Приложение а Использование полного давления и полной температуры для определения рабочих характеристик компрессора

A.1 Эксплуатационные характеристики компрессора, которые зависят от термодинамических характеристик, в своем определении, в соответствии с положениями настоящей Методики, основаны на условиях полностью заторможенного потока (условиях потока в критической точке) или т.н. полных условиях. Данный подход может вызвать недоумение, в ситуации, когда рассматриваемые принципы не хранятся в памяти. Характеристики компрессора могут быть заданы, по усмотрению, или в величинах давления и температуры при статических условиях потока или величинах давления и температуры при условиях полного торможения потока, и пояснение, приведенное ниже, служит для того, чтобы читатель понимал отличие между двумя указанными способами.

A.2 Когда первый закон термодинамики, записанный в виде общего уравнения энергии, применяется к каскаду компрессора, причем границы системы задаются геометрией внутренней стенки корпуса а также поперечными плоскостями, проходящими через входной и выходной фланцы, в условиях отсутствия течей и параллельных потоков, выражение, приведенное ниже принимает вид:

Подстрочные индексы “α” и “γ” сигнализируют о том, что расчет выполняется при статических на входе и на выходе соответственно. Входной и выходной фланцы могут считаться имеющими одинаковую геометрию, что позволяет заключить, что величины гидростатических напоров y_α. и y_γ, станут равными. Решение уравнения [A-1] для W_sh в результате приводит к

В данном выражении участвуют параметры энтальпии в статических условиях, которые были заданы через параметры давления и температуры в статических условиях.

A.3 В случае применения методологии, базирующейся на параметрах потока в состоянии полного торможения, уравнение [A-2] преобразуется в

Подстрочные индексы i и d относятся к условиям полностью заторможенного потока на входе и на выходе соответственно, которые устанавливается величинами давления и температуры в условиях полностью заторможенного потока. В ходе процесса торможения

Различие между статическими условиями и условиями полного торможения потока графически продемонстрировано на Диаграмме Молье, Рис. A.1.

A.4 Как видно из Рис. A.1, процесс сжатия проходит между состояниями α и γ. Некоторые расчеты в части процесса внутреннего сжатия могут потребовать использования параметров статических условий, которые являются промежуточными между α и γ. Тем не менее, как показано уравнениями с [A-1] по [A-5], применение параметров полного торможения потока при расчетах внешнего энергетического баланса является отличным способом получения приближенных значений поскольку:

(a) "Взыскание" (Прим. перев.: используется экономический термин, по смыслу контекста имеется в виду “получение части от уже имеющегося”, в настоящем контексте является противопоставлением “кредитованию”) с компрессора посредством приема газа при значении энтальпии для условий полного торможения h_i (при значении давления для условий полного торможения потока p_i) эквивалентно взысканию посредством приема газа при значении энтальпии для статических условий h_α (при значении давления для статических условий p_α) с прибавлением величины кинетической энергии

59

и,

(b) “Кредитование” (Прим. перев.: используется экономический термин, по смыслу контекста имеется в виду “предоставление в пользование того, чего не было в наличии”, в настоящем контексте является противопоставлением “взысканию”) компрессора за счет подачи газа при значении энтальпии для условий полного торможения h_d (при значении давления для условий полного торможения потока p_d) эквивалентно кредитованию посредством подачи газа при значении энтальпии для статических условий h_γ (при значении давления для статических условий p_γ) с прибавлением величины кинетической энергии

A.5 Предшествующий анализ может быть применим только в силу того, что границы системы были точно определены, таким образом, чтобы заранее исключить необходимость учета каких-либо факторов,

термодинамических или наоборот, возникающих в границах собственно компрессора. В том случае, если одной из целей стоит исследование внутренних процессов в компрессоре, будет необходимым задать новую систему и соответствующие условия. Изучение внутренних процессов не входит в содержание настоящей Методики.

A.6 Другим направлением использования параметров давления и температуры при условиях полного торможения потока с точки зрения настоящей Методики является вычисление производительности. Производительность – это объемный расход, относящийся к условиям на входе. В настоящем документе производительность определяется как массовый расход нагнетаемого газа, деленный на полную плотность на входе при параметрах давления и температуры, соответствующих полным условиям. Такой подход удобен, поскольку он позволяет дать четкое определение объемного расхода, которое логически согласуется с массовым расходом без отсылок к конструкции компрессора.

60