Полные параметры рабочего тела.

При рассмотрении движущегося потока следует различать статические и полные параметры рабочей среды. Статическими называются параметры (давление, температура и другие) в потоке, движущемся с некоторой скоростью С. Чтобы точно измерить статические параметры, измерительные приборы должны перемещаться в потоке с одинаковой с ним скоростью,

Если поток затормозить каким-либо образом, чтобы скорость его стала равной нулю, то параметры в потоке изменяются, так как ее кинетическая энергия при торможении потока преобразуется в потенциальную.

Параметры потока, заторможенного в изоэнтропийном процессе до нулевой скорости, называются полными параметрами, или параметрами торможения. Полные параметры имеют в обозначении индекс-звездочку (*). При изоэнтропийном процессе торможения полная энергия рабочей среды остается постоянной, поэтому для любого сечения канала можно записать:

.              (2.15)

Учитывая, что i = C_pT, после деления каждого члена уравнения (2.15) на Ср получим зависимость между полной и статической температурами

. (2.16)                                                         

Для идеального газа , тогда .

Полное давление определяется из уравнения изоэнтропии :

. (2.17)                                                         

Уравнение (2.17) можно представить в виде:

,

где ∆Pд–разность между полным и статическим давленииями, определяемая с помощью трубок скоростного напора.

Для несжимаемой жидкости (или для сжимаемой среды при М < 0,2)

 (2,18),                                                           

где ρ– плотность рабочей среды.

Выражения (2.16) - (2.18) используются для газов. Для водяного пара полные параметры определяются по si-диаграмме.

Полные параметры имеют реальный физический смысл. По полной температуре выбирают материал для лопаток газовых турбин.

Скорость истечения рабочей среды

Уравнение количества движения является также аналитическим выражением закона сохранения энергии. Применительно к газу уравнение количества движения записывается в виде обобщенного уравнения Бернулли:

,                                (2.19)

где W - скорость потока относительно стенок канала;

  v,p - статические  удельный объем и давление;

L– работа внешних сил и совершаемая потоком работа (считается положительной, если механическая энергия отводится от рабочей среды, и отрицательной, если механическая энергия сообщается среде).

В случае вращающегося канала

,                     (2.20)

где dl_цс = udu - элементарная работа центробежной силы; dl_тp - элементарная работа сил трения.

Интегрируя уравнение (2.20) в пределах от входного до выходного сечения канала, получим

При изоэнтропийном течении 1тр = 0, w₂ = w_2t, поэтому

                                  (2.21)

Выражение    можно проинтегрировать, если известна связь между v и р.

Для изоэнтропийного процесса , откуда , тогда

.     (2.22)

На основании уравнений (2.21) и (2.22) получим

.   (2.23)  

 В осевых турбинах u₁ = u₂, поэтому

.                     (2.24)

Формула (2.24) справедлива и для неподвижного канала, придерживаясь ранее принятых обозначений (рис.2.1) и принимая u₂=u₁=0, имеем

                           (2.25)

Будучи записанными в полных параметрах выражения (2.25) и (2.24)

примут вид:                  

                                 (2.26)

                                (2.27)

Формулы (2.24) - (2.27) применяют при расчете газовых турбин. Для пара скорость потока на выходе из каналов следует определять по выражениям:

 ,                          (2.28)

                       (2.29)