Уравнение энергии в тепловой форме в абсолютном движении

Запишем уравнение сохранение энергии в механической форме в абсолютном движении в дифференциальном виде (2.3.6). При этом учтем, что плотность обратно пропорциональна удельному объему :

2.3.22

Энергия, расходуемая в реальном процессе на преодоление гидравлических потерь , независимо от природы потерь, в конечном итоге преобразуется в тепло и подводится к рабочему телу ( ). Это единственный источник тепла, подводимого к потоку в лопаточных машинах .

Согласно первому закону термодинамики подводимое тепло идет на совершение работы по изменению объема рабочего тела и изменение внутренней энергии :

2.3.23

Подставив уравнение 2.3.23 в 2.3.22 получим:

Сумма представляет собой энтальпию - термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц. Другими словами это количество энергии, которая доступна для преобразования в теплоту при определенной температуре и давлении.

Учитывая сказанное выше, а также то, что сумма энтальпии и кинетической энергии является энтальпией по заторможенным параметрам

2.3.24

Интегрируя последнее уравнение на конечном участке пути частицы от входа «1» до выхода «2», окончательно получаем:

2.3.25

Это уравнение называется уравнением сохранения энергии в тепловой форме в абсолютном движении.

Из этого уравнения следует, что полная температура меняется только тогда, когда в рабочем процессе подводится/отводится тепло и/или работа. Применительно к лопаточным машинам это означает, что температура заторможенного потока будет меняться только в рабочем колесе. В НА и СА она сохранится постоянной.

Также следует отметить, что на величину полной температуры в отличие от полного давления не влияют потери энергии в потоке .