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技术功

/technical work/
条目作者工程热

工程热

最后更新 2022-12-23
浏览 201
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稳定流动能量方程中动能、重力势能和轴功之和。

英文名称
technical work
所属学科
工程热物理及动力工程

动能、重力势能和轴功属于不同类型的机械功,都是在工程技术上可以直接利用的能量,因而得名技术功Wt。工程上的热工设备,除起动、停止或者加减负荷等情况,大部分时间是在稳定流动情况下运转的,且主要关心热能与机械能的转换。因此,稳定流动能量方程的分析至关重要,常需要分析技术功的大小。

技术功的表达式如下,右侧第一项为过程获得的动能代数和,右侧第二项为过程获得的重力势能代数和,右侧第三项是过程中通过轴等转动机构外界交换的机械能。


对于稳定流动,其能量方程常表达为:

或单位工质,可以看出技术功是由转换而来的。

在稳定流动过程中,因为开口系统本身的稳定状态始终不变,所以整个流动过程的总效果相当于一个一定质量的流体从进口状态经过一系列状态变化,并且与外界进行了热量和功的交换,最后达到出口状态。这样稳定流动能量方程式也可看成是一个定质量工质(即闭口系统)的能量方程式。即:

为内能,为容积变化功。

由于,可以得到,技术功与容积变化功的关系:

,即技术功等于容积变化功减去推进功的代数和。

对于准静态过程,容积变化功的计算式为(见容积变化功):


则准静态过程,技术功的计算式为:


负号表示技术功的正负与相反,若(流体的压力降低),则(对外作技术功),如汽轮机、燃气透平等,反之亦然,如压气机等。

准静态过程的技术功在p-v图上可以用过程线左边的面积表示,如下图中所示的面积12ba1。

技术功和容积变化功在示功图上的表示技术功和容积变化功在示功图上的表示

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