Файл: Соколов Ю.Н. Основы единой теории лопастных машин (насосов, вентиляторов, воздуходувок) [учеб. пособие для студентов втузов].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 99
Скачиваний: 1
условиях, к которым отнесена объемная |
производитель |
||
ность машины Q. Обычно за такие условия принимают |
|||
условия |
-всасывания, . т. е. давление р |
и температуру |
|
Т = t + |
273° во |
всасывающем патрубке |
машины. |
Д л я |
н а с о с |
о в , т. е. для машин, передающих энер |
|
гию потоку несжимаемой жидкости, вместо удельной энергии е дж/кг предпочитают оперировать, разъяснен ным выше (см. введение) понятием «напор» Нм, т. е. высотой столба жидкости, уравновешивающей изменение давления Др = pg# н/м2 и соответствующей рассматри ваемому виду удельной энергии е = gH дж/кг. Сохраняя прежнюю индексацию и для величин Н, уравнение (I—2) в единицах напора следует, очевидно, записывать в виде
Ne=PgQHhem, |
(1-2') |
где И — полный полезный напор насоса |
м. |
§ 1—2. Энергия, переданная машиной потоку
Приведенные выше зависимости определяют необхо димость правильной оценки энергии, передаваемой по току е дж/кг. Рассмотрим этот вопрос сначала в наибо лее общей его постановке, т. е. для всех типов рассмат риваемых нами машин, как жидкостных, так и газовых, как лопастных, так и работающих по объемному прин ципу.
Известное из гидрогазодинамики или технической термодинамики уравнение баланса энергии в одномерном потоке сжимаемой жидкости (или газа), претерпеваю щем изменение термодинамического состояния, записы вается в виде
q = |
Д / -f- g (zs - |
zt) |
+ С » |
~ С ] |
+ 1-х дж/кг, |
(1 - 3) |
||||
где |
q — |
подведенное |
к |
потоку |
тепло; |
|
||||
|
М- |
изменение |
энтальпии газа; |
|
||||||
|
работа преодоления сил тяжести при подъе |
|||||||||
g ( z 2 - z i ) - |
||||||||||
ме с высоты |
zy |
до |
г2 ; |
|
|
|||||
Г 2 _ |
г 2 |
изменение |
удельной |
кинетической |
энергии |
|||||
|
|
|||||||||
|
|
потока |
при |
изменении |
его скорости от |
|||||
|
|
<м ДО с',; |
|
|
|
|
|
|
||
|
/т — так |
называемая |
техническая |
работа, |
т. е. |
|||||||||
|
механическая |
энергия, |
отданная |
потоком |
||||||||||
|
на преодоление |
внешних |
препятствий, |
на |
||||||||||
|
пример, |
на вращение |
рабочего |
колеса тур |
||||||||||
|
бинного |
двигателя, через |
проточные |
кана |
||||||||||
|
лы |
которого |
проходит |
поток |
(рис. 1 — 1). |
|||||||||
В наших машинах |
— машинах, |
передающих |
энергию |
|||||||||||
не от |
потока рабочему |
колесу, |
а |
от |
колеса |
потоку,— |
||||||||
|
|
|
|
|
|
вместо |
технической |
рабо |
||||||
|
|
|
|
|
|
ты следует, очевидно, |
вво |
|||||||
|
|
|
|
|
|
дить энергию, |
переданную |
|||||||
|
|
|
|
|
|
потоку, |
обратную |
первой |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по |
знаку |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е = |
— 1-х . |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
В |
этом |
случае |
уравнение |
|||||
|
|
|
|
|
|
баланса |
энергии |
следует |
||||||
|
|
|
|
|
|
записывать |
в |
виде |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
' q = М + g (2, - |
zx ) + |
|||||||
|
|
|
|
|
|
+ |
С 5 |
С 7 |
|
|
|
(1-3') |
||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Рис. |
1—1 |
|
|
|
откуда |
и |
определяется |
||||||
|
|
|
|
|
|
интересусующая |
нас пере |
|||||||
|
|
|
|
|
|
данная |
потоку энергия |
|||||||
|
- Я + g (z2 |
- |
Zj) |
+ —г 5 — г 2 |
дж'кг. |
|
|
( I - 3 " ) |
||||||
Согласно первому закону термодинамики, записыва |
||||||||||||||
емому в форме |
|
|
|
Pi |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
q = U — | |
vdp, |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Pi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
входящая в уравнение (1—3") разница |
H — q |
может |
||||||||||||
быть |
заменена |
величиной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Pi
j vdp,
1
где v = —м3/кг — текущее значение удельного объема
Р
газа, изменяющегося в процессе изменения его состояния, а
Р\ и р2 — начальное и конечное давление в га зовом потоке, претерпевающем такое изменение состояния.
Величина
j vdp = |
ет, |
|
|
pi |
|
|
|
как известно из термодинамики, |
называется в н е ш н е й |
||
р а б о т о й п р о ц е с с а . Ее физический |
смысл |
опреде |
|
ляется тем, что ею учитывается |
не только механическая |
||
работа преодоления внешних усилий в |
течение |
самого |
|
процесса изменения состояния газа, но и работа, совер шаемая при заполнении рабочего пространства рабочим телом (газом) и при освобождении его от этого тела, необходимом для повторения процесса в периодически действующей машине. В термодинамической р — v диаг рамме эта внешняя работа, как очевидно пз математи ческого ее определения в виде интеграла, соответствует площади цикла процессов: заполнения рабочего прост
ранства 4—1 |
(всасывания) при |
давлении |
р\\ |
сжатия |
||
вступившего сюда газа 1—2 от давления |
р\ |
до |
PQ и ос |
|||
вобождения |
рабочего |
пространства |
2—4 |
(выталкивания |
||
или нагнетания) при |
давлении р24) |
(рис. I—2). |
||||
Такой круговой процесс (замкнутый цикл процессов) соответствует периодически повторяющимся процессам в компрессорной машине, работающей по объемному принципу. Поэтому и учитывая, что здесь не принимают ся в расчет реально существующие отступления от тео ретических условий протекания рассматриваемых про цессов (приводящие и к соответствующим потерям энер гии), рассмотренный здесь цикл процессов называют теоретическим циклом компрессора.
Величину
|
|
|
Рз |
|
|
|
|
^vdp = ек> |
|
|
|
|
Pi |
|
которую теперь |
будем |
отмечать индексом «К» (компрес- |
||
4 ) |
Цикл этих |
процессов замыкается прямой 3—4 при нулевом |
||
объеме, |
которая поэтому |
не отражает какого-либо реального про |
||
цесса. |
|
|
|
|
2. Заказ 45-13. |
|
Гос. публичная 17 |
||
|
научно -техническая |
|||
|
|
|
библиотека |
С С С Р |
|
|
|
ЭКЗЕМПЛЯР |
|
|
|
|
[ ЧИТАЛЬНОГО |
ЗАЛА |
сор), а не «вн» (внешняя работа), называют р а б о т о й - т е о р е т и ч е с к о г о ц и к л а к о м п р е с с о р а . .
Р
V
trt If,
Рис. I —2
Применяя правило интегрирования по частям, получаем
(1-4)
что и соответствует приведенному выше графическому изображению (рис. 1—2) составляющих .работы теоре тического цикла компрессора:
|
Р2°2 |
— работа |
изобарического |
процесса |
вытал |
||||||
|
pxvx |
кивания |
2—3; |
|
|
|
|
|
|
||
|
— работа |
изобарического |
процесса |
всасы |
|||||||
|
|
вания |
4—1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
pdv |
— есж |
— работа |
самого |
процесса |
сжатия |
1—2, |
|||||
|
|
величина |
которой |
зависит |
от |
условий |
|||||
|
|
протекания |
этого |
|
процесса. |
|
|
|
|||
Необходимоеще уточнить вопрос о примененных |
|||||||||||
здесь п р а в и л а х з н а к о в |
для |
входящих |
в выражение |
||||||||
(I—4) |
величин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
работы процесса |
сжатия |
сохранено |
принятое |
|||||||
в технической термодинамике правило |
знаков, |
т. €. ра- |
|||||||||
