Työn ja tehon laskentatavan ymmärtäminen on olennaista insinöörien ja teknikoiden kannalta. Nämä laskelmat auttavat suunnittelemaan, analysoimaan ja optimoimaan turbiinit, kompressorit ja muut pyörivät laitteet. Tämä artikkeli tarjoaa käytännön kaavoja ja esimerkkejä näiden laskelmien helpottamiseksi.

Työn ja voiman peruskäsitteet Turbokoneissa

Työssä turbokoneissa tarkoittaa energiaa siirretään tai nesteestä, koska se kulkee koneen läpi. Teho on nopeus, jolla tämä työ tehdään, tyypillisesti ilmaistaan watteina tai hevosvoimaa. Laskemalla nämä määrät edellyttää ymmärrystä nesteen ominaisuuksia ja koneen käyttöolosuhteet.

Työn tuotosten laskeminen

Työn lähtö massavirtayksikköä kohti voidaan arvioida nesteen entalpy-muutoksen avulla:

]Työn yksikköpaino:[  W = h]in - h]out[]

jossa h[] ja ]]out[[[] ovat sisääntulossa ja ulostulossa olevat erityiset enthalpit. Ihanteellisten kaasujen tai puristettavien nesteiden osalta voidaan käyttää paineen ja lämpötilan mukaisia yksinkertaistettuja kaavoja.

Virrankulutuksen laskeminen

Kokonaisteho saadaan kertomalla työ massayksikköä kohti massavirralla:

Power:[  P =  W ×  dot{m}

jossa   piste{m} on nesteen massavirta. Tilavuusvirtauksen  Q osalta suhde on:

 P = W ×  rho × Q

Käytännön esimerkki

Oletetaan, että turbiinin sisääntulo-entalpia on 3000 kJ/kg ja ulostulo-entalpia 2500 kJ/kg. Massavirta on 2 kg/s. Työn ja tehon laskenta.

[[LLT:0]]Ravinto: [[LLT:1]]

Työn massayksikköä kohti: W = 3000 - 2500 = 500 kJ/kg

Teho: P = 500 kJ/kg × 2 kg/s = 1000 kJ/s = 1000 kW