Oqim termodinamikasi reja

OQIM TERMODINAMIKASI 

  

Reja: 

  

Asosiy tushunchalar. 

Bajariladigan ish.   

Oqim uchun  termodinamikaning 

birinchi qonuni tenglamasi. 

Drossellash 

 

Bugʻ  va  gaz  turbinalari,  turbokompressorlar,  reaktiv  dviga-

tellar,  raketalar  va  boshqa  koʻpchilik  hozirgi  zamon 

mashinalaridagi  ish  protsesslari  ishchi  jism-gaz  yoki  bugʻ 

oqimining kinetik energiyasidan foydalanishga asoslangan. 

Gaz  oqimining  kinetik  energiyasi  uning  oqish  tezligining 

kvadratiga  proportsional  boʻladi  va  oqimning  oqish  tezligi 

qanchalik  yuqori  boʻlsa,  uning  ish  bajarish  xususiyati  ham 

shunchalik  katta  boʻladi.  Gaz  oqimi  tezligini  kattalashtirish 

uchun  uning  oʻzgaruvchan  kesimli  kanaldan  oqib  oʻtishida 

kengayish xususiyatidan foydalaniladi. 

Gazning  oqib  chiqishida  yoʻnalgan  oqimcha  hosil  qilish 

uchun  oʻzgaruvchan  kesimli  kanallari  bor  maxsus  nasadkalar 

ishlatiladi.  Gazning  ichki  energiyasini  harakatning  kinetik 

energiyasiga aylantiradigan nasadkalar soplolar deyiladi. 

Gaz soplo boʻylab harakatlanganda uning bosimi pasayadi, 

tezligi  esa  ortadi.  Ba’zan  oqib  chiqish  protsesslarida  tezlik 

pasayishi  hisobiga  bosim  koʻtariladi.    Bunday  hollar    uchun  

diffuzorlar deyiladigan nasadkalardan foydalaniladi. 

 

Oxirgi  tezlik  bilan  harakat  qilayotgan  gaz  holati  oʻzgarishi  protsesssida 

issiqlik  na  faqat  ichki  energiya  oʻzgarishi  va  tashqi  ish  bajarishga,  balki  gazning 

kanal boʻylab siljiganida tashqi kinetik energiyasining ortishiga ham sarf boʻladi. 

Gaz  uchun  termodinamika  birinchi  qonunining  differentsial  koʻrinishi 

quyidagicha ifodalanadi: 

2

2

'

w

d

l

d

u

d

q

d







 

(1) 

bunda:    q

d   -  tashqi manbadan keltirilgan solishtirma issiqlik miqdori; 

              u

d    -  gaz solishtirma ichki energiyasining oʻzgarishi; 

   

'

l

d

   -  oqimni siljitishga sarflangan ish (siljitish ishi); 

            

2

2

w

d

 -  ishchi jism tashqi kinetik energiyasining oʻzgarishi. 

Elementar siljitish ishini quyidagicha topishimiz mumkin: 

)

(

'



p

d

l

d



  (2) u holda  (1) - tenglama quyidagicha koʻrinishga keladi. 







p

u

i

w

d

p

u

d

q

d

ёки

w

d

p

d

u

d

q

d

















;

2

)

(

2

)

(

2

2

 

2

2

2

1

2

2

1

2

2

w

w

i

i

q

ёки

w

d

i

d

q

d













 

(3)   

Demak gaz oqimiga keltirilgan issiqlik miqdori uning entalpiyasi va tashqi 

kinetik energiyasini oʻzgarishiga sarf boʻladi. 

Ishchi  jism  va  tashqi  muhit  orasida  issiqlik  almashinish  sodir  boʻlmagan 

paytda, yahni adiabatik oqimga (3) tenglama quyidagicha oʻzgaradi: 

2

0

2

2

1

2

2

2

1

2

w

w

i

i

ёки

w

d

i

d











 

(4) 

1-rasmda  ichida  P

1

  -bosimli  gaz  bor  idish  ko’rsatilgan.  Gaz  idishdan  soplo  

orqali  P

2

 bosimli boʻshliqqa oqib chiqishini kuzatamiz. 

Gaz soplodan bosimlar farqi P

1

 – P

2

 ta’sirida oqib chiqadi. 

Bunda  1  kg  gazni  siljitish  uchun  tashqi  kuchlar  l    ish  bajaradi  va  1  kg  gaz 

soplodan oqib chiqishida kengayish ishi  l

keng

  ni bajaradi. 

 

 

 

 

 

 

 

1        p

1

       υ

1

        t

1

       ω

1 

= 0 

 

 

    2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          ω

2

= ω

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        p

2

 υ

2

 t

2

  

 

 

1 - rasm. 

Shuning uchun soplodan 1 kg gaz oqib chiqishida bajariladigan toʻliq ish: 

2

2

1

1





p

p

l

l

кенг

тулик







 

(6) 

Ma’lumki  adiabatik  kengayish  ishi  quyidagi  formula  bilan  aniqlanishi 

mumkin: 

)

(

1

1

2

2

1

1





p

p

к

l

кенг







 

       P 

 

   

 

    1 

 

 

P

1 

 

  

 

 

 

          2 

 

 

 

 

 

 

   P

2

  

 

 

 

 

 

 

 

2-rasm. 

4 

3 

 

6 

5 

 

 

(6)  formulaga l

keng

  ning qiymatini qoʻyib quyidagini olamiz: 

)

)

1

(

(

1

)

(

1

)

1

(

1

2

1

1

2

2

1

1

k

k

тул

тул

p

p

p

к

к

l

ёки

p

p

к

к

l





















 

to’liq ish     l

tul

  bajariladigan ish deyiladi. 

 

P



 - diagrammada (2-rasm). bajariladigan ish 1234 yuza bilan tasvirlanadi, 

kengayish ishi l esa 1265 yuzaga teng, ya’ni bajariladigan ish kengayish ishidan K 

marta koʻp: 

l

tul

= K l 

adiabatik protsessda gazning oqib chiqish tezligi: 











2

1

2

1

2

2

2

2

2

2

2

w

w

w

d

l

ёки

w

d

l

d

тул

тул

 

bundan: 

2

1

2

2

w

l

w

тул





  

Gazning  boshlangʻich  tezligi  oqib  chiqish  tezligidan  juda  kichik,  shuning 

uchun uni hisobga olinmasligi katta xato boʻlmaydi. 

Demak adiabatik protsessda gazning oqib chiqish tezligini ushbu tenglikdan 

topish mumkin: 

yoki

p

p

к

к

l

w

тул

)

))(

1

/(

(

2

2

2

2

1

1













 

к

к

p

p

p

к

к

w

/

)

1

(

1

2

1

1

)

/

(

1

(

))(

1

/(

(

2











 

Gazning soplodan oqib chiqishidagi massaviy sarfi: 

2



aw

m



 

bu yerda:  a- kanalning chiqish kesim yuzasi: 

     w-oqim tezligi; 



 -chiqish kesimi yuzasida gazning solishtirma     

      hajmi. 

Adiabatik protsess uchun: 

k

p

p

/

1

2

1

1

2

)

/

(







 

U holda ideal gazning massaviy sarfi m kg/sek hisoblab topiladigan formula: 

yoki

p

p

p

p

p

k

k

m

k

k

k

/

1

2

1

1

/

)

1

(

1

2

1

1

)

/

(

)

)

/

(

1

(

))

1

/(

(

2















 

 

)

)

/

(

)

/

(

))

1

/(

(

2

/

)

1

(

1

2

/

2

1

2

1

1

k

k

k

p

p

p

p

p

k

k

m













 

Quvur  yoki  biror  boshqa  kanalda  oqayotgan  gaz  yoki  suyuqlik  oqimchasi 

yoʻlida kesimi quvur yoki kanal kesimidan ancha kichik boʻlimlar boʻlsa, u holda 

shu boʻlimdan chiqishda gazning bosimi pasayadi. 

Kanaldagi  toraygan  joy  orqali  oqish  protsessida  gaz  bosimining  pasayish 

hodisasi gazning drossellanishi yoki gʻijimlanishi deyiladi. 

Drossellanish protsessi amalda ko’p uchraydi. 

Diafragmaning tor teshigida gazning tezligi  w

1

 dan w

0

 gacha ortadi, bosimi 

esa soplodan odatdagi  oqib  chiqish  protsessidagi kabi pasayadi.  quvurning  o’ng  

qismida tor teshikdan keyin gazning tezligi butunlay   pasayib, oʻzining  dastlabki  

qiymatiga  tushib qoladi. 

2

1

F

F



  desak  

2

1

w

w



 bo’ladi. 

Diafragmadan keyingi bosimi R esa faqat qisman tiklanadi va diafragmadan  

oldingi  bosimga  qaraganda kam boʻladi.  Bunga sabab shuki,  gaz tor teshikdan 

oʻtganda uyurtma hosil  boʻlishi  va ishqalanish tufayli energiya isrof boʻladi. 

(4) tenglikdan foydalanamiz: 

2

2

1

2

2

2

1

w

w

i

i







 

I-I va II-II kesimlar uchun 

2

1

w

w



  boʻlgani uchun i

1

–i

2

    va   i

1

=i

2

  boʻladi,  

ya’ni gazni drossellash natijasida uning entalpiyasi oʻzgarmaydi. 

Ideal  gaz  uchun  entalpiya  faqat  temperaturaga  bogʻliq  boʻlib,  bosimga 

bogʻliq  boʻlmaganligi  sababli  ideal  gaz  drossellanganda  temperatura  ham 

oʻzgarmasdan qoladi. 

Adiabatik  drossellash  protsessida  gaz  va  suyuqliklar  temperaturasining 

oʻzgarish hodisasi  Joul-Tomson  effekti deb ataladi. 

Agar  gazning  bosimi  juda  kichik  dp  miqdorda  oʻzgarsa,  u  paytda 

temperaturaning juda kichik miqdorda oʻzgarishi kuzatiladi: 

i

dp

dT

a

ёки

dp

a

dT

i

i

i

)

(

1





 

bu yerda:    

i

а - Joul-Tomson koeffitsienti deb ataladi. 

Drosseldagi  bosimning  kamayishi  ancha  katta  boʻlganda  adiabatik 

drocsellash protsessida gaz temperaturasining oʻzgarishi integral drossel effekt deb 

ataladi va quyidagi tenglikdan topiladi. 

 

dp

C

dT

d

T

T

T

T

p

p

p

p













2

1

)

/

(

1

2





 

(7) 

Drossellashda  sovuq  hosil  boʻlishi  sovitish  texnikasida  koʻpchilik  past 

temperaturali  protsesslar  uchun  asos  boʻlib  xizmat  qiladi,  gazlarni  suyuq  holga 

oʻtkazishda hal qiluvchi rol oʻynaydi. 

Ishchi jismning bosimini pasaytirish zarur boʻladigan maxsus reduktsiyali-sovitish 

qurilmalarida drossellash protsessidan keng foydalaniladi