Η κατανόηση του τρόπου υπολογισμού της εργασίας και της ισχύος στην turbomachinery είναι απαραίτητη για τους μηχανικούς και τους τεχνικούς. Αυτοί οι υπολογισμοί βοηθούν στο σχεδιασμό, την ανάλυση, και τη βελτιστοποίηση των στροβίλων, συμπιεστές, και άλλο περιστρεφόμενο εξοπλισμό.

Βασικές έννοιες της εργασίας και της δύναμης στην τούρμπο μηχανουργεία

Η εργασία σε turbomachinery αναφέρεται στην ενέργεια που μεταφέρεται προς ή από ένα υγρό καθώς περνά μέσα από το μηχάνημα. Δύναμη είναι ο ρυθμός με τον οποίο γίνεται αυτή η εργασία, συνήθως εκφράζεται σε watts ή ιπποδύναμη. Η υπολογισμούς αυτών των ποσοτήτων περιλαμβάνει την κατανόηση των ιδιοτήτων του υγρού και τις συνθήκες λειτουργίας της μηχανής.

Υπολογισμός εξόδου εργασίας

Η έξοδος εργασίας ανά μονάδα παροχής μάζας μπορεί να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας την ενθαλπική αλλαγή του υγρού:

Εργασία ανά μονάδα μάζας:  W = hσε - h out]

όπου hσε] και h out] είναι οι ειδικές ενθαλπίες στην είσοδο και την έξοδο, αντίστοιχα. Για ιδανικά αέρια ή ασυμπιεστά υγρά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν απλουστευμένοι τύποι με βάση την πίεση και τη θερμοκρασία.

Υπολογισμός εξόδου ισχύος

Η συνολική ισχύς προκύπτει πολλαπλασιάζοντας την εργασία ανά μονάδα μάζας με το ρυθμό ροής μάζας:

Δύναμη:  P =  W ×   dot{m}

όπου ο ρυθμός ροής του υγρού είναι ο ρυθμός ροής της μάζας. Για τον ογκομετρική ροή  Q, η σχέση είναι:

  P = W ×  rho × Q

Πρακτικό Παράδειγμα

Ας υποθέσουμε ότι ένας στροβιλός έχει ενθαλπία εισόδου 3000 kJ/kg και μια ενθαλπία εξόδου 2500 kJ/kg. Ο ρυθμός ροής μάζας είναι 2 kg/s. Υπολογίστε την εργασία και την ισχύ εξόδου.

Λύση:

Εργασίες ανά μονάδα μάζας: W = 3000 - 2500 = 500 kJ/kg

Ισχύς: P = 500 kJ/kg & ώρες; 2 kg/s = 1000 kJ/s = 1000 kW