Уравнение расхода показывает, что при установившемся движении массовый расход во всех сечениях одинаков.
Массовый расход – это количество газа, проходящее через сечение за 1 секунду
G = Fcρ , [ кг/с]
Объемный расход - это объем газа, протекающий через сечение за 1 секунду
V = Fc , [м3/с]
Плотность потока – это количество газа, проходящее через единицу площади сечения за 1 секунду
cρ , [кг/м2с]
УРАВНЕНИЯ ЭНЕРГИИ
Уравнение энергии для энергетически изолированного потока
Энергетически изолированным называется поток в котором отсутствует теплообмен между газом и окружающей средой, к газу не подводится и не отводится энергия.
Для энергетически изолированного потока полный запас энергии для любого сечения будет оставаться постоянным и для 1 кг газового потока складываться из следующих составляющих:
cv Т [Дж/кг] – внутренняя энергия,
pv или RT [Дж/кг] – потенциальная энергия давления,
с2/2 [Дж/кг] – кинетическая энергия
cv Т + RT + с2/2 = const
c р T = cv Т + RT= (cv + R)T = i [Дж/кг]
i – энтальпия, количество теплоты, которое необходимо подвести к газу, чтобы нагреть его до определённой температуры Кельвина.
D i = c р (Т2 - Т1) [Дж/кг] - изменение энтальпии, разность между энтальпиями в конце и начале процесса
i + с2/2 = const
Сумма энтальпии и кинетической энергии в каждом сечении энергетически изолированного потока есть величина постоянная.
Из уравнения видно, что увеличение энтальпии возможно только за счет уменьшения кинетической энергии и наоборот.
|
|
|
Процесс преобразования энтальпии в кинетическую энергию называется разгоном газового потока.
Каналы в которых происходит преобразование энтальпии в кинетическую энергию называются конфузорами или соплами.
В конфузорах или соплах при разгоне газового потока давление, температура и плотность уменьшаются, а скорость и удельный объём увеличиваются, то есть газ расширяется.
Процесс преобразования кинетической энергии в энтальпию в называется торможением газового потока.
Каналы в которых происходит преобразование кинетической энергии в энтальпию называются диффузорами.
В диффузорах при торможении газового потока давление, температура и плотность увеличиваются, а скорость и удельный объём уменьшаются, то есть газ сжимается.
Торможение потока может быть частичным и полным.
При скорости потока равной нулю происходит полное торможение.
Энтальпия становится максимальной и называется энтальпией торможения.
i 1 + с12/2 = i 2 + с22/2
i + с2/2 = i *
Уравнение энергии для полностью заторможенного потока
Параметры полностью заторможенного потока называются параметрами торможения или полными параметрами и обозначаются: р*, Т*, v *, ρ *.
Температура торможения определяется из уравнения энергии для полностью заторможенного потока: cрT + с2/2 = cрT*
|
|
|
T * = T + с2/2 c р
Торможение происходит очень быстро без теплообмена с окружающей средой, т.е. адиабатно, поэтому давление торможения находится из соотношения между параметрами в адиабатном процессе:
р*/ р = (T*/ T )k/(k-1)
р* = р( T */ T ) k /( k -1)
Уравнения энергии для энергетически неизолированного потока
Уравнение энергии в термической форме
К реальному газовому потоку может быть подведена или отведена энергия в форме теплоты или работы.
Кроме этого при движении газа имеет место трение.
Работа, затрачиваемая на преодоление трения, преобразуется в теплоту, получаемую газовым потоком, а так как эти энергии эквивалентны, но противоположны по знаку, то в уравнении энергии в термической форме они не входят.
i 1 + с12/2 ± l ± q = i 2 + с22/2
Сумма энтальпии и кинетической энергии во входном сечении канала, плюс подведённая энергия в канале, равна сумме энтальпии и кинетической энергии в выходном сечении канала.
± l ± q = D i + (с22 - с12 )/2
Энергия, подведённая или отведённая от газового потока вызывает изменение энтальпии и кинетической энергии
Уравнение энергии в термической форме связывает между собой скорость и величины термической природы (cрT=i). Уравнение справедливо и в том случае, когда в газовом потоке действуют силы трения. Трение не изменяя общей энергии потока, может сильно влиять на механический параметр - давление
|
|
|
Преобразуем уравнение энергии в термической форме, связав изменение давления с изменением скорости и получим
± l + ò vdp + ( с22 - с12 )/2 + l тр = 0,
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 416; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!