Gazning zichligi. Gazning issiqlik berish qobiliyati

(5.8) dan ko'rinib turibdiki, soplodan otilib chiqayotgan gazning sekundlik sarfi gaz (bug') ning boshlang'ich va keyingi ko'rsatkichlariga hamda soplo (teshik) yuzasining sathiga bog'liq. j

5 . 3 . B o s im la rn in g k r itik n i s b a t i . K ritik te z l ik .

G a z ( b u g * ) n in g m a k s im u m s a r f i


Gaz oqimining nazariyasida tovushning shu muhitda tarqalish tezligi katta ahamiyatga ega bo'lib, quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi:
a = yfkRT.
Muhitdagi tovush tezligi gaz (bug*) turiga, bosimi, haroratiga va zichliklariga bog'liq
91

5.4- rasm.
Gazning torayib boruvchi soplodan oqib chiqayotgan holati bilan tanishib chiqamiz.
Gazning otilib chiqishida uning harorati c2 pasayganligi uchun bu gaz oqimi ichidagi
tovush tezligi ham kamayadi.
Bosimlar p, va p2 ning nisbatlari ortib borishi bilan gazning oqib chiqish tezligi ortadi, bu muhitdagi tovush tezligi esa kamayib boradi. Bosimlar nisbatining ma’lum qiymatida ikkala tezlik tenglashadi (5.4- rasmdagi К nuqta). Bosimlar nisbatining bunday qiym atini shu soplo uchun

«Bosimlaming kritik nisbati» Pb deyiladi.
Shu muhitda, shu gaz tezligi sharoitida tovush tarqalish tezligiga teng bo'lgan gazning otilib chiqish tezligini kritik tezlik (C^) deyiladi. Torayib boruvchi soploda gazning otilib chiqish tezligi, shu sharoitdagi tovush tezligidan ortiq bo'lishi mumkin emas, shuning
uchun gazning boshlang'ich ko'rsatkichlari sharoitida gaz oqimining maksimal qiymati bo'ladi. Demak, kritik tezlik miqdori gazning boshlangich p{ va oxirgi p2bosimlariga bog'liq.
Shunday qilib, soplodan chiqayotgandagi gazning chiqish tezligi
P i
tovush tezligiga teng bo'lib: ~ bosimlar nisbatining qiymatiga
bog'liq.
Cb=a, ya’ni gazning otilib chiqish tezligi shu sharoit (muhit) uchun tovush tezligiga teng bo'lgandagi bosimlar nisbatining qiymati bosimlarning kritik nisbati deyilib, «у^» harfi bilan ifodalanadi.
Bosimlaming kritik nisbatining son qiymati Сь=а tenglik shartidan kelib chiqadi. (5.5) tenglik va «/я» ning tengliklarni hisobga olgan holda, biroz matematik o'zgartish kiritib yozish mumkin:



k - l
_{Y k r = к +1} (5.9)
Tenglikdan ko'rinib turibdiki, bosimlaming kritik nisbati faqat adiabata ko'rsatkich «А» ga bog'liq.
Demak, bosimlar kritik nisbatining son qiymati har xil atomli gazlar uchun ma’lum aniq qiymatlarga ega bo'lib, ular quyidagicha:
Bir atomli gazlar uchun:
* = 1 , 6 7 ; ykr — 0 ,482 .


92

Ikki atomli gazlar uchun
* = 1 , 4 ; ykr= 0,528.
Uch atomli gazlar va o'ta qizigan suv bug'lari, quruq to'yingan bug1 uchun:
* = 1,135; 7kr= 0,577.
(5.7) tenglikni va adiabatik jarayondagi gaz holati ko'rsatkichlari orasidagi bog'lanishni hisobga olgan holda kritik harorat formulasi keltirib chiqariladi:

l kr
71


k - l

к
k - l _{к к}
{ Pkr) _{f 2 F}
( P i ) ^{U+i J}
(5.10)

Gaz oqimining torayib boruvchi soplodagi kritik tezligini aniq- laymiz. Buning uchun C^—a tenglikdan va (5.10) tenglikdan foyda- lanamiz:


(5.11)

«*» ning ma’lum qiymatlarida:
* = 1,4;
* = 1 ,3 ;
* = 1,135;
Ckr - h0%y[p\9\ .
Ckr = 1,06^//7]<9| .


c kr ~ 1 > 03 y j p A

Endi gaz massasi oqimining maksimal qiymatini hisoblaymiz, buning uchun (5.7) tenglikdan foydalanamiz:

«*» ning ma’lum qiymatlari uchun ifoda yechimlari:

(5,2>

* = 1,4;
* = 1,3;
= 0,688
« и = 0 , 6 6 8 - ғ Д
V‘Ч

93

К = 1,135; /"max =0.638 F-
Gaz otilib chiqish tezligini tovush tezligidan orttirish uchun kombinatsiyalashgan (omuxta) soplo ishlatilishi kerak. Bunday soplo 2 ta soplo birikmasi bo‘lib, awal torayib boruvchi soploda tovush tezligigacha tezlik bo'lib, ikkinchi bosqich kengayib boruvchi soplo qismida gazning oqim tezligi tovush tezligidan yuqori bo'ladi.
Gaz va bug'laming otilib chiqishida qanday turdagi soplo ishlatilishi


asosan bosimlaming nisbatiga bog'liq. Agar — < ykr bo'lsa, torayib
P\


boruvchi soplo orqali, aksincha — > ykr bo'lsa, kengayib boruvchi
Pi
soplo orqali otilib chiqadi.

5. 
   . 3 . G a z ( b u g 1) ia rn i d r o s s e l l a s h y o k i e z i s h
   

Gaz harakatlanayotgan quvur yo'lida kanal ko'ndalang kesimining keskin kamayishi (torayishi) amaliyotda tez-tez uchrab turadi. Quvuming bu joyida gaz bosimining kamayishi sodir bo'ladi, lekin gaz tashqi ish bajarmaydi. Gaz va bug'lar quvuming toraygan joylaridan o'tayotganda bosimining kamayish hodisasi drossellash yoki gazni ezish deyiladi. Gaz oqayotgan quvur yo'lidagi har bir jo'mrak (kran), diafragma yoki boshqacha usulda quvuming torayishi drossellashga olib keiadi. Gaz oqimining toraya boshlashi diafragmaga yetmasdan awalroq boshlanadi. Oqimning torayishi diafragmadan biroz o'tguncha davom etadi, undan keyin gaz oqimi kengaya borib, quvur kengligini to'la egallaydi. Diafragma oldida va orqasida gaz oqimi bo'lmagan «o'lik zona» hosil bo'lib, u yerda gaz (bug') ning uyurmali harakati hosil qiladi. Diafragma orqasida quvur keskin kengayganligi va uyurmali harakat zonasining ta’sirida p2 bosim p, dan biroz kamroq bo'lib, ulaming farqi Ap bo'ladi:
p x - p 2 = Ap. (5.13)
Gaz oqimining tezligi diafragma orqasida ham biroz kamayadi (C2), keyinchalik quvuming kengligi bo'ylab oqim yoyilib tezlik awalgi holatiga yetadi; ya’ni C,=C2 bo'ladi.
Diafragma teshigi oldida gaz bosimining kamayishi uning kinetik energiyasining ortishiga olib keiadi (5.5- rasm).


94


5.5- rasm.


С2 Q*-
-у---- ^ energiyalar farqi gaz zarralarining orasidagi ishqalash
kuchi va zarb kuchini yengishga hamda uyurmali harakatdan o'zishga sarfbo‘ladi. Ma’lumki: sarflangan ish, oqibat natijada issiqlikka aylanadi va demak, gaz oqimiga qo‘shilib ketadi.
Agar quvurdan tashqariga biroz issiqlik chiqishini hisobga olmasak, kinetik energiyaning o‘zgarishi:
с 2 с 2


C,=C2ekanligini hisobga olsak:
_{h\* К} (5.14)
Quvurda oqayotgan gazni drossellanishida issiqlikning entalpiyasi o'zgarishsiz qoladi, ya’ni drossellash
jarayoni — izoentalpiya hisoblanadi. Ideal

sharoitda gazni drossellashda harorat o ‘z- garmaydi, chunki gazning entalpiyasi o'z­ garmas. Suv bug‘i drossellanganda uning harorati pasayadi. Suv bug‘i quvur ichida drossellanganda entalpiya va haroratning pasayishini suv bug‘i uchun «hs» diag- 0 rammasida qurish mumkin (5.6-rasm). Agar nam bug* drossellansa, namligi biroz
/pi

7
1 ■—vt
h
b


5.6-rasm.

95

kam ayadi, ya’ni quriydi. K uchliroq drosselanganda quruq bug 1, hatto o‘ta qizigan bug1 hosil boMishi ham mumkin . Drossellanganda bug 1ning ish qobiliyati pasayadi. Agar drossel oldida p x bosimli bug‘da issiqlikning pasayishi A, b o ‘lsa, drossel ortida p2 bosimli bug‘da issiqlikning pasayishi h2 bo'ladi, ya’ni
h 2< hv
Drosselda bug'ning ishlash qobilyatining pasayishi bug' turbina- larini boshqarishda keng qo'llaniladi.

5 . 4 . K o m p r e s s o r la m in g s ik lla r i

Texnikada gazsimon modda (gaz va bug') lami siqib quvurga yoki idishga haydash uchun ishlatiladigan mashinalarni kompressorlar deb aytiladi. Ko'pincha porshenli yoki markazdan qochma asosda ishlaydigan kompressorlar ishlatiladi. I.YO.D.laridagi gazning issiqlik ta’sirida mexanik ish olinsa, kompressorlarda gazni siqish uchun mexanik ish sarflanadi. Bu ish (energiya) gazga tashqaridan beriladi, ya’ni kompressor siklini bajarishda manfiy ish bajariladi.
Bir pog'onali porshenli kompressor. Sikl quyidagi jarayonlardan
iborat (5.7- rasm):
4—1— gazni kompressor silindriga so'rish.
1—2— gazni izotermik (politropik, adiabatik) qisish jarayoni. 2—3— kompressor silindridan qisilgan gazni itarib chiqarish
(izobara) jarayoni.
3—4— gaz haydab chiqarilgandan so'ng kompressorporshenining qayta boshlashi (kengayish) natijasida bosimning (izoxorik) pasayish jarayoni.
pS koordinatalar tizimida siklni bajarish uchun (1 kg qisilgan gaz uchun).
5.7- rasmdagi shtrixlangan yuza £= 5 , 23 bilan ifodalangan mexanik ish sarflanadi.

1. 
   agar gazni qisish izoterm ik bo'lsa, kompressomi harakat- lantirishga sarflanadigan ish:
   

1 = Р2&1 + \ P 9 - P i » i .
h