Термодинамика потока. 
Теплотехника

Первый закон термодинамики для потока

На практике при рассмотрении рабочих процессов машин, аппаратов и устройств, встречаются задачи изучении закономерностей движения рабочих тел (газов, пара и жидкостей).

Уравнение 1-го закона термодинамики для потока газа при следующих допущениях:

• · движение газа по каналу установившееся и неразрывное;
• · скорости по сечению, перпендикулярному оси канала, постоянны;
• · пренебрегается трение частичек газа друг другу и о стенки канала;
• · изменение параметров по сечению канала мало по сравнению их абсолютными значениями,

имеет вид:

q = u + e + l_прот. + l_техн., (5.1).

где e = (w²₂ — w²₁)/2 + g· (z₂ -z₁) — изменение энергии системы, состоящий из изменения кинетической и потенциальной энергий;

w₁, w₂ — скорости потока в начале и в конце канала;

z₁, z₂ — высота положения начала и конца канала.

• 1. l_прот. = P₂· ₂ — P₁· ₁— работа проталкивания, затрачиваемая на движения потока;
• 2. l_техн. — техническая (полезная) работа (турбины, компрессора, насоса, вентилятора и т. д.).
• 3. q = (u₂ — u₁) + (w²₂ — w²₁)/2 + g· (z₂ -z₁) + P₂·? ₂ — P₁·? ₁ + l_техн. (5.2)

Введем понятия энтальпии, который обозначим через величину:

h = u + Pх, (5.3).

h₂ = u₂ + P₂· ₂; h₁ = u₁ + P₁· ₁. (5.4).

Тогда уравнение 1-го закона термодинамики для потока газа будет иметь вид:

q = h₂ — h₁ + (w²₂ — w²₁)/2 + g· (z₂ -z₁) + l_техн. (5.5).