Estratto del documento

Nozzles and diffusors

Stagnation properties

h0, T0, p0, v0, i0, s0 (Total)

State that the fluid reaches when the stream is slowing down up to rest by means of a reversible and adiabatic process.

We apply the first law of thermodynamics (considering adiabatic process)

E + ĊI = 0

Δh + ΔEK,g,Ψ

Technical equation conservation law

di = ν dp + dEK,g,Ψ + dΨw = 0

Ideal O = ν dp + dEK

We integrate this relation between initial condition and total condition:

O = ∫pp0 ν dp + ∫cc0 dEK

We follow an ideal process and an adiabatic process

Ψw = 0

QE = 0

Tds = dQe + dΨ = 0

dS = 0 (Isentropic Process)

Now:

pp0 ν dp = ∫pk=const dp = const1/kpk+1/k |pp0 = (pv)1/k = (p0)k - pk+1= 1/1/k ν = K/k-1 [ ( p0/P )k-1 - 1 ]

And also, about energy:

cc0 dEK = ∫cc0 c²/2 dc = c²/2 |cc0 = -c²/2

Nozzles and diffusors

h, T, p, v, i, sStagnation Properties

h⁰, T⁰, p⁰, v⁰, i⁰, s⁰ (total)

State that the fluid reaches when the stream is slowing down or to rest by means of reversible and adiabatic process.

We apply the first law of thermodynamics (considering adiabatic process)

∑Q̇e + ∑Ẇi = Δh + ΔEk, p, g, w

Technical Equation Conservation Law

dẋi = vdp + dEk, p, g, w + dẆw = 0

ideal 0 = vdp + dEk

We integrate this relation between initial condition and total condition:

0 = ∫pp⁰ vdp + ∫cc⁰ dEk

We follow an ideal process and an adiabatic process

w : 0

∑Tds = dqc + dẋw -> dS = 0 (isentropic process)

Now:

pp⁰ vdp = ∫pp⁰ const/ p1/k dp = const/kP1/kpp⁰ pk+1 dp = (pv)1/k (k/k-1)k-k-1 [pk]= [pk]1/k - :=[p1/k vk/k-1 Pk-1/k Pk-1/k k/k-1 ]

And also, about energy:

cc⁰ dEk = ∫cc⁰ dc²/2 = -c²/2

PVkk-1 = c²/2

po = p[1 + k-1/2 M²]k/k-1

For Definition

cs2 = (∂p/∂ρ)s = k const ρk = const p/ρρk = const => P/ρk = const

SO k PV = cs2c/cs = M (MACH NUMBER)

  • M < 1 → Subsonic
  • M > 1 → Hypersonic

Substituting above we hold:

po = p[1 + k-1/2 M²]k/k-1

To compute the total density we consider p/pk = po/pok (Adiabatic transformation)

ρo = ρ(po/p)1/k => ρo = ρ[1 + k-1/2 M²]1/k-1

For Ideal Gas

PV = RT

dh = CpdT => h° - h = Cp(T° - T)

P°V° PV = T°T => T°T = P°V/PV(1 + k - 1/2Π2)k - 1/k - 1 = 1

Hence for Ideal Gas:

T° = T(1 + k - 1/2Π2)

We introduce the meaning of nozzles

In general, these are in machines. In a nozzle, the velocity increases => dc > 0, while if we have a diffuser, dc < 0.

We consider the inlet section and outlet section:

=> { } =>    0        2

We don't know what there is in the middle. To study it in a simple way, we introduce some hypotheses:

  • Ideal process (dL = 0)
  • Adiabatic process (dQ = 0)
  • One-dimensional fluid flow
  • Steady state condition G = const

This is the meaning of steady state condition.

dG = 0 (remember that G = ρAC)

=> dG/G = dP/ρ + dA/A + dC/C = 0

Anteprima
Vedrai una selezione di 10 pagine su 153
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 1 Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 2
Anteprima di 10 pagg. su 153.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 6
Anteprima di 10 pagg. su 153.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 11
Anteprima di 10 pagg. su 153.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 16
Anteprima di 10 pagg. su 153.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 21
Anteprima di 10 pagg. su 153.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 26
Anteprima di 10 pagg. su 153.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 31
Anteprima di 10 pagg. su 153.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 36
Anteprima di 10 pagg. su 153.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Thermal and Hydraulic Machines part1 Pag. 41
1 su 153
D/illustrazione/soddisfatti o rimborsati
Acquista con carta o PayPal
Scarica i documenti tutte le volte che vuoi
Dettagli
SSD
Ingegneria industriale e dell'informazione ING-IND/08 Macchine a fluido

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Em4nuel3 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Thermal and Hydraulic Machines e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Torino o del prof Don Giovanni Claudio.
Appunti correlati Invia appunti e guadagna

Domande e risposte

Hai bisogno di aiuto?
Chiedi alla community