Polytechnisches Journal - A gőz és az egyhengeres fém közötti hőcseréről
| Cím: | A gőz és a fém közötti hőcseréről az egyhengeres gőzgépekben. |
| Szerző: | Névtelen |
| Referencia: | 1891, 279. kötet (229–231. Oldal) |
| URL: | http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj279/ar279083 |
Annak érdekében, hogy meghatározzuk a gőz és a hengerfalak fémje közötti hőcsere hatását a gőzfogyasztásra, kiváló elméleti és gyakorlati tanulmányokat végeztek hosszú ideje kiemelkedő szakértők, többek között Dwelshauvers-Dery, Fliegner, Grashof, Hirn és Kirsch vonatkozó publikációi Elsősorban Unwint, Willans-t és Zeunert kell megemlíteni. Ennek ellenére még nem sikerült teljes mértékben megmagyarázni a gőzhenger belsejében zajló jelenségeket, ezért E. Cavalli, a római mérnöki iskola professzora a közelmúltban további elméleti vizsgálatokat végzett, bár különböző feltételezések alapján, az itt vizsgált hőmozgásokról. amely a Revue universelle des mines című kiadványban, 1890. 280. oldalon jelent meg, ezzel a fontos kérdéssel foglalkozik | gazdagítsa a meglévő anyagokat további hozzájárulással.
Ha valaki homogén, határozatlan vastagságú szilárd testet képzel el, amelyet egyik oldalán sík felület (α) határol, és azt feltételezzük, hogy ez a felület az állandó hőellátás eredményeként állandó hőmérsékletet tart fenn, akkor a hő fokozatosan behatol a test tömegébe, a Cauchy által a Laplace és Fourier korábbi vizsgálatai alapján megállapított képlet segítségével számítsa ki a végfelülettel párhuzamos bármely vágott felület (μ) hőmérsékletét (α).
| c, k 0 és γ | rel. a fajlagos hő, a meleg- vezetőképesség és a test súlya a köbméterre kilogrammban; |
| ϑ | a kezdeti egyenletes hőmérséklet az egész tömegben; |
| y | a vágott felület hőmérséklete μ a után Az első látástól számított z órák ideje- nézd meg a melegedést; |
| t | az a hőmérséklet, amelyre az α felület áthalad állandó hőellátást kapunk (ϑ, y és t Celsius szerinti fokokban); |
| x | a két felület μ és α távolsága méterben; |
és te is fogadsz
így van ez Cauchy képlete szerint is
Az L integrált, amelyet Laplace integráljának nevével ismerünk, véges időn belül semmilyen formára nem lehet redukálni, mivel sem sorozatban, sem folyamatos frakciókban nem bővíthető. Tekintettel a tudományos megfigyelések szempontjából betöltött nagy jelentőségére, numerikus táblázatokat állítottak fel, amelyek alatt von von Meyer (a valószínűségszámításról szóló előadások, Leipzig 1879, 545. o.) Hetedik tizedesjegyig adják meg ennek az integrálnak az értékeit.
Az egyik itt talál,
és elhelyezéskor fogad,
Ha az ember megfelelő közelítéssel állítja be, akkor az eredmények megfelelő értéke
Ez a δ távolság határozza meg a test azon felületének helyzetét, amelyben a z idő alatt terjedő q 'hőmennyiség található.
A q 'hőmennyiség algebrai kifejezése könnyen meghatározható. Ha egy egyenes prizmát vesszük figyelembe, amelynek alapterülete 1 négyzetméter és y súlya van a testben. dx kilo, amely végtelenül kis távolságban helyezkedik el az μ és μ 'területek között, az y - ϑ hőmérséklet-emelkedésnek megfelelő kalória számot a következőképpen kapjuk meg:
és a q 'teljes hőmennyiségre, amely a test belsejébe áramlott a z idő alatt az α terület négyzetméterére:
Ez a q 'hőmennyiség geometrikusan is ábrázolható. Ha a testre gondolunk, az α felülettel derékszögben x egyenes és ezen keresztül egy π felület, amely az a és m egyenesekben metszi az α és μ felületeket, az M 0 M = darab az x egyenesből m-ig terjed. (t - ϑ) (1 - L), amelynek nagysága Meyer táblázataival meghatározható, akkor ennek a szakasznak az M szélső vége tartozik egy görbéhez, amelynek egyes pontjait úgy kapjuk meg, hogy különböző értékeket adunk az x mérethez. 0-tól 8-ig terjedő határokon belül van. Ez a π területen fekvő görbe felületet képez az x alapvonallal és az a egyenessel, amelynek mérete Simpson szabálya szerint meghatározható. Kapsz:
és figyelembe véve a (3) egyenletet
A fenti fejlemény azon a feltételezésen alapul, hogy az α felület hőmérséklete állandó; a valóságban nem ez a helyzet, mivel eredetileg a temperature hőmérséklete van, amely a hőellátás eredményeként csak fokozatosan változik a t hőmérsékletre z óra után. Ennek megfelelően a test belsejébe áramló hőmennyiséget csak megközelítőleg lehet meghatározni a (4) egyenlet szerint, és annak pontos értéke, amelyet q-val akarunk jelölni, valamivel alacsonyabb lesz, mint ami az említett egyenletből kitűnik. Bármi legyen is a q értéke, el kell ismernünk, hogy az α felület hőmérséklete a z idő után egy rövid dz pillanat alatt fenntartja a t állandó értéket, ezért mindig megkapja
Másrészt Newton törvénye szerint, ha T a leadott hő állandó hőmérsékletét és k a külső hővezető képességet jelöli:
Ha kiiktatja az értéket a (6) egyenletből, és behelyettesíti az (5) egyenletbe, akkor transzformáció után megkapja:
ez adja a nagyon egyszerű képletet:
amelytől a végén az α felület hőmérséklete | 231 | az z idő meghatározható, amelyen belül ki volt téve a hőforrás hatásának.
Kovácsoltvashoz, és megfelelő közelítéssel az öntöttvashoz is beállíthat (itt van és feltételezzük); ezért
Ebből könnyű kiszámítani a z idő alatt a testbe áramló hőmennyiség pontos értékét a fűtött terület négyzetméterére. Kapsz:
vagy figyelembe véve az a 0 állandó értékét:
Most folytatjuk az előzőek alkalmazását az egyhengeres gőzgépeken, amelyek tágulással és kondenzációval működnek.
Egy ilyen gép hengerében minden egyes löketnél a friss gőz beáramlása azon az oldalon történik, amely az előző löketnél a kondenzátorral volt kapcsolatban; a gőz beáramlásának kezdetén ezen az oldalon a hőmérséklet azonos vagy csak kissé magasabb, mint a kondenzátorba bejutott víz és gőz keverék hőmérséklete. A kazánból magasabb hőmérsékleten érkező gőz tehát a hengerbe belépve elveszíti látens hőjének egy részét, és felmelegíti azokat a falakat, amelyekkel érintkezésbe kerül. Ha ez a gőz telített, részleges kondenzáció zajlik le, amely a gőzellátó csövekben és a szeleptestben lévőkkel együtt csökkenti a gőzfeszültséget, amely a mutatók segítségével készített diagramokon nyilvánvaló.
A beáramlás kezdetén a káros térbe zárt kis gőzmennyiség viszonylag nagy felületekkel érintkezik, és a gőz és a köpeny közötti erőteljes hőcsere nem elhanyagolható kondenzációt okoz; Azonban, amennyiben a dugattyú növekvő sebességgel haladja a löketét, a hőcsere csökken, részben a falak fokozatos felmelegedése miatt, részben a felület és a belépő gőz térfogata közötti kapcsolat csökkenése miatt, de nem szűnik meg a teljes beáramlási időszak alatt, egy és ugyanazon irányba haladva.
A hengerfedél, az elülső dugattyú felülete, valamint a káros tér belső felülete a beáramlás teljes időtartama alatt állandó kapcsolatban marad a gőzzel, és a felületi egységre gyakorolt teljes hatásuk mindenesetre különbözik attól, amely a dugattyúval csak a dugattyú mozgása során lép fel fokozatosan A henger belső felületével érintkező gőzök. Ezért az átfolyó hőmennyiség meghatározásához a (7) és (9) egyenleteket kell átalakítani.
Az óra töredékében számított z idő, amelyre a dugattyúnak a kezdeti helyzetből kell, hogy a löketének bármely részén áthaladjon, meghatározható az α szöggel is, amellyel a hajtókar elfordult holtpontjából, és a percek számával Fejezze ki a lendkerék tengelyének fordulatszámát. Az egyiknek van
Ha te is fogadsz
így a (7) és (9) egyenletek a következőkké alakulnak:
ahol T a beömlő gőz hőmérsékletét és ϑ a belépő elején lévő fal hőmérsékletét jelöli.
A fűtött terület négyzetméterére meghatározott q hőmennyiség ugyanolyan d vastagságig hatol át a falakon, amelynek értéke méterben megadható a (3) egyenletből.
Ha a gép teljes nyomással, tágulás nélkül működik, akkor
Minél nagyobb n, annál kisebb a mélység, és soha nem éri el a henger külső felületét, amíg falvastagsága nem aránytalanul vékony.
A belső hengerfelület hőcseréje, amely csak fokozatosan érintkezik a gőzzel, amikor a dugattyú előre mozog, természetesen kevesebb, mint amikor ez érintkezik azzal a felülettel, amely a dugattyú löketének első pillanatától kezdve fokozatosan szabaddá válik. lett volna.