处vy是什么意思

喙轮发动机对流体的压力势能的要求

我们在前面多次提到,喙轮发动机是利用流体的压力势能转化成动能,再以动能的方式参与做功,进而释放流体的内能。

这里我们所说的压力势能是指流体所具有的膨胀能力,如下图所示的气球,在吹入带压的气体前它是瘪瘪的,当吹入压力气体后它就鼓鼓的了,如果继续吹入气体,气球就可能爆炸。

处vy是什么意思

压力势能示意图——气球

那么,喙轮发动机需要多大的压力势能才能让流体预定的内能全部释放出来参与做功呢?且听下文分解:

首先要决定压力势能如何计算。根据物理学中的功能原理,压力势能的通用公式为:Ev=PV,其中压力P是指绝对压力,体积V是指流体处于真空状态时的体积。

但是在这里,我们真正要考核的是喙轮发动机进、出口之间的流体的压力势能差,所以式中的P是进、出口的压差,ΔP=Pj-Pc……………………………………(1)

V是进出口之间的体积差。

对于体积差,比较复杂:

对于蒸汽喙轮发动机,其中的蒸汽的液化率大于95%,则其流体体积差ΔV等于蒸汽饱和状态的体积(蒸汽比容Vj乘以质量m)减去出口处液体的体积(液体比容Vy乘以质量m)再乘以0.95,再加上出口处的蒸汽的体积(蒸汽比容Vc乘以质量m乘以0.05)减去进口处的体积乘以0.05(蒸汽比容Vj乘以质量m乘以0.05)。

即:ΔV=0.95*m*(Vj-Vy) 0.05*m*(Vc-Vj)………………………(2)

对于燃气喙轮发动机,则其流体体积差ΔV等于高温状态的体积(燃气比容Vr乘以质量m)减去出口处水的体积(水比容Vs乘以质量m)再乘以0.045,再加上出口处的燃气体积(排气比容Vp乘以质量m乘以0.955)减去进口处的体积乘以0.955(蒸汽比容Vr乘以质量m乘以0.955)。

即:ΔV=0.045*m*(Vr-Vs) 0.955*m*(Vp-Vr)……………………(3)

因此,ΔEv=ΔP*ΔV…………………………………………………(4)

其次要决定预定的内能如何计算。

对于蒸汽喙轮发动机,其中的蒸汽的液化率大于95%,则其内能En通式为:饱和蒸汽的内能Ez值乘以质量m减去出口处液体的内能Ey再乘以0.95,再减出口处蒸汽的内能Ec乘以质量再乘以0.05。

即:En=m*(Ez-0.95*Ey-0.05*Ec)…………………………………(5)

对于燃气喙轮发动机,则其内能En通式为:燃烧后的气体的内能Er值乘以质量m减去出口处水的内能Es再乘以0.045,再减排气口处燃气的内能Ep乘以质量再乘以0.955。

即:En=m*(Er-0.045*Es-0.955*Ep)………………………………(6)

例如:1.0kg水蒸气,我们按蒸发温度330℃、蒸发压力12.8581MPa。再过热到650℃计算,出口温度5℃,液化率95%,出口压力0.25MPa。

按照上述公式(1)、(2)、(4)及相应热力参数计算后得压力势能为:ΔEv=93022121焦耳。

按照上述公式(5)及相应热力参数计算后得预定内能为:En=3183049焦耳。

ΔEV>En的近30倍,所以足够让蒸汽释放其预定的内能。

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