Проточные машины. Баланс работ в проточной машине

Машиной называется механизм или комплекс механизмов, предназначенный для выполнения полезной (отда­ваемой) работы. Это — работа сил производственных (полезных) сопротивлений. Вследствие вредных сопротивлений в самой ма­шине она всегда меньше затраченной (потребляемой) работы, совершаемой движущими силами.

Проточные машины отличаются от прочих тем, что процесс передачи работы у них целиком связана с потоком среды, протекающей через машину. В частности, если текучей средой (флюидом) является капельная жидкость, то проточные машины называются гидравлическими (от гидравлических машин следует отличать гидроаппараты – струйный насос, эжектор, эрлифт и др.), если же текучая среда газообразная, то говорят о газовых или пневматических проточных машинах.

Определения основных технических показателей любой проточ­ной машины вытекает из уравнения, связывающего затраченную и полезную работу.

Важнейшая составляющая баланса работ в проточной машине — работа обратимого (без потерь) перемещения текучей среды под

действием разности давления. Применительно к динамической машине с непрерывным потоком в её каналах указанную работу можно предоставить следующим образом.

В канале произвольной конфигурации (рис. I, а) между вход­ным (индекс «н» — начало) и выходным (индекс «к» — конец) сече­ниями перемещение флюида из области с давлением р_н (давление осредненное во времени) в область с давлением р_к происходит так, что всё содержимое канала смещается. При этом через каждое сечение канала за определенное время t протекает одно и то же количество среды, имеющей некоторую массу т. Например, частицы среды из сечения l (площадь f ) смещаются в среднем к сечению l¹ так, что V = is представляет собой объем рассматриваемой порции флюида. Поскольку давление по длине канала изменяется, то в соответствии с ним изменяется также среднее смещение частиц по некоторой зависимости V = f (р), показанной на рис. 1, б.

Поперечными сечениями разбиваем весь поток на элементы. Элементу, заключенному между сечениями 1 и 2, соответствует элементарный перепад давления dp. При смещении элемента в положение 1’ → 2’ совершается элементарная работа изменения давления (РИД):