Уравнение энергии потока в рабочем колесе машины

В машинах, перемещающих газы, плотность повышается и передача энергии потоку и теплообмен с окружающей средой обусловливает изменение термодинамического состояния газа.

Условие сохранения энергии газового потока в рабочем колесе центробежной машины можно записать в виде

(2.19)

где соответственно для входа и выхода рабочего колеса: и - абсолютные температуры газа; и - абсолютные скорости; - теплоёмкость газа при постоянном давлении; - удельная энергия, сообщаемая газу; - количество теплоты, переходящее в окружающую среду, отнесённое к 1 кг газа.

Используя (2.7) и вводя поправочный коэффициент, получаем

(2.20)

Это уравнение показывает, что механическая работа, передаваемая рабочими лопастями потоку газа, расходуется на изменение состояния газа, приращение его кинетической энергии и частично теряется, переходя в среду, окружающую машину в виде теплоты.

Если машина служит для передачи малосжимаемой жидкости (насос) или подачи газовой среды при небольшом повышенном давлении (вентилятор), то термодинамическое состояние потока можно полагать неизменяющимся; температура газа в процессе работы машины остаётся постоянной, и баланс энергии может быть записан так:

(2.21)

Где и - давление на входе и выходе; - потери напора в проточной полости машины.

Аналогично (2.20) на основании последнего равенства можно записать:

(2.22)

Следовательно, механическая работа, сообщаемая потоку рабочими лопастями машины, повышает давление в потоке, увеличивает кинетическую энергию его и отчасти расходуется на преодоление сопротивлений проточной полости.

Рисунок 2.3 даёт графическое представление баланса энергии центробежной машины. Здесь обозначено: - удельная энергия потока на входе в рабочее колесо, Дж/кг; - удельная энергия, передаваемая потоку в рабочем колесе; - удельная энергия потока на выходе из рабочего колеса; - потеря энергии в окружающую среду.

Рисунок 2.3 Баланс энергии рабочего колеса центробежной машины.

Дата добавления: 2014-12-08