Уравнение закона сохранения энергии
По истечении бесконечно малого отрезка времени газ займет новое положение 0/-0/, 1/-1/.При этом, в общем случае, будет подведено или отведено количество теплоты dQ, внешние и внутренние силы совершат работу dL, изменятся внутренняя энергия U и внешняя энергия Е. В связи с небольшой длиной межлопаточных каналов турбомашин пренебрегаем изменением потенциальной энергии газа, тогда изменение внешней энергий будет равно изменению кинетической энергии рабочего тела. По закону сохранения энергии сумма изменений внутренней и внешней энергий газа за время dτ должна быть равна сумме подведенного иди отведенного количества теплоты и совершенной работы: (dU + dE) dτ = dQ dτ + + dL dτ, (2.9) или для 1 кг рабочего тела: (du + de) dτ = dq dτ + dl dτ . (2.10) Общие количество теплоты, входящее в эти уравнения складывается из внешнего тепла qвнеш, которое может быть со знаком плюс или минус, и внутреннего, эквивалентного работе сил трения
Работа внешних и внутренних сил состоит из внешней работы Lвнеш, отданной рабочим телом или подведенной к рабочему телу, работы сил трения l тр и работы гидродинамических сил в сечениях 0-0 и 1-1 (работы перемещения)
Следовательно, сумма работ всех сил составит (2.11) Подставив (2.11) в (2.10) и предполагая, что процесс течения идет без трения Lтр= 0, и учитывая, что изменение кинетической энергии рабочего тела равно (2.12) получил после сокращение на dτ Выражение (2.12) получено для турбины, когда работа отводится от газа и L имеет знак минус. Оно справедливо для течения без трения и с трением, хотя формально работа трения в выражении не входит. Последнее объясняется тем, что при наличии трения энергия газа уменьшается на величину dlтр и одновременно увеличивается на величину , эквивалентную работе сил трения, так как работа трения переходит в теплоту и практически полностью идет на подогрев рабочего тела. Учитывая, что du + d(pv) = di и проинтегрировав в пределах от сечения 0-0 до сечения 1-1, получим (2.13) Уравнение (2.12) и (2.13) можно применять для любого неподвижного канала (сопла, диффузора), для вращающейся решетки или колеса, для ступени турбомашин и для турбомашины в целом. При этом, параметры состояния и скорости газа во входном и выходном сечениях решетки, ступени или машины должны быть постоянными, или надлежащим образом осреднены. В большинстве случаев процессы в турбомашинзх можно рассматривать как протекающие без теплообмена с окружающей средой, то есть адиабатные; при этом dqвнеш=0 Для неподвижного канала (dlвнеш = 0, ибо нет перемещения стенок канала. Тогда для изоэнтропийного (без трения) и адиабатного (с трением) процессов течения в неподвижных каналах из уравнения (2.13) получим, соответственно: (2.14) Каждое из двух этих уравнений описывает три принципиально отличных процесса течения рабочего тела в неподвижном канале: 1. Процесс идет с ускорением (разгоном) потока С1t > Со, i1t < io (для действительного процесса С1 > Со, i1 < i0). Газ расширяется в канале, его потенциальная энергия уменьшается, кинетическая - растет. Уравнение (2.14) показывает, что прирост кинетической энергии определяется уменьшением энтальпии рабочего тела. 2. Процесс идет с замедлением (торможением) рабочего тела С1t<Сo, i1t > i0 (в действительном процессе C1 < C0, i1 > io). Потенциальная энергия газа растет за счет его кинетической энергии, которая соответственно уменьшается. Такой процесс осуществляется в диффузоре. 3. Процесс дросселирования i1t = io. При этом имеет место потеря работоспособности рабочего тела.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (292)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |