Критерии газодинамического подобия течений.

Многие физические явления представляться как подобные на основании ряда критериев. В общем случае бывают физические и математические подобия. В газовой динамике основными критерия подобия могут быть число Рейнольдса, число Маха, в теплопередаче число Нусельта, Грандсгофа, Прандля

Условия, индикаторы и инварианты подобия. Константы подобия различных параметорв могут отличаться по величине, но не могут выбираться произвольно, а связаны между собой уравнением, которое называется условием подобия. Условия подобия получается в результате преобразования уравнений, связывающих параметры, которые определяют протекание подобных процессов.для подобных течений индикаторы подобия должны быть равны единице. Безразмерное выражение, сохраняющее неизменное значение для всех фигур, называется инвариантом или критерием подобия. Например, выражение: S₁/b₁²= S₂/b₂²= S₃/b₃²=inv. Следовательно, критерием подобия называется безразмерный комплекс параметров, характеризующих данное явление.

В гидромеханике важнейшими П. к. являются Рейнольдса число Re = ρυl/μ = υl/μ, Маха число M = υ/a* и Фруда число Fr = υ2/gl, где ρ — плотность жидкости или газа, υ — скорость течения, μ — динамический коэффициент вязкости, ν = μ/ρ — кинематический коэффициент вязкости, а* — местная скорость распространения звука в движущейся среде. Каждый из П. к. имеет определенный физический смысл как величина, пропорциональная отношению однотипных физических величин. Так, число Re характеризует отношение инерционных сил при движении жидкости или газа к силам вязкости, а число Fr — отношение инерционных сил к силам тяжести. Основными П. к. процессов теплопередачи между жидкостью (газом) и обтекаемым телом являются Прандтля число Pr = ν/а = μср/λ, Нуссельта число Nu = al/λ, Грасгофа число Gr = βgl3ΔT/ν2, а также Пекле число Pe = υl/a. Здесь α — коэффициент теплопередачи, λ — коэффициент теплопроводности, cp — удельная теплоёмкость жидкости или газа при постоянном давлении, α= λ/ρcp — коэффициент температуропроводности, β — коэффициент объёмного расширения, ΔT — разность температур поверхности тела и жидкости (газа). Два последних числа связаны с предыдущими соотношениями: Ре = Pr․Re, St = Nu/Pe.

Для распространения тепла в твёрдом теле характерны П. к.: Фурье число Fo = at/l2 и число Био Bi = αl/λ. Число Bi определяет характер соответствия между температурными условиями в окружающей среде и распределением температуры в теле.

1. Топливно-энергетические ресурсы. Первичные энергоресурсы. Вторичные энергоресурсы. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.

Органическое топливо:

1) Твердое – уголь бурый, уголь каменный.

2) Жидкое – нефть, продукты из нефти.

3) Газообразное – природный, попутный газ.

Имеет углеродистую основу и энергия освобождается за счет окисления с выделением СО₂.

Нефть – смесь углеводородов, в чистом виде не используется. Применяют продукты обработки: бензин, дизельное топливо, авиационный керосин, масла, мазут, битум.

Энергетическая ценность топлива оценивается его теплотворной способностью.

Под первичными энергоресурсами в энерготехнике подразумеваются: энергия сил природы Земли (включая солнечное излучение), образующаяся на Земле биомасса, накопленные в недрах Земли минеральные горючие вещества, входящие в состав коры Земли химические элементы, пригодные для получения ядерной энергии.

При этом учитываются только те ресурсы, которые доступны человечеству для технического использования. Бoльшая часть энергоресурсов, используемых в настоящее время, не возобновляется и может быть в ближайшем или более отдаленном будущем исчерпана. К невозобновляемым ресурсам приходится отнести и торф, так как его добыча на многих торфоразработках не восполняется темпами его образования. В меньшей степени человечество использует возобновляемые энергоресурсы, к которым относятся гидроэнергия, энергия ветра, используемая в качестве топлива биомасса (древесина, органические отходы и т. п.). Возобновляемой считается и геотермальная энергия, хотя количество радиоактивных веществ в составе Земли является конечной величиной.

Возобновляемой следует считать также получаемую Землей солнечную энергию, так как в течение ближайшего миллиарда лет существенного изменения интенсивности излучения Солнца не предвидится. Наиболее существенные данные, характеризующие невозобновляемые энергоресурсы: каменный уголь, бурый уголь, нефть (в том числе извлекаемая из битумных песков), природный газ, торф, горючий сланец.

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) — это энергия различных видов, покидающая технологический процесс или установку, использование которой не является обязательным для осуществления основного технологического процесса. Экономически она представляет собой побочную продукцию, которая при соответствующем уровне развития техники может быть частично или полностью использована для нужд новой технологии или энергоснабжения других агрегатов (процессов) на самом предприятии или за его пределами. В настоящее время особенно велики потери теплоты на электростанциях, в металлургической, химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в сельском хозяйстве. ВЭР разделяются на три основные группы: избыточного давления, горючие и тепловые. Теплота уносится также с вентиляционным воздухом, с канализационными и бытовыми стоками. Согласно расчетам, из 1,7 млрд. т у. т., расходуемого в стране за год, полезно используется примерно 700 млн. т. Утилизация ВЭР позволит получить большую экономию топлива и существенно уменьшить капитальные затраты на создание соответствующих энергоснабжавдщих установок, так как при одинаковом эффекте затраты на улучшение использования энергоресурсов в 1,5-2 раза ниже затрат на добычу топлива. Рациональное и возможно более полное использование вторичных энергоресурсов дает большую экономию материальных, денежных и трудовых затрат, обеспечивает снижение выбросов вредных веществ, в том числе и тепловых.