Формула Эйлера для радиальных турбин и центробежных насосов

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Формула Эйлера для радиальных турбин и центробежных насосов.

В русской литературе используются так же названия "турбинное уравнение Эйлера", "турбинное и насосное уравнение Эйлера", "турбомашинное уравнение Эйлера" и варианты с заменой слова "уравнение" на "формула". В английской литературе общеупотребительны названия "Euler turbomashine equation" и "Euler's turbine formula"; статья в английской Википедии озаглавлена "Euler's pump and turbine equation". При этом формула записывается в 2 вариантах, так что можно считать, что под "турбомашинной формулой Эйлера" подразумеваются 2 формулы.

Пусть есть идеальный (без потерь на вихреобразование / трение) центробежный насос или турбина, работающий/-щая на идеальной несжимаемой жидкости / газе (в дальнейшем тексте - "жидкость").

Первый вариант записи формулы.

[править | править код]

Введем обозначения

- массовый расход жидкости, кг/с.

Жидкость входит в насос/турбину на радиусе R1 и выходит на радиусе R2.

VT1 и VT2 - тангенциальные компоненты скорости жидкости на входе и выходе из ротора (измеренные в неподвижной системе отсчета).

T - момент на валу.

Тогда

[1]       (1)

Второй вариант записи формулы.

[править | править код]

Введем обозначения

Vrotor 1 и Vrotor 2 - линейные скорости ротора на радиусах R1 и R2.

Pbernoulli - сумма бернуллиевских слагаемых "давление + скоростной напор + высотная компонента".

Точнее - изменение этой суммы в результате прохождения жидкости через ротор.[2]

Тогда

  (2)

где ρ - плотность жидкости.

Формула (2) получается домножением обеих частей формулы (1) на угловую скорость вращения ротора. Тогда мы переходим от момента импульса на валу к мощности на валу. Ситуация идеализированная, потерь механической энергии нет, и мощность на валу можно заменить изменением энергии жидкости.

Литература

[править | править код]
  • Yunus A. Cengel, John M. Cimbala. Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications. — 4th ed. — 2017. — ISBN 9781259696534.

Примечания

[править | править код]
  1. Cengel, Cimbala, 2017, p. 276.
  2. В учебниках по гидравлике очень принято "бернуллиевскую сумму" записывать не как давление, а как высоту (разделив на (плотность*g)). Называется "net head", "полный напор". Однако, такая запись не соответствует школьной программе и непривычна для большинства читателей. Потому такой вариант записи не совсем удобен для энциклопедии. Кроме того, напор газов принято измерять все-таки в единицах давления.