупната количина на топлина q 'што се влеваше во внатрешноста на телото за време z за квадратен метар на областа α:
Оваа количина на топлина q 'исто така може да биде претставена геометриски. Ако некој помисли на телото, под прав агол на површината α, права линија x и преку ова површина π, која ги пресекува површините α и μ во прави линии а и м, парчето М 0 М = носи од права линија до м (t - ϑ) (1 - L), чија големина може да се одреди со помош на табелите на Мејер, тогаш крајниот крај М на овој дел припаѓа на кривата чии поединечни точки се добиваат со додавање на различни вредности на големината x затворени во границите 0 до δ. Оваа крива што лежи во областа π формира површина со основната линија x и права линија a, чија големина може да се одреди според правилото на Симпсон. Ти добиваш:
и земајќи ја предвид равенката (3)
Горенаведениот развој се заснова на претпоставката дека температурата на површината α е константна; тоа во реалноста не е така, бидејќи првично има температура ϑ, која само постепено се менува на температурата t по z часа како резултат на снабдување со топлина. Соодветно на тоа, количината на топлина што се влеа во внатрешноста на телото може да се одреди приближно само според равенката (4), а нејзината точна вредност, која сакаме да ја означиме со q, ќе биде малку пониска отколку што се гледа од споменатата равенка. Без оглед на вредноста на q, сепак, мора да се признае дека температурата на површината α ја одржува постојаната вредност t за време на кратко инстант dz следејќи го времето z, и затоа секогаш ја прима
Од друга страна, според законот на tonутн, ако Т ја означува постојаната температура на испорачаната топлина и k ја означува надворешната топлинска спроводливост:
Ако некој ја елиминира вредноста од равенката (6) и ја замени во равенката (5), се добива по трансформацијата:
ова ја дава многу едноставната формула:
од кои температурата на површината α на крајот | 231 | времето z може да се одреди во рамките на кое било изложено на дејство на изворот на топлина.
За ковано железо и со доволно приближување исто така и за леано железо може да се постави (тука е и се претпоставува); затоа
Од ова е лесно да се пресмета точната вредност за количината на топлина што се слевала во телото за време на z за квадратен метар на загреана површина. Ти добиваш:
или земајќи ја предвид вредноста на константа a 0:
Сега ќе продолжиме да го применуваме претходното на едноцилиндричните парни мотори кои работат со експанзија и кондензација.
Во цилиндерот на таквата машина, со секој удар, се влева прилив на свежа пареа од страната што беше во врска со кондензаторот на претходниот удар; на почетокот на протокот на пареа, температурата од оваа страна е иста или само малку повисока од онаа на мешавината на вода и пареа што поминала во кондензаторот. Пареата што пристигнува од котелот на повисока температура, губи дел од својата латентна топлина при влегувањето во цилиндерот и ги загрева wallsидовите со кои доаѓа во контакт. Кога оваа пареа е заситена, се случува делумна кондензација, што заедно со онаа во цевките за снабдување со пареа и телото на вентилот предизвикува намалување на напнатоста на пареата, што е видливо на дијаграмите земени со индикатори.
Кога започнува приливот, малиот волумен на пареа затворен во штетните простори е во контакт со релативно големи површини, а енергичната размена на топлина помеѓу пареата и јакната предизвикува небитлива кондензација; Меѓутоа, до степен кога клипот го поминува својот удар со зголемување на брзината, размената на топлина станува помала, делумно поради постепеното затоплување на wallsидовите, делумно поради намалувањето на односот помеѓу површината и волуменот на пареата што е влезен, но не престанува во текот на целиот период на прилив, оди во една и иста насока.
Капакот на цилиндарот, површината на предниот клип, како и внатрешната површина на штетниот простор остануваат во постојан контакт со пареата за време на целото времетраење на приливот, а нивниот вкупен ефект за површинската единица во секој случај ќе биде различен од оној што само постепено се случува со пареата во текот на движењето на клипот Пареа што доаѓаат во контакт со внатрешната површина на цилиндерот. Затоа, за да се одреди количината на топлина што се прелеала, потребно е да се трансформираат равенките (7) и (9).
Времето z, пресметано како дел од час, на клипот му треба од почетната положба за да помине низ кој било дел од неговиот удар, исто така може да се одреди според аголот α со кој чудалото се вртело од својата позиција на мртва точка и бројот на минути Изразете го бројот на вртежи на вратилото на замаецот. Еден има
Ако и вие се обложите
така равенките (7) и (9) се претвораат во:
каде Т ја означува температурата на влезната пареа и ϑ температурата на wallидот на почетокот на влезот.
Количината на топлина q одредена за квадратен метар на загреана површина продира во wallsидовите до дебелина d иста, чија вредност во метри може да се одреди од равенката (3).
Ако машината работи со полн притисок, без експанзија, тогаш
Колку е поголема n, толку е помала оваа длабочина и таа никогаш нема да ја достигне надворешната површина на цилиндерот се додека неговата дебелина на wallидот не е непропорционално тенка.
Размената на топлина на внатрешната површина на цилиндарот, која само постепено доаѓа во контакт со пареата додека клипот се движи напред, секако е помала отколку кога таа доаѓа во контакт со површината што постепено станува слободна за време на периодот на прилив од првиот момент на клипот на ударот би биле.