Уравнение состояния

Основные уравнения движения жидкости сжимаемой жидкости

Преобразование энергии в ступени турбины происходит в результате обтекания сжимаемой жидкостью (рабочим телом) сопловых неподвижных и рабочих лопаток турбины. Законы течения рабочего тела подробно излагаются в курсе газовой динамики.

В настоящей лекции представлены основные уравнения, необходимые для теплового расчёта турбины, а также для оценки явлений возникающих в процессе изготовления и эксплуатации турбины.

Для простоты расчётов, которые с достаточной степенью точности не повлияют на достоверность результатов, примем ряд упрощений:

поток рабочего тела является установившимся;

изменения параметров и скорости потока рабочего тела в канале происходит только в одном направлении (применяем уравнения одномерного течения). В ряде случаев, которые будут оговорены особо, мы рассмотрим двух- и трёхмерное течение потока.

В дальнейшем для расчётов течение сжимаемой жидкости используем следующие уравнения: уравнение состояния; уравнение неразрывности; уравнение количества движения; уравнение сохранения энергии.

Для идеального рабочего тела уравнение состояния имеет вид

pv = RT, (1)

где R – газовая постоянная.

Для перегретого пара это уравнение неточно, т.к. коэффициент R зависит от давления и температуры. Значительно точнее соблюдается зависимость

, (2)

где h – энтальпия рабочего тела, Дж/кг; k – показатель изоэнтропы для сухого перегретого пара изменяется в пределах k = 1.26 – 1.33 и в среднем принимается k = 1.3; для сухого насыщенного пара k = 1.135; для воздуха k = 1.41; для продуктов сгорания углеводородного топлива k = 1.3.

Широкое распространение в определении параметров состояния рабочего тела получили их диаграммы в особенности h,s – диаграммы.

Дата добавления: 2014-01-04